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탈원전? 원자력 발전소가 있어야하는 이유.

 탈원전 vs 원전 유지는 근 몇년간 뜨거운 감자이다.  이 포스팅에서는 전력경제 측면에서 왜 원자력 발전소가 유지가 되어야 하는지 이유를 나열하고자 한다.  원전은 대기오염물질로부터 자유롭다. 미세먼지, 온실가스, NOx, SOx 거의 배출하지 않는다. 탄소중립에 맞추려면 무조건적으로 필요한 발전원 토지단위 면적당 발전량 을 고려했을때 경제적 - 모두가 알다싶이 한국은 영토가 좁다..많이 좁다. 원전은 같은 면적당 다른 발전원보다 전력 생산량이 많다. 2020년 기준으로 국내에서 생산되는 전력의 약 30%가 원전에 의존해있다. 석탄화력 발전(35%)은 탄소중립으로 인해 가장 먼저 감축하고 있는데, 이것 저것 다 없애면 그 큰 비중을.. 대체 어느 발전원에서 메꿀 것인가. 대안도 없이 원전도 줄일 순 없다. 운전 유연성이 좋진 않고,  발전단가가 낮아, 현재 기저부하용 발전기로 쓰이고 있다 .( 쉽게말해 껐다 켰다가 힘들고, 가격이 저렴해 24시간 틀어 놓는다는 뜻) 원전의 발전단가에서 연료비가 차지하는 것은 10% 정도 이며, 연료 소요량 또한 석탄이나 가스에 비해 적다. 가장 중요한 한국은 원자력 기술이 최상급인 나라. 여태 수많은 인재들이 R&D를 수행해왔고, 이렇게 힘들게 축척한 기술을 포기할 순 없다.

한국, 미국, 유럽의 전원믹스 시나리오 간단 정리.

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한국포함 미국과 유럽의 향후 탄소중립 정책 방안을 알아보자.  1. 미국 (18년 기준 온실가스 배출량 66.8억 ton) 미국 탄소중립 로드맵 역시 천조국의 스케일 답게 탄소배출량이 EU에서 제일 높은 독일의 7.7배 다행히 바이든이 당선되어 미국의 청정에너지 정책은 굉장히 활발하게 진행되고 있다. 게다가 민주당이 상원/하원석을 장악하여 신속한 정책 추진이 가능하다. (바이든 임기 중 전기차 충전소 50만개, 태양광 패널 5억 기, 풍력터빈 6만 기를 설치) 차세대 원전을 청정에너지로 분류하여 재생에너지와 동등하게 인식하여 대폭 감소하지는 않을 계획 2. 영국 (18년 기준 온실가스 배출량 4.6억 ton) 영국 탄소중립 로드맵 2050년 전원믹스를 재생에너지 비중을 50% 이상으로 확대 계획. 나머지 발전원은 원자력+가스 (50%) 감축수단이 한계에 달해 탄소중립이 어려울 상황에 대비해, 바이오매스(우드펠릿) 탄소 포집과 대기 중의 직접포집 기술을 활용할 예정이다.  기부변화 혁신기금을 조성해 전력회사에 비용을 보상해줄 예정이다. (전기, 가스 소비자에게 전기요금의 약 20% 수준을 추가 부과) 3. 독일 (18년 기준 온실가스 배출량 8.6억 ton) 독일 탄소중립 로드맵 높은 제조업 비중으로 EU 내에서 1인당 배출량이 가장 많다. 2050년까지 지출비용은 총 3,000조원으로 예상되며, 아직까지 국가 차원에서 구체적인 법제화는 진행되지않고 있다.  독일은 영국과 달리, 탈원전도 실시할 예정. 이미 발전원의 40%를 신재생E로 발전하고 있다니.. 4. 한국 (18년 기준 온실가스 배출량 7.4억 ton) 한국 탄소중립 로드맵 (부끄러운 미정) 우리나라도 정책적으로 활발하게 제도화시키고 있지만, 한반도의 지리적 특성상 신재생에너지 발전원은 여전히 암울하다. 아무래도 수소를 밀고 나가는게 장기적으로.. 기존의 석탄발전원은 과감하게 축소하고, LNG 발전을 늘릴계획. 아마 다음 정권에서는 죽였던 원자력을 다시 살릴 것 같다. 저번 정...

산업별 이산화탄소 배출 및 CCUS

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  CCUS(탄소포집) , 주목받는 이유는? 미국을 포함한 전 세계 대부분의 국가에서 ‘온실가스 배출량 제로(Net-zero emission)’를 국가 과제로 내걸고 있는 가운데, IEA(International Energy Agency, 국제에너지기구)는 2020년 9월 발간된 ‘에너지기술 전망’ 보고서에서 CCUS 기술 없이는 온실가스 배출량 제로에 도달하는 것이 불가능하다고 전망  전 세계에서 배출되는 이산화탄소의 50% 이상이 발전 시설과 중공업 공장에서 발생하는데, CCUS 기술은 산업 현장에서 나오는 대규모 이산화탄소를 경감시킬 수 있는 거의 유일한 해결책이기 때문이다.   산업별 CO2 배출량 전망 (~2050년) IEA는 CCUS 기술을 저감하기 어려운 탄소 배출량 분야에 대한 해결책이라고 명명하며 발전소, 중공업 분야에서는 화석 연료를 대체하는 것이 너무 비싸고 비효율적이기 때문에 화석연료 사용을 당장 낮추기 어려운데 이 화석연료 사용으로 발생되는 이산화탄소를 CCUS 기술로 일정 부분 처리할 수 있다고 강조

탄소포집 기술(CCUS) 설명

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  탄소중립 선언과 함께 탄소 포집, 활용, 저장 (Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS) 기술에 대한 관심이 뜨겁다.  테슬라의 CEO 일론 머스크가 최고의 탄소 포집 기술 상금으로 1억 달러를 기부 하겠다는 거대한 공모전을 내건 것도 탄소 포집 분야에서 혁신을 기대할 수 있기 때문으로 해석할 수 있다.   CCUS 기술 개념도(www.usgs.gov) CCUS 기술은 크게 3가지 단계로 분류된다.   1) 포집: 석탄 및 천연가스 화력발전소, 제철소, 시멘트 공장, 정유 공장 등과 같은 대규모 산업 공정 시설에서 생산된 다른 가스에서 CO2를 분리 하는 기술   2) 운송: 분리된 CO2를 압축해 pipe line, 트럭, 선박 또는 다른 방법을 통해 저장에 적합한 장소까지 운송하는 기술   3) 사용 또는 저장: 포집한 이산화탄소를 필요한 곳에 사용하거나 이산화탄소가 대기중으로 빠져나가는 것을 막기 위해 1km 이상의 깊은 지하 암석층에 저장 하는 기술 발전소나 산업 시설에서 포집된 이산화탄소는 지질층에 주입해 영구적으로 봉인할 수도 있지만 이산화탄소를 필요로 하는 정유시설 등에 판매되기도 한다.  정유 기업은 포집한 CO2를 원유 회수증진(Enhanced Oil Recovery, EOR)이라는 공정에 사용하는데, 원유를 채굴할수록 압력이 낮아져 채굴이 어려워지는 문제를 지층에 이산화탄소를 주입해 압력을 높임 으로써 해결하는 과정이다. 이산화탄소를 봉인하면서 석유 생산량도 증가시킬 수 있어 일석이조의 효과를 거둘 수 있다. 실제로 현재 가동되고 있는 많은 CCS 시설은 이산화탄소를 정유 기업에 판매하는 것으로 매출을 내고 있다.  글로벌CCS연구소가 탄소 배출 제로(Net-zero Emission)에 도달하기 위해 얼마나 많은 이산화탄소를 포집하고 저장해야 하는지에 대해 90개의 시나리오를 분석한 결과, 탄소 배출 제로를 달성하려면 20...

전기차 vs 내연기관 : CO2 배출 영향

 탄소중립과 기후변화가 빠르게 push되고 있는 요새 내가 관심있는 주제이다. 앞으로도 계속 이슈가 되는 부분. 전기차(BEVs, Battery Electric Vehicles) vs 내연기관(ICEVs, Internal Combustion Engine Vehicles)의 GHG(CO2) 생산. 전기차가 내연기관의 환경문제로 인해 요새 엄청나게 보급되고 있다. 대표적으론 테슬라가 되겠고, 기존에 내연기관을 만드는 자동차 브랜드들도 전기차로 빠르게 전환중이다.  하지만 사실상 Well to Wheel (자원채굴 부터 자동차가 운행되기까지의 에너지 흐름 과정) 의 CO2 배출량을 산출해보면, 결론부터 얘기하면 전기차 배터리 만드는데 석탄/석유를 더 많이 사용해서, 오히려 전기차를 생산하는데 CO2가 더 많이 발생된다.  그게 소형 전기차이면 더 심하다. ( 논문 링크 ) Health Issue는 평가 안한것이지만 저런 접근이 있는거 자체가 굉장히 흥미롭다.  전기차의 환경적 영향 평가가 필요하기에, 전원믹스를 고려한 연구결과이다.  논문의 결론은 결국 정책 제언인데, 1. 전기차 보급 정책이 기후변화에 효과적으로 적용되기 위해서는 전원믹스 중 화석연료 비중을 맞춰야한다. 2. 전기차의 온실가스 감축 효과가 차종별로 다르기 때문에 차종에 따른 차별화된 정책도 필요 (소형 차종의 경우 효율이 낮다)   3. 배기가스 저감기술의 진보와 함께 내연기관차의 소형화 추세는 온실가스 감축에 상당한 효과를 보이고 있다는 점. 어찌보면 좋은 저감기술을 가진 소형 내연기관차가 소형 전기차보다 낫다는 관점이다. 앞으로 이 문제에 대해서 연구가 많이 진행될껀데, 일반 사람들도 마냥 전기차가 좋다는 인식에서 좀 더 스마트하게 접근했으면 좋겠다. (난 내연기관 관계자 아님)