녹색 수소가 실제로 지구 온난화를 제한할 수 있을까요?

그만큼 기후 위기에 대한 주간 요약 대기 중 이산화탄소 수준에 대한 데이터.

“수소의 큰 도박:보풀인가, 아니면 순배출 제로의 성배인가?”라는 제목이 붙었습니다. 기사 보호자 지난 10월 기후 목표를 달성하기 위해 실제로 녹색 수소에 의존할 수 있는지 궁금해했던 사람입니다.

포츠담 기후 영향 연구소의 Adrian Odenweller와 Falko Ueckerdt가 쓴 기사입니다. 공부하다 게시일 자연 에너지 9월에, 그는 시도했다 온난화를 1.5°C로 제한하는 데 도움이 되도록 저탄소 소스에서 생성된 전기로 물을 분리하여 생성된 녹색 수소를 세계가 얼마나 빨리 생산해야 하는지 분석하여 이 질문에 대답합니다.

수소:기후 변화에 대한 해결책인가 아니면 화석 연료 산업에 대한 또 다른 선물인가?

 

수소는 지구 기후 목표를 달성하기 위한 구성 요소 중 하나가 될 예정이지만 현재 생산은 거의 고탄소 공급원에서만 이루어집니다.

이는 주로 탄화수소 분자를 분해하여 수천만 톤의 CO2를 배출하고 공급망 동안 메탄도 배출하여 생산됩니다.그래서 전문용어라고 부르죠 '회색수소'. 그럼 거기에 '청색수소', 탄소 함량이 낮습니다.생산 과정에서 배출되는 CO2는 CCS(탄소 포집 및 저장) 기술을 사용하여 포집 및 저장됩니다.수소 '검은색' 석탄을 사용하여 생산됩니다.저것 '갈색' 갈탄으로;저것 '터키 옥' 열분해(열처리에 의한 복합 물질의 분해)를 통해 화석 가스를 분해하는 데 열이 사용되는 경우;그 말은 '비올라' (또는 '분홍색' 또는 '노란색')'은 원자로의 전기와 열이 사용되는 곳입니다.지금은 그게 색깔이 없는 바이오매스를 이용하여 생산됩니다.

깨끗한 것으로 분류된 수소 '녹색', 탄소 함량이 매우 낮거나 거의 0인 는 대신 물을 전기분해하여 생성됩니다.전기 공급을 통해 물 분자는 수소와 산소로 분리됩니다.이 과정에 사용되는 전기가 재생 가능한 에너지원(주로 풍력 및 태양 에너지)에서 나오는 경우 실질적으로 탄소가 없습니다. 즉, 탄소 함량이 거의 0입니다.

Odenweller와 Ueckerdt의 연구에 따르면, 2050년까지 산업화 이전 시대보다 온도가 1.5°C 상승하는 것을 녹색 수소에 실제로 의존하려면 전해조의 용량을 6,000배로 늘려야 합니다. 현재 수준 600메가와트(MW).이를 위해서는 제2차 세계대전 당시 미국이 군사 장비에 대해 달성한 것과 유사한 성장률이 필요합니다.급격한 정치적 개입 없이는 상상할 수 없는 성장 속도입니다.

“두 학자의 설명에 따르면 우리의 분석에 따르면 풍력 및 태양 에너지와 유사한 성장 속도에서도 전해조의 용량은 최종 에너지의 1% 이상을 보장할 수 없습니다. EU에서는 2030년까지 2035년 전 세계적으로 – 1.5°C 시나리오에서 요구 사항보다 훨씬 낮습니다.”

현재 전기 자동차, 전기 트럭, 열 펌프 등 수소 대체 에너지의 보급이 가속화되면서 수소 배치가 이 벡터 에너지에 대한 기대를 충족시키지 못할 위험에 대한 방지책을 제공합니다.

파이프라인의 프로젝트

2021년 전 세계적으로 수소 전해조의 용량은 약 600MW였습니다.NZE 시나리오(2050년까지 Net-Zero Emission)에서는 국제에너지기구(IEA)가 그는 예견했다 이 용량은 3,670기가와트(GW), 즉 6,000배 증가합니다.

유럽연합(EU)과 전 세계에서 발표한 프로젝트가 모두 시행되면 2030년 글로벌 전해조 용량은 300GW에 달할 전망이다.

두 연구원이 설명하는 현재 전기분해 용량은 태양광발전(PV) 용량과 비슷합니다. 2000년에.300GW에 도달하는 데 17년이 걸렸다.발표된 프로젝트가 모두 예정대로 실현된다면 그린수소 소요 시간은 절반으로 줄어들 것이다.그러나 전해조에 대한 투자 약속은 뒤처져 있습니다.2024년에 온라인으로 제공될 것으로 발표된 용량의 80% 이상이 아직 최종 투자 결정으로 뒷받침되지 않습니다.이 모든 것이 장밋빛 시나리오를 암시하는 것은 아닙니다.

유럽연합이 하고 있는 일

파이프라인에 있는 프로젝트의 약 절반이 유럽에서 이루어지고 있습니다.그만큼 REPowerEU 패키지 2030년까지 1천만톤의 녹색수소를 생산하고 10톤을 추가로 수입한다는 목표를 세웠습니다.10Mt의 수소를 생산하려면 약 100기가와트(GW)의 전기분해 용량이 필요합니다.

대부분의 프로젝트는 타당성 조사를 실시했거나 진행 중입니다.예상대로 이러한 프로젝트의 30%가 2024년까지 구현된다면 설치 용량은 2030년까지 설정한 목표를 달성하기 위해 다음 해마다 두 배씩 증가해야 하며[아래 그림의 오른쪽 하단] 100%의 성장률을 달성해야 합니다. 매년 두 배의 용량이 발생합니다. 이는 에너지 기술 분야에서 전례가 없는 일이며 역사적으로 태양광 및 풍력 분야에서 볼 수 있었던 것보다 훨씬 높은 수준입니다.

그린수소가 풍력이나 태양광과 같은 성장률을 보인다면 어떨까요?

풍력 및 태양열과 비슷한 성장률의 경우, Odenweller와 Ueckerdt의 분석에 따르면 녹색 수소는 단기적으로는 부족할 수 있지만 장기적으로는 더 풍부해질 수 있습니다(확실성은 없습니다).

이 시나리오에서 녹색 수소는 아마도 EU에서 2030년까지 그리고 전 세계적으로 2035년까지 최종 에너지의 1% 미만을 제공할 것이며, 이는 1.5°C 시나리오에서 예상되는 수요보다 훨씬 낮습니다.

“우리의 시뮬레이션에 따르면 향후 수십 년 안에 높은 전해조 용량을 향한 '전환'이 일어날 가능성이 높습니다.그러나 이러한 변화의 시기와 정도는 매우 불확실합니다.EU의 경우, 우리의 시뮬레이션은 2038년경에 '전환점'을 예측합니다.전 세계적으로 2045년경에”라고 두 연구원은 썼습니다.그린 수소에 대한 야망을 훨씬 넘어서는 기간입니다.

정부의 신속한 조정과 개입이 필요하다

REPowerEU가 구상한 목표를 달성하려면 단기적인 부족분을 메울 수 있는 높은 성장률이 필요합니다.그러나 비상 확장을 위해서는 제2차 세계대전 당시 미국의 군사 장비부터 중국의 고속철도 네트워크 또는 스마트폰과 서버 인터넷과 같은 고도로 모듈화된 기술에 이르기까지 광범위한 기술에 대한 개입이 필요합니다."

이러한 성장률에는 신속하고 단호한 조치, 글로벌 조정 및 특별 자금 조달이 필요하다고 Odenweller와 Ueckerdt는 설명합니다.정부는 기업 투자를 지원하고, 수소 생산 및 사용을 위한 공급, 수요 및 인프라의 동시 증가를 규제하고 관리하도록 조정해야 합니다.최근 EU와 미국은 공급 불확실, 수요 부족, 인프라 불완전 등의 악순환을 끊기 위해 새로운 수소 정책을 추진하고 있다.이러한 노력이 충분할지는 두고 볼 일이다.

현재 이산화탄소를 포집하고 저장하여 가스에서 얻은 '청색' 수소는 가교 역할을 할 수 있습니다.하지만 배출에 대한 우려는 여전하다. 수명주기 동안 EU의 휘발유 가격 급등으로 인해 블루수소의 경쟁력이 더욱 복잡해졌습니다.

가용성과 비용에 대한 불확실성이 명확해질 때까지 정치 지도자들은 수소의 잠재력을 과대평가하는 위험을 인식해야 합니다.공급이 기대치를 초과한다면 수소 사용 사례가 확대될 가능성은 항상 존재합니다.반대로, 수소가 탈탄소화 부문에 의존하고 공급이 예상보다 낮다면 기후 목표에 맞춰 대안으로 전환하기에는 너무 늦을 수 있습니다.

이는 열 펌프, 전기 자동차, 전기 트럭을 통한 직접 전기화와 같이 이미 이용 가능하고 보다 효율적인 대안의 확장이 수소가 실행 불가능한 경로로 판명될 경우 탈출구를 제공한다는 것을 의미합니다.

콜롬비아, 친환경 경제를 위해 신규 석유 및 가스 탐사 중단 발표

광산부 장관 Irene Vélez는 다보스에서 열린 세계 경제 포럼에서 콜롬비아가 화석 연료를 버리고 새로운 지속 가능한 경제로 나아가기 위해 새로운 석유 및 가스 탐사 프로젝트를 승인하지 않을 것이라고 선언했습니다.그러나 이번 결정은 경제, 정치, 산업계의 반대를 극복해야 할 것이다.

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콜롬비아, 친환경 경제를 위해 새로운 석유 및 가스 탐사 중단 발표

 

뉴델리가 오염 방지를 위해 석탄 사용을 금지한 후 인도 산업이 바이오매스로 전환

지역 대기 오염을 방지하기 위한 노력의 일환으로 뉴델리는 1월부터 석탄 연소를 금지했습니다.이 결정으로 인해 약 800개의 소규모 산업체가 바이오매스를 사용하게 되었습니다.일반적으로 농업 잔류물의 펠릿이나 막대로 구성되는 바이오매스로 전환하면 배출량이 줄어들고 농민들이 이러한 잔류물을 태우는 대신 판매하게 될 것이라고 규제 당국은 말했습니다.

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뉴델리가 오염 방지를 위해 석탄 사용을 금지한 후 인도 산업이 바이오매스로 전환

발칸 반도, 드리나강이 떠다니는 매립지로 변하고 있다

수많은 플라스틱 병, 녹슨 통, 중고 타이어, 가전제품, 유목 및 기타 폐기물:비범한 자연의 아름다움으로 유명한 드리나 강이 거대한 떠다니는 쓰레기 더미로 변했습니다.최근 며칠 동안 약 10,000m3의 폐기물이 축적된 것으로 추산됩니다.그리고 강을 청소한다고 해서 문제가 해결되는 것은 아닙니다.

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발칸 반도, 드리나강이 떠다니는 매립지로 변하고 있다

대기에서 연료를 빼냅니다.보다 지속 가능한 비행을 위한 새로운 도전

대유행 이전 몇 년 동안 항공은 연간 약 10억 톤의 이산화탄소를 배출했는데, 이는 2021년 남미 대륙 전체와 맞먹는 양입니다.그리고 봉쇄가 끝난 후 배출량이 증가하고 있습니다.그러나 주요 항공사는 2050년까지 탄소 순배출 제로를 달성하기 위해 노력했습니다.파이프라인에는 완전 전기 비행기, 수소 사용, 청정 연소 바이오 연료 등 많은 신기술이 개발되고 있습니다.그러나 아마도 가장 흥미로운 잠재적 원천은 우리가 숨쉬는 공기일 것입니다. 공기는 자연적으로 이산화탄소로 가득 차 있습니다.

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플라스틱 없는 하루를 보내보세요

100여년 전에 발명된 이래로 플라스틱은 우리 삶의 모든 측면에 스며들어 왔습니다.일상생활에서 억지로 만지지 않고는 단 몇 분이라도 보내기가 어렵습니다.유엔 보고서에 따르면 전 세계에서는 매년 약 4억 톤의 플라스틱 폐기물이 발생합니다.한 번 사용하면 절반 정도가 버려집니다.보고서는 “우리는 환경, 사회, 경제 및 건강에 심각한 결과를 초래하면서 일회용 플라스틱 제품에 의존하게 되었습니다”라고 밝혔습니다.기자 A.J.Jacobs는 우리가 플라스틱 없이는 할 수 없는 플라스틱 제품과 포기할 수 있는 플라스틱 제품을 이해하기 위해 플라스틱을 사용하지 못한 채 하루를 살았던 방법을 이야기했습니다.

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플라스틱 없는 하루를 보내보세요

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