게시일: 2023년 11월 21일
기고자: Celeste Lagana, Alexandra Jonker
재생 에너지는 소모되는 것보다 더 빨리 보충되는 천연 자원에서 생성된 에너지입니다. 청정 에너지로도 알려진 재생 에너지원에는 태양광 발전, 풍력, 수력 발전, 지열 에너지 및 바이오매스가 포함됩니다. 대부분의 재생 에너지원은 탄소 배출이 없으며 대기 오염 물질을 최소화합니다.
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1700년대 후반, 산업 혁명은 주로 화석 연료와 같은 새로운 에너지원의 사용을 포함한 기술적 혁신의 시대를 열었습니다. 화석 연료(석유, 석탄, 천연 가스)는 유기 물질이 분해되어 형성되며 연소되어 연료로 사용됩니다. 기술이 발전함에 따라 화석 연료는 더 쉽게 구할 수 있게 되었고 생산 비용도 저렴해져, 사용량도 늘어났습니다. 오늘날 전 세계 에너지의 약 80%를 공급하고 있습니다.1
하지만 화석 연료가 연소되면 이산화탄소(C02), 메탄(CH4), 아산화질소(N20)와 같은 온실가스(GHG)가 대기 중으로 배출됩니다. 온실가스가 대기 중에 쌓이면 태양 복사선을 가두어 우주로 방출되는 것을 막아 지구 표면을 따뜻하게 합니다. 그 결과, 화석 연료는 오늘날 기후 변화 위기와 그 주요 결과인 지구 온난화의 주요 원인이 되었습니다. 지구 온난화는 지구의 기후와 날씨 패턴에 해로운 장기적인 변화를 일으켜 더 강력한 폭풍우, 더 덥고 건조한 여름, 자연 생태계의 변화를 초래할 수 있습니다.
반면, 재생 에너지원은 온실 가스를 거의 배출하지 않으며 접근성이 뛰어나고 안정적입니다. 이러한 이유로 재생 에너지와 풍력 및 태양광 등 대체 에너지 기술의 활용이 시급합니다. 미국 에너지정보청(Energy Information Administration)에 따르면 2021년 기준 전 세계 에너지 소비의 29%가 이미 재생 에너지로 충당되고 있습니다.2
많은 조직에서 탄소 회계(정상적인 운영 과정에서 배출되는 직간접적인 온실가스의 양을 측정하고 추적하는 관행)를 사용하여 에너지 전환을 진행하고 순 배출량 제로 목표를 달성하는 데 도움을 주고 있습니다. 탄소 배출량이 낮거나 0인 재생 에너지원을 도입하면 조직이 이러한 목표를 달성하고 온실가스 배출과 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
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가장 일반적인 재생 가능 에너지 공급원은 다음과 같습니다.
수력
수력 발전은 가장 오래된 전력 생산 형태 중 하나이며 현재 전 세계적으로 재생 전력에 가장 큰 기여를 하고 있습니다. 여기에는 해양 및 조력 발전, 하천과 강의 흐름, 저수지 및 댐을 사용하여 전기를 생산하는 터빈을 움직이는 것이 포함됩니다. 국제 에너지 기구(IEA)는 기술이 발전함에 따라 2030년까지 수력 발전의 발전 용량이 약 17% 증가할 것으로 전망합니다.3
태양광
태양광을 전기 에너지로 변환하는 것은 태양광 발전(PV)과 태양열 발전(CSP)의 두 가지 방식을 통해 이루어집니다.
PV는 가장 일반적인 변환 방법이며 소규모 애플리케이션에 사용됩니다. 태양광 패널의 태양 전지를 사용하여 햇빛을 수집하고 태양 에너지로 변환하여 가정, 자동차 및 비즈니스에 전력을 공급할 수 있는 배터리에 저장합니다.
CSP는 유체로 채워진 수신기에 햇빛을 반사하고 모으는 거울을 사용합니다. 햇빛은 유체를 고온으로 가열하여 열 에너지를 생성합니다. 이 에너지는 엔진에 동력을 공급하거나 터빈을 회전시키는 데 사용되어 발전소에 전기를 생성하거나 전력망을 보충합니다. CSP는 주로 유틸리티 또는 산업 규모의 애플리케이션에 사용됩니다.
태양광 발전은 2022년에 26% 성장했으며, 2027년에는 태양광 발전량이 석탄과 천연가스 발전량을 넘어설 것으로 예상됩니다.4
풍력
인간은 수세기 동안 에너지를 생성하기 위해 바람의 운동력을 활용해 왔습니다. 오늘날의 풍력 터빈은 사용되는 터빈의 크기에 따라 소규모부터 대규모까지 전기를 생산할 수 있습니다. 터빈의 크기가 소형(단일 주택용)에서 유틸리티 규모(해상 풍력 발전 단지)로 증가함에 따라 계획, 전력 출력, 효율성 및 유지보수의 복잡성도 증가합니다. 2021년 현재 풍력 에너지는 전 세계 발전량의 24%를 차지합니다.5
지열
지열 에너지 시스템은 지구 깊은 곳에서 발생하는 증기를 이용해 에너지를 생성하는 터빈을 작동합니다. 그러나 생산에 필요한 지열 저장소는 지표면에서 1~2마일 아래에 위치하고 있어 널리 보급되어 있지 않습니다. 2021년 기준 27개국에서 지열 발전소를 운영하고 있습니다.6
지열 히트 펌프(GHP)는 일부 상업용 건물, 학교 및 주거용 주택에 난방, 냉방 및 온수 공급에 소규모로 사용됩니다. GHP 설치는 대규모 설치와 동일한 깊이 요구 사항은 없지만 기후, 토양의 종류, 배수구 접근성, 토지 및 설치 비용 등 여러 요인에 따라 달라집니다.
바이오매스
환경에 미치는 부정적인 영향 때문에 항상 재생 가능한 에너지로 간주되지는 않지만, 바이오매스 에너지는 유기 물질과 부산물을 사용하여 전기, 바이오 연료(바이오디젤과 에탄올 포함), 열을 생산합니다. 바이오에너지의 사용은 낮은 수준의 온실가스 배출과 삼림 벌채를 포함한 토지 변화를 야기합니다. 이러한 영향은 바이오에너지가 전 세계 에너지 사용량의 약 11%를 차지하고 세계에서 가장 큰 물리적 물질 공급원을 제공함에도 불구하고 재생 가능성에 대한 의구심을 불러일으킵니다.7
원자력은 재생 가능한 에너지인가요?
원자력은 탄소 배출량이 낮거나 전혀 없기 때문에 청정 에너지로 간주되지만 재생 가능하지는 않습니다. 원자력 에너지에는 땅에서 채굴해야 하는 우라늄이 필요하며 특정 위치에 한정된 양만 존재합니다. 그럼에도 불구하고 원자력은 전 세계 전력 공급의 10%를 차지하고 있으며, 수력과 합칠 시 전 세계 저탄소 에너지 발전의 4분의 3을 공급합니다.8
재생 가능 에너지원은 단순히 배출을 줄이는 것 이상의 이점을 가지고 있습니다.
다양한 지속 가능한 에너지원을 통합하는 국가 전력망은 탄력성이 더욱 증가할 수 있습니다. 재생 에너지원은 고장 및 변동 가능성이 낮을 뿐만 아니라, 다양한 에너지원은 문제가 발생할 경우 한 에너지원을 다른 에너지원으로 보완할 수 있는 기능을 제공하여 가정, 기업, 운송 시스템에 대한 일관된 전력 공급을 보장합니다.
재생 에너지로 전환하면 에너지 비용을 낮추고 일관성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 재생 에너지원은 일반적으로 화석 연료보다 저렴하고 청정 에너지 시장의 변동성이 적기 때문에 가격 변동이 자주 또는 급격하게 일어나지 않습니다. 이를 통해 비용을 안정적으로 유지하고 개인 및 기업 수준에서 더 쉽게 예측하고 예산을 책정할 수 있습니다.
순 배출량 제로를 위해 노력하는 글로벌 조직 및 국가들과 함께 청정 에너지로 전환한다면 전 세계적으로 수백만 개의 재생 에너지 관련 일자리를 창출할 수 있습니다. 탈탄소화가 진행되면 화석 연료 산업 종사자 등이 재생 에너지 산업으로 이직할 수 있습니다. 이는 공급망 및 관련 산업을 통해 긍정적인 경제적 효과를 가져올 가능성이 있습니다.
다음은 조직이 재생 에너지를 포트폴리오에 통합할 수 있는 다양한 방법입니다.
- 친환경 전력 인증서: 이러한 인증서는 기존 발전소에서 취득하였으나 시장에서 재생 가능한 인프라의 성장을 촉진하지는 않습니다.
- 기업 전력 구매 계약(CPPA): 이 계약은 특정 태양광 또는 풍력 발전 단지에서의 재생 가능 에너지원을 추적할 수 있는 고정 가격 공급 계약입니다.
- 재생 에너지 자산 투자: 조직은 현장에 태양광 패널이나 풍력 터빈을 설치하여 전력을 생산할 수 있습니다.
또한 다음을 포함하여 재생 에너지 프로젝트 및 장비의 도입을 장려하고 가속화하는 청정 에너지 인센티브도 있습니다.
- 탄소세: 탄소세는 생산 또는 사용 과정에서 화석 연료로 인한 탄소 배출을 유발하는 모든 수출, 제품 또는 서비스에 부과됩니다. 해당 세금은 청정 에너지로의 전환을 장려하고 CO2 배출을 줄이기 위해 가격을 인상합니다.
- 발전차액지원제도(FiT): FiT는 소규모 재생 에너지를 생산하고 공급하는 모든 사람(소규모 사업자, 농부, 주택 소유자 포함)에게 전력망에 다시 공급하는 에너지에 대해 시장 가격 이상의 가격을 보장합니다.
재생 에너지가 비즈니스 포트폴리오에 통합되면 효과적인 에너지 관리를 통해 프로세스를 간소화하고 생산량을 극대화하는 동시에 소비, 온실가스 배출 및 폐기물을 줄여 에너지 효율을 개선할 수 있습니다.
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조직은 탄소 회계를 통해 온실가스 배출량을 정량화하고, 기후에 미치는 영향을 파악하며, 배출량을 줄이기 위한 목표를 설정할 수 있습니다.
순 배출량 제로란 배출된 온실가스 양과 제거된 양이 균형을 이루는 지점을 말합니다.
탈탄소화는 기후 변화를 완화하기 위해 대기 중의 온실가스를 줄이고 제거하는 것입니다.
에너지 관리는 기업이 에너지 소비를 모니터링하고 최적화하여 에너지 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
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각주
1 화석 연료 (ibm.com 외부 링크), 환경 및 에너지 연구소, 2021년 7월 22일.
2 전 세계 에너지 생산과 소비 중 재생 에너지가 차지하는 비중은 얼마나 될까요? (ibm.com 외부 링크), 미국 에너지 관리청, 2021
3 수력 발전 (ibm.com 외부 링크), 국제 에너지 기구, 2023년 7월 11일.
4 태양광 발전(ibm.com 외부 링크), 국제 에너지 기구, 2023년 7월 11일.
5 전 세계에서 가장 빠르게 성장하는 5대 재생 에너지원 (ibm.com 외부 링크), Earth.org, 2021년 3월 10일
6 지열에 대한 설명 (ibm.com 외부 링크), 미국 에너지 관리청, 2023년 4월 20일.
7 재생 에너지 (ibm.com 외부 링크), 기후 및 에너지 솔루션 센터, 2023년 10월 26일 접속됨.
8 청정 에너지 시스템에서의 원자력 발전 (ibm.com 외부 링크), 국제 에너지 기구, 2019년 5월.