게시일: 2024년 7월 8일
기고자: Alice Gomstyn, Alexandra Jonker
에너지 전환은 한 가지 주된 에너지 형태에서 다른 형태로 소비를 전환하는 사회적 변화를 의미합니다. 오늘날 이 용어는 일반적으로 에너지 시스템을 화석 연료에서 벗어나 청정하고 재생 가능한 에너지로 전환하는 것을 의미합니다 . 이러한 글로벌 에너지 전환은 온실가스 배출을 줄이고 기후 변화를 완화하기 위한 전 세계적인 움직임의 일환입니다.
역사적으로 에너지 전환은 혁신과 필요성에 의해 촉진되었습니다. 예를 들어, 산업화는 목재 연소에서 석탄 연소로의 전환을 주도했으며, 내연 기관과 가스 동력 차량의 생산은 전 세계적으로 석유에 대한 의존도를 높였습니다.
1970년대에는 석유 위기와 에너지 가격 급등으로 인해 재생 에너지, 즉 사용되는 것보다 더 빨리 보충되는 에너지원에서 나오는 에너지에 대한 관심이 높아졌습니다. 이후 기후 변화와 그로 인한 인위적 원인, 즉 화석 연료의 연소로 인해 배출되는 온실가스(GHG)에 대한 인식이 높아지면서 재생 에너지 솔루션을 채택하고 에너지 부문을 혁신하려는 움직임이 더욱 시급해졌습니다.
대부분의 재생 에너지 발전은 탄소 배출이나 기타 온실가스 배출이 거의 또는 전혀 발생하지 않기 때문에 친환경 에너지 또는 지속 가능한 에너지라고도 합니다. 이 친환경 에너지로 화석 연료 기반 전력을 대체하면 전 세계적으로 탈탄소화를 촉진할 수 있습니다.
이러한 배출량 감축은 글로벌 정책 입안자들이 제시한 로드맵을 따르기 위해 필요합니다. 2015년 파리 기후 변화 협약은 지구 평균 기온이 산업화 이전 수준보다 2°C(35.6°F) 상승하는 것을 방지하기 위한 목표를 설정하고 전 세계 국가에 대한 배출 한도를 설정했습니다. 유엔에 따르면 이 정도의 지구 온난화를 막기 위해서는 2050년까지 순 배출량 제로를 달성해야 합니다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면 2023년 기준 재생 에너지원은 전 세계 전력의 3분의 1 미만을 생산했습니다.1 그러나 지구 온도 상승을 제한하려면 재생 에너지원이 전 세계 에너지 믹스에서 차지하는 비중이 훨씬 더 커져야 합니다. 이에 따라 2023년 유엔 기후회의에서 각국 정부는 2030년까지 재생 에너지 용량을 3배로 늘리기로 합의했다. 이 목표를 달성하기 위해 배포되는 주요 에너지 자원의 형태는 다음과 같습니다.
수력 발전은 물의 움직임을 사용하여 터빈을 돌려 전기를 생산합니다. 수력 발전 시설은 강과 하천의 흐름, 해양 및 조력 에너지, 저수지 및 댐에서 전력을 얻을 수 있습니다. 2022년 기준, IEA에 따르면 수력 발전은 전 세계 전력의 15%를 생산했습니다. 이 기관은 2030년까지 수력이 가장 큰 청정 에너지 공급원으로 남을 것으로 전망합니다.
풍력 발전은 사용되는 풍력 터빈의 크기에 따라 소규모에서 대규모로 전기를 생산합니다. 오늘날에는 더 강력한 해상 풍력을 활용하여 해상 풍력 발전 용량을 잠재적으로 두 배로 늘리기 위해 대규모 풍력 발전 단지가 개발되고 있습니다. 풍력 에너지는 2022년 전 세계 발전량의 7% 이상을 차지했습니다.
태양광 발전은 태양광 발전(PV)과 태양열 발전(CSP)의 두 가지 방법을 통해 햇빛을 전기로 변환하는 것입니다. PV는 보다 일반적인 변환 방법이며 태양 전지판을 사용하여 태양 에너지를 수집하고 전기로 변환합니다. IEA에 따르면 태양광 발전은 2022년 전 세계 전력의 4.5%를 생산했습니다. 하지만 기관은 2028년에는 태양광 발전량이 풍력 발전량을 넘어설 것으로 예상하고 있습니다.
지열 에너지와 바이오매스도 훨씬 적은 양이지만 전 세계 에너지 공급에 기여하고 있습니다.
오늘날의 에너지 전환을 지원하는 주요 에너지 기술은 다음과 같습니다.
에너지 저장 시스템은 재생 에너지원이 전기를 생산하지 않는 시간대에 에너지를 제공함으로써 전력 흐름을 안정화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 태양광 발전 설비의 경우 밤에, 풍력 터빈이 돌아가지 않는 잔잔한 날에 이러한 프로세스가 진행됩니다. 에너지 저장 기술에는 리튬 이온 배터리, 펌핑 수력 저장 및 압축 공기 에너지 저장이 포함됩니다.
전기화란 비전기 에너지원에 의존하는 장치, 시스템 또는 프로세스를 전기로 구동되는 것으로 전환하는 것을 말합니다. 재생 가능한 전기로 구동되는 전기 장비가 화석 연료로 구동되는 장비를 대체하게 되면 재생 에너지 전환을 지원할 수 있습니다. 전기화는 가정과 산업 환경 모두에서 일어나고 있습니다. 예를 들어, 많은 가정에서 천연가스 스토브가 인덕션 쿡탑을 대체하고 있으며, 일부 제조 시설에서는 화석 연료 기반 난방 기술 대신 산업용 열 펌프로 전환하고 있습니다.
전기 자동차, 즉 EV는 화석 연료로 구동되는 차량을 점점 더 많이 대체하고 있으며, 전기화의 가장 눈에 띄고 광범위한 사례 중 하나가 되고 있습니다. 그러나 전기차는 에너지 저장이라는 또 다른 방식으로도 재생 에너지 전환을 지원할 수 있습니다. 전기 자동차는 충전소에 연결하면 전력망에 에너지 저장 장치를 제공할 수 있습니다. V2G(차량-그리드) 기술을 통해 전기차의 배터리에 저장된 미사용 에너지를 전력망에 공급할 수 있습니다.
탄소 포집 및 저장은 이산화탄소 배출물이 지구 대기에 유입되기 전에 이를 포집하여 격리하는 과정입니다. 탄소 포집 및 저장은 기후 변화를 완화하고 탄소 중립을 달성하기 위한 광범위한 노력의 일환이지만, 화석 연료로 구동되는 에너지원의 배출을 줄임으로써 오늘날의 재생 에너지 전환에도 중요한 역할을 합니다. 에너지 저장 기술과 마찬가지로 화석 연료의 에너지는 재생 에너지 발전이 간헐적으로 이루어질 때 에너지 공급을 안정화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 탄소 포집 기술은 필요에 따라 화석 연료 자원에서 저탄소 에너지를 생산할 수 있게 해줍니다.
탄소정보공개프로젝트(CDP)의 보고서에 따르면 기업의 공급망은 CO2 배출량을 포함하여 총 온실가스 배출량의 90% 이상을 차지한다고 합니다. 지속 가능한 공급망 관리는 상품과 서비스의 소싱, 생산 및 유통에 환경적 고려 사항을 통합합니다. 이러한 환경 고려 사항에는 화석 연료 대신 재생 에너지원을 사용하는 것이 포함될 수 있습니다. 인공 지능과 사물인터넷(IoT) 디바이스를 포괄하는 공급망 관리 도구는 에너지 사용량을 모니터링하고 에너지 조달 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.
배출량 감소와 기후 변화 완화가 현재 에너지 전환의 주요 동인이지만, 재생 에너지로의 전환은 다른 많은 이점을 제공합니다.
재생 에너지원은 지정학적 갈등과 공급망 중단으로 전 세계적으로 화석 연료 동력원에 대한 접근성이 떨어지는 상황에서 에너지 시장을 다각화하고 국가의 에너지 안보를 강화합니다. 재생 에너지 및 전기화 기술을 사용하면 에너지 효율성이 향상되고 유지 관리 필요성이 낮아져 에너지 및 유지 비용을 절감하는 데 도움이 되는 경우가 많습니다. 연구에 따르면 재생 에너지 프로젝트는 경제 성장을 촉진하고, 일자리를 창출하고, 에너지 빈곤을 완화하고, 개발도상국을 더 깨끗한 미래로 나아가게 하여 정의로운 전환을 촉진할 수 있습니다.
그러나 에너지 전환 노력에는 몇 가지 과제가 있습니다. 이러한 문제에는 재생 에너지 생산의 간헐적 특성, 재생 에너지 장비 및 발전소를 건설하고 설치하는 데 드는 높은 초기 비용, 전력화를 지원하기 위한 그리드 용량 및 인프라 부족 등이 있습니다.
최근 몇 년 동안 유럽에서 아시아에 이르는 각국 정부는 다른 기후 조치와 연계하여 재생 에너지 채택을 장려하는 정책 이니셔티브를 시작했습니다. 이러한 프로그램은 재생 에너지 전환에 드는 비용을 부담하고 이를 지원하는 데 필요한 인프라를 강화하는 데 도움이 됩니다.
- 유럽연합의 재생 에너지 지침은 2030년까지 유럽연합 에너지 사용량의 최소 42.5%를 재생 에너지로 충당한다는 목표를 설정했습니다. 이 지침은 회원국들이 재생 에너지 채택에 대한 인센티브를 제공할 것을 요구합니다.
- 미국에서는 인플레이션 감소법에 따라 기업, 비영리 단체 및 지방 정부 기관에 재생 에너지 비용을 절감하는 인센티브를 제공하고, 초당적 인프라 법에 따라 에너지 그리드의 유연성과 신뢰성을 개선하기 위한 보조금을 지급하고 있습니다.
- 아프리카에서는 아프리카 정부, 민간 투자자 및 국제 재생 에너지 기구(IRENA)와 같은 조직 간의 파트너십을 통해 다양한 재생 에너지 개발 이니셔티브가 진행되고 있습니다. 2024년 6월, 아프리카 50 펀드는 IRENA와 협력하여 아프리카 대륙의 에너지 전환 프로젝트에 최대 1억 달러를 투자할 것이라고 발표했습니다.
- 중국과 인도 모두 IEA가 '야심찬' 재생 에너지 목표라고 설명하는 목표를 달성하기 위해 진전을 보이고 있습니다. 2023년에 중국은 216기가와트의 태양광 발전 용량을 추가하여 신기록을 세웠고, 인도 정부는 2030년까지 500기가와트의 청정 에너지를 설치할 계획입니다.
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재생 에너지는 천연 자원에서 생성되는 에너지로, 사용량보다 빠르게 보충됩니다.
탈탄소화는 기후 변화 완화의 한 방법이자 대기의 온실가스 배출을 크게 줄이거나 제거하는 프로세스입니다.
전기화는 화석 연료와 같은 비전기 에너지원에 의존하는 장치, 시스템 또는 프로세스를 전기로 구동되는 에너지원으로 전환하는 것입니다.
에너지를 저장하는 능력은 에너지 생산 및 소비가 환경에 미치는 영향을 줄이고 청정 재생 에너지의 확대를 촉진할 수 있습니다.
각주
1 “재생 에너지 2023: 전기” 국제에너지기구. 2023년.