최종편집2025-11-26 12:46 (수)

[미디어파인=김철홍의 생각에 관한 생각] 전자(Electron)는 원자 안에 마이너스(-) 전기를 띠는 입자입니다. 전자는 자유롭게 움직일 수 있는 금속 안에서, 전압이 생기면, 마이너스에서 플러스로 이동하려고 합니다. 전기는 전자가 이동하면서 생기는 에너지입니다. 작은 입자들이 도선을 따라 움직이면서 조명을 켜고, 기계를 돌리고, 충전도 할 수 있게 해주는 힘입니다.

이 세상 모든 것은 원자로 이루어져 있고, 전자는 원자 안에 있으므로 모든 것을 구성하는 재료라고 할 수 있습니다.

이 전기가 알려진 역사는 다음과 같습니다. 

1600년 영국의 의사이자 과학자인 윌리엄 길버트(William Gilbert)는 자성(magnetism)과 전기(electricity)를 구분했습니다. "전기(electricus)"라는 용어도 처음 사용했고요.

1729년 스티븐 그레이(Stephen Gray)는 전기가 전도체를 통해 이동할 수 있다는 것을 발견했습니다.

1800년 알레산드로 볼타(Alessandro Volta)는 세계 최초의 전지를 발명했습니다. 전기를 화학적으로 만들 수 있게 됐어요.

1820년 한스 크리스티안 외르스테드(Hans Christian Ørsted)는 전류가 자기장을 만든다는 사실을 발견했습니다. 전자기학의 시작이죠.

1821년 마이클 패러데이(Michael Faraday)는 전기 모터의 원리를 발견하고, 전자기 유도를 설명했습니다.

1831년 패러데이는 발전기의 원리를 발견하면서 전력 생산이 가능해졌습니다.

1879년 토머스 에디슨(Thomas Edison)은 백열전구를 개발했어요. 전기가 가정에 들어오기 시작했습니다.

1880년대 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)는 교류(AC) 전기의 중요성을 주장했고, 조지 웨스팅하우스와 함께 AC 시스템을 보급했습니다.

1901년 마르코니(Guglielmo Marconi)가 무선 신호를 대서양 건너편으로 보냈습니다. 라디오의 시작입니다.

그럼, 전기의 쓰임은 어떻게 확장되었을까요?

세계적으로 전기의 사용량이 급격히 늘어난 사건과 증가한 사용량을 연대별로 정리해 보겠습니다. 

1900년대 초반 전기 사용은 미국, 유럽의 일부 도시에서만 있었습니다. 산업용 전기가 대부분이었고, 가정에서는 아직 제한적이었습니다. 이때 미국 전체 전기 사용량은 약 5 TWh/year (테라와트시)였습니다.

1920~30년대 냉장고, 라디오, 전기다리미 등이 보급되었습니다. 미국 전력 소비가 10년 사이 2배 이상 증가, 도시 중심으로 가정용 전기 수요가 증가했습니다. 미국 전기 사용량은 약 70 TWh/year입니다.

1950~60년대 전기 대중화와 산업 확장으로 전기세가 내려가고, 가전제품 보급이 확대되었습니다. 전기 기반 생산 시스템 도입으로 공장이 자동화되고, TV, 세탁기, 냉장고가 보편화되었습니다. 

주요 선진국의 전기 소비량이 10년마다 2~3배씩 증가해, 1960년 미국은 약 800 TWh/year를 사용했습니다. 세계 전체는 약 1,000 TWh/year 이상 되었습니다.

1980~1990년대 정보화 시대가 도래하며 개인용 컴퓨터(PC)와 인터넷 등장해 사무실, 학교, 병원 등에서 전기 의존도가 증가했습니다. 초기 데이터 센터가 등장하기 시작했고요. IT 기기의 확산으로 전기 수요 증가했고, 개발도상국에서도 전기 사용을 시작해 1990년 세계 전기 사용량은 약 9,000 TWh/year였습니다. 중국은 이제 막 급성장 시작 단계에 접어들었습니다.

2000~2010년대 스마트폰, 노트북, 클라우드, Wi-Fi 시대에 진입했으며 중국, 인도 등의 급속한 산업화가 진행되었습니다. 대규모 공장, 철강 산업, 도시화로 전기 소비가 전 세계적으로 폭발적으로 증가했습니다. 중국은 2000~2015 사이에 소비량이 5배 이상 증가했습니다. 2010년 세계 전기 사용량은 약 20,000 TWh/year였습니다.

2010년대~현재 데이터 센터 증가 (구글, 아마존, AI 훈련 등), 전기차 보급 확대 (테슬라, 충전 인프라 확산)로 소비 증가 속도를 따라가기가 어려울 정도입니다.

AI, IoT, 클라우드로 인해 고성능 서버가 엄청난 전기를 사용하며 전기차 충전 수요도 급증하고 있습니다. 

2023년 세계 전기 사용량은 약 27,000 TWh/year이며, 중국은 약 8,000 TWh 이상 (세계 30% 이상) 사용 중입니다.

앞으로는 인공지능이 추론을 하고, 물리적 AI가 등장하면서 전기 사용량은 매우 빠르게 증가할 것으로 전문가들은 예측하고 있습니다.

<요약>

◇ 결론

전기는 왜 우리 삶과 더욱 가까워지는가?

첫째, 전자는 원자 안에 마이너스(-) 전기를 띠고 있는 입자로, 전기는 전자의 흐름입니다. 이 우주는 원자로 이루어져 있습니다. 사람의 몸과 생명 또한 원자와 전자로 만들어집니다. 곧, 생명의 재료가 원자와 전자입니다.

둘째, 지구는 태양 의존적입니다. 태양에너지가 없다면 지구에 생명체가 존재할 수 없습니다. 태양에너지, 곧 태양으로부터 오는 전자기파 또한 전자의 흐름입니다.

셋째, 우리 몸도 음식을 섭취하여 화학에너지로 변환한 후 전기에너지로 움직입니다.

넷째, 도시화가 진행되어 이제는 57%가 넘는 45억 7천만 명이 도시에 거주합니다.

다섯째, 인공지능이 우리 삶과 연결되어 확장되고 있습니다.

따라서, 인류가 전기를 삶의 곳곳에서 더 많이 더 다양하게 사용하는 것은 자연스러운 현상입니다.

이제 기후변화로 인해 화석연료로 생산하던 전기를 원자력과 재생에너지로 생산방식을 전환하고 있습니다. 또한 인공지능의 발전으로 추론, 창작, 예술 활동이 전기의 영역으로 들어오고 있습니다. 물론 인류 역사에서 한 번도 멈춘 적이 없는 전쟁도 전기가 승패를 가를 정도입니다.

전기에너지 어떻게 생산하고 어떻게 분배할 것인가? 예산 집행의 순서를 결정하는 정치가 이 문제에 대해 고민하고 발전계획을 작성해야 미래가 안전할 것입니다. 전기를 아껴 쓰자던 시대가 있었습니다. 원전이 위험하다고 인식되던 사건이 있었습니다. 한전이 적자에 채권을 발행하기도 했습니다.

이 모든 것이 우리 삶에 영향을 미쳤습니다. 생명의 작동은 에너지 생산에서 에너지 소비의 순환 사이클입니다. 에너지 정책 보이는 것이 전부가 아닙니다. 보이지 않는 미래에 대비해 에너지 정책을 수립하고 집행해 나가야 할 것입니다.

대통령이 되려는 사람은 에너지에 대한 지식이 필수입니다. 에너지는 진보도 보수도 모두 필요로 하는 자원입니다. 

[김철홍 대표]
현) 세음세하태양광발전소 대표
전 KCB대표이사
전 서울신문 ESG위원회 국장