ⓒ www.jadam.kr 2014-07-14

에너지 기술에 대한 장기적인 지속 가능성을 평가할 때, 정책입안자들이 순 에너지 분석(net energy analysis)을 수행해야만 한다고 미국 스탠퍼드 대학(Stanford University) 소속의 연구진이 수행한 새로운 연구는 밝혔다.

순 에너지 분석은 에너지 기술을 구축하고 요구되는데 필요한 에너지와 해당 기술이 생애에 걸쳐 생성되는 에너지 기술의 양을 비교하는 정량적 방법을 제공한다. 기술은 종종 에너지 생산의 재정적인 비용을 최소화하는데 초점을 맞추는 상용 에너지 계획을 보완한다고 스탠퍼드 연구진은 밝혔다.

“왜 순 에너지(net energy)가 중요한가?”에 대한 가장 명확한 해답은 순 에너지가 돈이 아닌 사회를 촉진하는 것이기 때문이라고 스탠퍼드 대학 에너지 자원 공학부(Department of Energy Resources Engineering) 연구원이며 이 논문의 주저자인 Michael Carbajales-Dale은 밝혔다. 관련 논문은 2014년 6월 Nature Climate Change 저널 이슈란에 발표됐다. 순 에너지 분석은 전통적인 재정 분석이 할 수 없는 기술 개발의 장벽과 가능한 비용을 규명할 수 있다고 Carbajales-Dale은 밝혔다.

에너지 자원 공학부 조교수인 Adam Brandt는 이 논문의 공동 저자로 참여했다. 같은 학부 교수이며 스탠퍼드 산하 GCEP(Global Climate and Energy Project) 책임자인 Sally Benson과 GCEP 소속 박사 후 연구원인 Charles Barnhart 등이 동 연구에 참여했다.

간단히 말해서, 우리는 에너지를 만들기 위하여 에너지를 소비해야만 한다고 Carbajales-Dale과 그의 동료 연구진은 지적했다. 에너지의 이용 가능성은 경제적 공정과 경제 성장을 촉진한다. 만약 에너지 분야가 자체적인 공정을 촉진하기 위하여 충분한 에너지만을 공급하고 순 에너지를 제공하지 못한다면, 사회는 이용할 수 있는 에너지를 거의 확보할 수 없게 될 것이다.

* 지속 가능성 연구

저자들은 태양광 산업이 약 2년 전 순 에너지 제공자가 됐다는 사실을 확인한 최근 보고된 스탠퍼드 분석을 언급했다. 또 다른 2013년 스탠퍼드 연구는 풍력 기술과 태양 기술의 장기적인 지속 가능성(long-term sustainability)을 평가하기 위하여 순 에너지 분석을 사용했다. 계산은 전형적인 풍력 터빈이 제조와 설치를 수행하는 동안 소비했던 에너지보다 풍력 발전의 생애에 걸쳐 약 80배 더 많은 전기를 생성한다는 사실을 밝혀냈다. 그리고 태양광 발전 시스템(solar photovoltaic system)은 태양광 발전 시스템이 소비하는 것보다 약 10배 더 많은 전기를 생성한다고 연구진은 제안했다.

저자들에 따르면, 순 에너지 분석이 에너지 기술과 캐나다 오일 샌드와 같은 자원을 개발하는데 초래되는 장기적인 토양 및 생태계 영향(long-term land and ecosystem impact)을 평가하는데 이용할 수 있다고 한다. 2013년 분석은 오일 샌드 산업이 상용 오일 산업과 비교하여, 오일 샌드 산업이 자체적으로 소비하는 것보다 사회에 약 5배 더 많은 에너지를 공급한다는 사실을 확인했다. 상용 오일 산업(conventional oil industry)은 사용하는 에너지보다 10~20배 더 많은 에너지를 공급한다.

이러한 결과는 두 산업이 순 에너지 제조자라는 것을 제안하고 있다. 그러나 추가적인 분석은 오일 샌드가 상용 오일보다 에너지를 추출하고 가공하는 공정에 더 많은 에너지를 필요로 한다는 것을 규명했다고 스탠퍼드 연구팀은 지적했다. 시간이 경과함에 따라, 오일 샌드 산업은 오일 샌드로부터 공급된 에너지 유닛 당 더 큰 기후 영향(climate impact)을 초래하는 에너지 강도(energy intensity)를 증가시킨다고 연구진은 밝혔다.

* 재정적 영향

또 순 에너지 분석은 투자자들이 새로운 기술을 개발하는데 가능한 비용과 장애물을 규명할 수 있게 해준다고 저자들은 밝혔다. 예를 들면, 대규모 수소 생산에 대한 에너지 균형을 분석한 최근 연구는 5% 전환 효율을 가지는 태양 광전기화학 전지(photoelectrochemical cell)가 순 에너지 회수가 양의 값을 나타내는데 최소 5년의 시간이 필요하다는 것을 보여 주었다.

에너지와 관련된 기술의 수명을 30년까지 확장하는 것이 제조에 사용되는 에너지의 약 5배를 공급하는 장치를 생성할 수 있다고 저자들은 기술했다. 유사한 연구는 그리드 규모의 전기 저장에 대하여 배터리가 충전 및 방전될 수 있는 시간을 증가시키는 것이 만들어질 수 있는 가장 중요한 개선이라는 사실을 보여 주었다.

에너지 분석은 재정적으로 건전한 투자에 지침을 제공할 수 있지만, 환경적으로 현명하지 못한 기술을 선택할 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 복잡한 시스템을 관리할 때, 우리의 결정에 지침을 내려줄 수 있는 적절한 지표를 가지는 것이 지극히 중요하다고 저자들은 결론지었다. 속도계 없이 자동차를 운행할 수 없으며, 고도계 없이 비행기를 운행할 수 없다. 순 에너지 분석은 가정에서 정부에 이르는 모든 수준에서 의사 결정자에게 지침을 제공할 수 있다. 우리는 지금이 정책 입안자들이 이러한 중요한 도구를 더 많이 이용할 때라고 믿고 있다고 저자들은 밝혔다.

그림1> 순 에너지 분석은 새로운 기술의 장기적인 지속 가능성을 평가하기 위하여 시간이 경과함에 따라 신기술 얼마나 많은 에너지를 소비하는지와 얼마나 많은 에너지를 제조하는지를 계산해준다.

키워드 : 순 에너지 분석, 장기적인 지속 가능성, 기후 영향, 에너지 강도

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-06/su-nea061914.php

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.07.14 15:35

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