서론우리는 지금까지 석유를 주 에너지원으로 사용하고 있다. 석유가 주 에너지원이 된 이유는 값싸고 사용하기 편리하기 때문이라고 생각된다. 하지만 석유는 더 이상 값싼 에너지원이 될 수 없을 것이라는 전망이 나오고 있다. 배럴당 30불 정도의 원유가는 일년 사이에 70불 수준으로 상승하였으며, 앞으로 계속 오를 전망이다. 유가 상승의 원인 중의 하나로 석유의 매장량 한계를 들 수 있다. 석유는 10∼20년 안에 지금의 생산량이 지속적으로 감소하여 향후 50년 이내에 고갈의 위기에 있다. 따라서 배럴당 200불 수준도 가까운 장래에 현실화 될 수 있다.

유가 상승의 문제와 함께 석유, 석탄과 같은 화석연료는 연소할 때 이산화탄소와 아황산가스와 같은 대기오염 물질을 배출하여 환경을 오염시킬 수 있다. 특히 이산화탄소는 대기 중에 축적될 경우 온실효과에 의한 지구 온난화를 초래하여 평균 온도 상승, 해수면의 상승 등 자연 재앙을 야기하여 인류 미래에 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 2000년 한 해 동안 대기에 뿜어진 이산화탄소 배출량은 약 20X1012kg으로 대부분 화석연료의 연소에 기인한 것이다(http://www.maps.grida.no/kyoto; http://unfccc.int). 지구온난화의 주범인 이산화탄소 배출을 규제하기 위하여 1997년 12월 교토의정서를 채택하게 되었으며, 2005년 2월 16일 교토의정서가 정식으로 발효되어 이산화탄소 감축 프로그램이 작동하고 있다. 우리나라는 2013년부터 이산화탄소 규제 대상국에 포함된다. 식물의 광합성 작용은 이산화탄소를 자연적으로 제어할 수 있는 방법 중의 하나이지만, 현재수준의 방대한 이산화탄소 배출량을 조절하기는 어렵다. 따라서 화석연료 사용을 줄여서 이산화탄소 배출량을 감소시켜야 하며, 태양에너지, 풍력, 수력과 같은 재생 가능한 에너지원(renewable energy sources)으로 대체하는 노력을 기울여야 한다.노벨화학상 수상자인 미국 라이스 대학의 Smalley 교수는 현재 우리가 사용하는 에너지의 대부분은 석유와 석탄 그리고 천연가스 등에 의존하고 있지만 2050년에는 에너지 소비의 절반 이상이 태양광, 풍력, 지열 등과 같은 신재생에너지로 대체될 것이라고 예측하였다. 미래 인류가 해결해야 하는 첫 번째 과제인 에너지 문제를 심각하게 받아들이고 다가올 미래의 테라와트 규모의 에너지를 공급할 수 있는 방법으로서 태양전지와 같은 효율적인 대체에너지 기술개발이 절실히 필요하다. <그림 1 참조>