# 순 배출 제로 달성을 위한 혁신 가속화
국가, 도시 및 기업이 주도하는 전 세계적으로 경제의 모든 부문을 탈탄소화하고 21세기 중반에 순 배출 제로 CO2 배출량을 달성하기 위한 추진력이 증가하고 있습니다. 2020년 말 현재 배출량의 약 63%를 차지하는 127개국이 현재 순 배출 제로 목표를 고려 중이거나 채택했습니다. 또한 전 세계 826개 도시, 103개 지역, 1565개 기업이 순 배출량 제로 달성을 위해 노력하고 있습니다. 그리고 그 수는 2019년 말 이후 대략 두 배 증가했습니다(New Climate 2020).
동시에 다양한 부문을 대표하고 전 세계에 위치한 많은 대기업들도 순 배출 제로를 약속했습니다. 이러한 기업에는 Total, Repsol, BP, and Shell과 같은 전기/가스 시설 및 주요 석유 생산업체, British Airways, Iberia, Japan Airlines, Finair와 같은 대형 항공사, Apple, Google, Facebook 및 Microsoft를 포함한 주요 기술 회사, Amazon, Walmart 및 Ford와 같은 소매업체가 있습니다. 이러한 목표를 달성하기 위한 일정과 세부 사항은 회사마다 크게 다르지만, 이러한 약속을 하는 기관의 다양성은 수많은 경제 부문에서 가장 큰 기업 중 다수가 순 배출 제로 미래로의 전환에 대한 필요성과 가치를 모두 알고 있음을 보여줍니다.
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이러한 서약에도 불구하고 정부와 기업 모두가 이러한 목표를 달성하는 방법에 대한 자세한 계획을 아직 발표하지 않았습니다. 또한, 이들 중 많은 사람들이 에너지 효율성 및 재생 에너지 배치와 관련된 초기 단계를 수행한 후 완전히 탈탄소화하는 방법을 모른다고 솔직하게 말합니다. 이것은 21세기 중반까지 순 배출 제로를 달성하는 것이 어려울 것이며 탈탄소화하기 어려운 비즈니스 프로세스 및 경제 부문에 초점을 맞춘 솔루션의 추가 연구 및 개발이 필요하다는 것을 암묵적으로 보여줍니다. 각 기업마다 기본적인 경제, 환경 및 사회학적 조건에 상당한 차이가 있기 때문에, 각 지역, 국가 및/또는 기업이 다양한 옵션 중에서 선택할 수 있는 순 배출 제로를 달성하기 위한 다양한 잠재적 방향 및 기술 집합이 필요합니다.
# 탈탄소화 옵션 및 현재까지의 진행 상황
현재 및 지난 수십 년 동안 전력 부문은 에너지 관련 GHG(온실 가스) 배출의 주요 원천이었습니다. 그러나 미국 및 세계의 다른 특정 지역에서는 전력 부문의 배출량이 급격히 감소하여, 그림 1에서 볼 수 있듯이 이 지역에서 운송이 GHG 배출량의 가장 큰 원인이 되었습니다. 전력 부문 배출량의 감소는 원자력 및 수력 발전과 같은 탄소가 없는 자원의 사용을 계속하면서 에너지 효율성 향상과 재생 에너지 및 천연 가스와 같은 청정 자원으로의 전환으로 인한 것입니다.
경제의 다른 부문에서도 GHG 배출 감소가 발생했는데, 이는 주로 운송의 효율적인 전기화와 천연 가스 부문의 효율성 향상 및 누출 감소에 의해 주도되었습니다. 주거 및 상업용 건물, 에너지 집약적 산업과 같은 부문의 일부 전기화 및 연료 전환도 전 세계적으로 추가적인 배출량 감소에 기여했습니다. 이러한 모든 변화는 계속해서 추가적인 배출량 감소에 기여할 것으로 예상되며, 그 결과 그림 2에 표시된 것처럼 2050년까지 에너지 소싱에 상당한 변화가 생길 것입니다.
# 경제 전반의 순 배출 제로를 달성하려면 추가 솔루션이 필요함
이전에 설명한 노력으로 인한 배출량 감소의 진전에도 불구하고, 그것만으로는 경제의 모든 부문을 완전히 탈탄소화하는 것을 막는 에너지 시스템의 특정 요구와 실행에 제한이 있습니다. 이러한 나머지 탈탄소화하기 어려운 응용 분야는 새로운 솔루션의 개발 및 배포가 필요합니다.
# 탈탄소화하기 어려운 분야
탈탄소화하기 어려운 분야로 특징지을 수 있는 이유는 크게 두 가지입니다. 해당 분야를 탈탄소화하기 위한 솔루션이 존재할 수 있지만 어떤 이유(예: 초기 기술, 값비싼 재료 또는 높은 개조 비용)로 솔루션을 구현하는 데 비용이 많이 듭니다. 다른 분야의 경우 해당 분야를 탈탄소화하는 솔루션이 완전히 입증되지 않았거나 어떤 경우에는 존재하지 않을 수 있습니다. 배출량에서 차지하는 비중이 크고 솔루션의 적용 가능성이 상대적으로 넓기 때문에, 전력망 및 육상 기반 여객 운송 부문의 탈탄화 기술은 이미 대부분 확인되었고 확장되고 있습니다. 단, 전기 탈탄소화에 대한 주목할 만한 예외는 장기간 저장에 대한 잠재적 필요성입니다. 그러나 도로, 해상 또는 항공을 통한 장거리 운송과 수많은 산업 공정의 경우 일반적으로 탄소 배출을 위한 검증된 솔루션이 없거나, 기존의 탄소 배출 옵션에 비해 비용이 많이 듭니다. 따라서 이러한 경제 부문은 상당한 저감 비용(즉, $600/톤 CO2e 초과)이 있거나 현재 기술로는 저감할 수 없는 것으로 확인된 분야의 대부분을 구성합니다(그림 3 참조).
# 심층적 탈탄소화에 대한 솔루션으로서의 대체 에너지 운반체
탈탄소화하기 어려운 부문을 해결하고 다른 부문에서 탄소 감소를 크게 달성할 수 있는 솔루션이 필요합니다. 수소, 암모니아, 바이오 연료 및 합성 연료와 같은 대체 에너지 운반체가 이러한 요구를 충족시킬 수 있습니다. 정의상, AEC는 에너지원이 아니라, 에너지를 더 쉽게 운반 및/또는 저장하기 위해 다른 에너지원을 전환하여 생성된 분자입니다. 이러한 AEC는 일반적으로 저탄소 또는 무탄소 자원, CCS가 가능한 화석 연료 또는 생성된 운반체가 저탄소 또는 탄소 중립이 되도록 하는 생물학적 자원에서 생성된 전기에서 생성될 수 있습니다.
수소는 이미 연간 70MMt 이상의 시장을 형성하고 있지만, 이 기존 시장에서 대부분 에너지 운반체가 아닌 산업 목적으로 사용됩니다. 현재 수소의 99% 이상이 탄소 포집이 없는 화석 공급원에서 생산됩니다. 그러나 수소 자체는 사용 시 탄소를 배출하지 않고 장기간 저장이 가능하며 장거리 운송이 가능합니다. 이는 저탄소 미래의 3가지 매력적인 속성입니다. CCS(탄소 포집 및 격리)를 사용한 전기분해 또는 화석 연료로부터 청정 수소 생산에 대한 상당한 연구가 있었으며, 현재 연료 전지 승용차 및 지게차와 같이 수소를 에너지 운반체로 사용하는 초기 상용 단계에 있습니다. 하지만, 생산 및 운송 분야에서는 여전히 기술 발전이 필요한 하며 최종 사용 적용 분야는 확장 및 비용 절감을 위해 현재 시장 이상으로 확장되어야 합니다. 또한 수소는 암모니아, **SNG(합성 천연 가스)**또는 기타 합성 연료와 같은 다른 잠재적 AEC에 필요한 공급 원료 역할을 합니다. 이는 추가 비용과 전환 과정에서 추가적인 에너지 손실로 깨끗한 수소에서 생성될 수 있지만, 연료 전달 및 사용 용이성과 같은 이점이 있어 특정 응용 분야에 대한 추가 생산 비용을 능가할 수 있습니다.
바이오 연료는 오늘날 가장 널리 사용되는 AEC입니다. 에탄올은 가장 잘 알려진 바이오 연료이며 1980년대부터 자동차 연료 공급에 혼합되어 왔습니다. 오늘날 미국 옥수수 면적의 40%가 에탄올을 공급하기 위해 사용되고 있습니다. RNG 또한 널리 사용되는 유명한 바이오 연료입니다. 오늘날 대부분의 RNG는 비위험 매립지, 낙농장 또는 돼지 농장, 폐수 처리장, 음식물 폐기물 처리 시설에서 유기물 분해로 방출되는 가스를 수집하고 처리함으로써 생산되며, RNG는 전용 생산 시설에서도 생산되기도 합니다. 바이오 연료는 새로운 연료로 응용 분야를 전환하는 데 어려움을 겪지 않을 수 있는 이른바 드롭인 연료를 개발할 수 있는 방향을 제공합니다(예: 군용 항공). 바이오 연료 옵션을 평가할 때, 연료의 생산과 잠재적 사회적 균형(예: 식품과 임산물 영향)으로 인한 배출량을 평가할 필요가 있습니다. 모든 탈탄소화 전략과 마찬가지로 기후 및 기타 사회적 목표 달성의 균형을 맞출 필요가 있습니다.
배출 프로필 외에 이러한 자원의 또 다른 분명한 이점은 수정이 없거나 제한적으로 기존 인프라를 활용할 수 있다는 것입니다. 필요한 변환 및 수정을 가장 잘 달성하는 방법을 결정하기 위해서는 추가 연구가 여전히 필요합니다. 예를 들어, 천연 가스와 수소 또는 합성 연료를 기존 가스 네트워크에 혼합하면 주거 및 상업용 건물의 발전 또는 난방과 같이 현재 천연 가스에 의존하는 분야를 탈탄소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한, 직접 공기 포집 또는 탄소 포집 및 저장을 통한 바이오에너지와 같은 CCS및 탄소 네거티브 기술과 함께 화석 연료를 사용하는 옵션을 보존함으로써 경제 전반의 순 배출 제로 달성에 대한 이러한 자원의 잠재적 기여를 극대화할 수 있습니다.
Goldman Sachs의 허가를 받아 사용되었습니다. EPRI 및 GTI의 견해는 Goldman Sachs의 견해를 대표하지 않으며 이 문서에 표현된 견해도 Goldman Sachs가 보증하지 않습니다. ↩︎