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재생 가능 에너지 대 토륨 및 핵융합 에너지 와일드카드: 에너지의 미래 P5

David Tal, 발행인, 미래학자
@DavidTalWrites
링크드인

화, 09 / 15 / 2020 - 10 : 23

태양이 24시간 연중무휴로 에너지를 생성하지 않는 것처럼, 다른 지역에 비해 세계의 일부 지역에서는 잘 작동하지 않습니다. 저를 믿으세요. 캐나다에서 와서 태양이 거의 보이지 않는 달이 있습니다. 북유럽 국가와 러시아에서는 훨씬 더 심할 것입니다. 이는 또한 그곳에서 즐기는 상당한 양의 중금속과 보드카를 설명할 수도 있습니다.

하지만 에서 언급했듯이 이전 부분 이 Future of Energy 시리즈에서 태양광 발전은 마을에서 재생 가능한 유일한 게임이 아닙니다. 사실, 기술이 태양광만큼 빠르게 발전하고 비용과 전력 생산량이 (경우에 따라) 태양광을 능가하는 다양한 재생 에너지 옵션이 있습니다.

반면에, 제가 "와일드카드 재생 가능"이라고 부르는 것에 대해서도 이야기할 것입니다. 이들은 탄소 배출을 XNUMX으로 만드는 새롭고 믿을 수 없을 정도로 강력한 에너지원이지만 환경과 사회에 대한 XNUMX차 비용은 아직 연구되지 않았습니다(그리고 해로울 수 있음).

전반적으로, 우리가 여기서 탐구할 요점은 태양이 세기 중반까지 지배적인 에너지원이 될 것이지만 미래는 또한 재생 가능 에너지와 와일드카드의 에너지 칵테일로 구성될 것이라는 점입니다. 재생 가능한 것으로 시작합시다. 님비 전 세계가 열정을 가지고 증오합니다.

풍력, 돈키호테가 몰랐던 것

전문가들이 재생 가능 에너지에 대해 이야기할 때 대부분의 풍력 발전 단지는 태양열과 함께 있습니다. 이유? 음, 시장에 나와 있는 재생 가능한 모든 것 중에서 거대한 풍차가 가장 눈에 띕니다. 그들은 농부의 들판을 따라 엄지손가락처럼 튀어나와 세계 여러 곳에서 고립된(그리고 그렇게 고립되지 않은) 해안가의 전망을 볼 수 있습니다.

그러나 동안 성악 유권자 세계의 일부 지역에서는 에너지 믹스에 혁명을 일으키고 있습니다. 태양의 축복을 받은 나라도 있고 바람이 많이 부는 나라도 있기 때문입니다. 한때 뭐였지 우산을 부수고, 창문을 닫고, 머리를 망치는 성가심 (특히 지난 XNUMX-XNUMX년 동안) 재생 에너지 발전의 발전소로 재배되었습니다.

예를 들어 북유럽 국가를 보자. 풍력 발전은 핀란드와 덴마크에서 매우 빠른 속도로 성장하여 석탄 화력 발전소의 이윤을 먹어 치우고 있습니다. 그건 그렇고, 이들은 "신뢰할 수 없는" 재생 에너지로부터 이들 국가를 보호하기 위한 석탄 발전소입니다. 이제 덴마크와 핀란드는 2,000메가와트의 더러운 에너지인 이 발전소를 시스템에서 제거할 계획입니다. 2030로.

하지만 그게 전부는 아닙니다! 덴마크는 2030년까지 석탄을 완전히 단계적으로 폐지하고 전체 경제를 재생 가능한 전력(대부분 풍력)으로 전환할 계획을 세우고 있는 풍력 에너지에 대해 너무 맹렬히 뛰어들었습니다. 2050로. 한편, 새로운 풍차 디자인(ex. 한, 두) 산업에 혁명을 일으키고 풍력 에너지를 풍력이 풍부한 국가만큼 태양이 풍부한 국가에 매력적으로 만들 수 있는 풍력 에너지가 항상 나오고 있습니다.

파도 파밍

풍차와 관련이 있지만 바다 깊숙이 묻혀 있는 것은 재생 에너지의 세 번째로 과장된 형태인 조력입니다. 조수차는 풍차와 비슷해 보이지만 바람에서 에너지를 모으는 대신 바다의 조수에서 에너지를 모읍니다.

조력 농장은 그다지 인기가 없으며 태양열 및 풍력과 같은 많은 투자를 유치하지도 않습니다. 그런 이유로 조력은 영국과 같은 몇몇 국가를 제외하고는 재생 가능 혼합물의 주요 역할을 하지 않을 것입니다. 영국 해양 예측 패널(UK Marine Foresight Panel)에 따르면 지구의 운동 조석 에너지의 0.1%만 포착하면 전 세계에 전력을 공급할 수 있기 때문에 이는 부끄러운 일입니다.

조력 에너지는 또한 태양열 및 풍력에 비해 몇 가지 독특한 장점이 있습니다. 예를 들어, 태양과 바람과 달리 조력은 실제로 24/7 실행됩니다. 조수는 거의 일정하므로 주어진 날짜에 생성할 전력의 양을 항상 알 수 있으므로 예측 가능성과 계획에 좋습니다. 그리고 거기에 있는 님비에게 가장 중요한 것은 조수 농장이 바다 바닥에 있기 때문에 효과적으로 보이지 않고 마음에서 멀어집니다.

올드 스쿨 재생 가능: 수력 및 지열

재생 가능에 대해 이야기할 때 가장 오래되고 가장 널리 채택된 재생 가능 형태인 수력 및 지열에 방송 시간을 많이 주지 않는 것이 이상하다고 생각할 수도 있습니다. 그럴만한 이유가 있습니다. 기후 변화는 곧 수력 발전을 잠식할 것이며 지열은 태양열 및 풍력에 비해 경제성이 떨어질 것입니다. 하지만 조금 더 깊이 들어가 보겠습니다.

세계의 수력 발전 댐의 대부분은 인근 산맥의 빙하가 계절에 따라 녹으면서 자체적으로 공급되는 큰 강과 호수에서 공급되며, 덜하지만 해수면보다 높은 비가 오는 지역의 지하수를 공급합니다. 앞으로 수십 년 동안 기후 변화는 이 두 수원에서 나오는 물의 양을 감소(용해 또는 건조)할 것입니다.

이에 대한 예는 세계에서 가장 친환경적인 에너지 믹스를 보유한 국가인 브라질에서 볼 수 있으며, 수력 발전에서 에너지의 75% 이상을 생성합니다. 최근 몇 년 동안 강수량이 감소하고 가뭄이 증가했습니다. 정기적인 정전을 일으켰습니다. (정전 및 정전) 연중 내내. 이러한 에너지 취약성은 XNUMX년이 지날수록 훨씬 더 일반적이 되어 수력에 의존하는 국가에서 재생 가능한 달러를 다른 곳에 투자해야 합니다.

한편, 지열의 개념은 충분히 기본적입니다. 특정 깊이 아래에서는 지구가 항상 뜨겁습니다. 깊은 구멍을 뚫고 일부 배관에 물을 붓고 상승하는 뜨거운 증기를 수집하고 그 증기를 사용하여 터빈에 동력을 공급하고 에너지를 생성합니다.

많은 화산이 있는 "축복받은" 아이슬란드와 같은 일부 국가에서 지열은 무료 및 녹색 에너지의 거대한 발전기입니다. 이 에너지는 아이슬란드 전력의 거의 30%를 생산합니다. 그리고 비슷한 구조적 특성을 가진 세계의 일부 지역에서는 투자할 가치가 있는 형태의 에너지입니다. 그러나 대부분의 다른 지역에서는 지열 발전소를 건설하는 데 비용이 많이 들고 매년 태양열 및 풍력 가격이 하락하기 때문에 지열은 그렇지 않습니다. 대부분의 국가에서 경쟁할 수 있습니다.

와일드카드 재생 가능 에너지

재생 가능 에너지의 반대자들은 신뢰성이 낮기 때문에 석탄, 석유, 액화 천연 가스와 같은 오염된 대규모 에너지원에 투자하여 우리의 요구 사항을 충족하는 일관된 양의 에너지를 제공해야 한다고 말합니다. 이러한 에너지원은 전통적으로 에너지 시스템의 중추 역할을 했기 때문에 "기저 부하" 전원이라고 합니다. 그러나 세계의 일부 지역, 특히 프랑스와 같은 국가에서는 원자력이 기본 부하 동력원으로 선택되었습니다.

원자력은 XNUMX차 세계대전이 끝난 이후로 세계 에너지 믹스의 일부였습니다. 기술적으로 상당한 양의 무탄소 에너지를 생산하지만 유독성 폐기물, 핵 사고 및 핵무기 확산과 같은 부작용으로 인해 원자력에 대한 현대적 투자는 거의 불가능했습니다.

즉, 핵이 도시의 유일한 게임은 아닙니다. 이야기할 가치가 있는 재생 불가능한 두 가지 새로운 유형의 전원이 있습니다. 바로 토륨과 핵융합 에너지입니다. 이것들을 차세대 원자력으로 생각하지만 더 깨끗하고 안전하며 훨씬 더 강력합니다.

모퉁이에 토륨과 핵융합?

토륨 원자로는 우라늄보다 XNUMX배 더 풍부한 자원인 질산토륨으로 가동됩니다. 그들은 또한 우라늄 동력 원자로보다 훨씬 더 많은 에너지를 생성하고, 폐기물을 덜 생성하며, 무기급 폭탄으로 전환될 수 없으며, 사실상 용융 방지 기능이 있습니다. (토륨 원자로에 대한 XNUMX분짜리 설명 보기 여기에서 지금 확인해 보세요..)

한편, 핵융합 원자로는 기본적으로 해수, 정확히는 수소 동위원소 삼중수소와 중수소의 조합으로 작동합니다. 원자로가 원자를 쪼개서 전기를 생산하는 곳에서 핵융합 원자로는 태양의 책에서 한 페이지를 꺼내 원자를 함께 융합하려고 합니다. (융합로에 대한 XNUMX분짜리 설명 보기 여기에서 지금 확인해 보세요..)

이 두 가지 에너지 생성 기술은 모두 2040년대 후반에 출시될 예정이었습니다. 기후 변화에 맞서 싸우는 것은 고사하고 세계 에너지 시장에 실제로 변화를 주기에는 너무 늦었습니다. 고맙게도 너무 오랫동안 그렇지 않을 수도 있습니다.

토륨 원자로를 둘러싼 기술은 이미 대부분 존재하며 활발히 진행되고 있습니다. 중국이 쫓는. 실제로 그들은 향후 10년(2020년대 중반) 내에 완전히 작동하는 토륨 원자로를 건설할 계획을 발표했습니다. 한편, 핵융합 발전은 수십 년 동안 만성적으로 자금이 부족했지만 최근 록히드 마틴의 소식 새로운 핵융합로도 불과 XNUMX년 후에 나타날 수 있음을 나타냅니다.

이러한 에너지 소스 중 하나가 향후 XNUMX년 이내에 온라인 상태가 되면 에너지 시장에 충격파를 보낼 것입니다. 토륨과 핵융합 발전은 우리가 기존 전력망을 다시 배선할 필요가 없기 때문에 재생 에너지보다 더 빨리 엄청난 양의 청정 에너지를 에너지 그리드에 도입할 가능성이 있습니다. 그리고 이들은 자본 집약적이고 중앙 집중화된 형태의 에너지이기 때문에 태양열 성장에 맞서 싸우려는 전통적인 유틸리티 회사들에게 매우 매력적일 것입니다.

결국 토스업입니다. 토륨과 퓨전이 향후 10년 이내에 상업 시장에 진입하면 에너지의 미래로서 재생 에너지를 추월할 수 있습니다. 그보다 길면 재생 가능 장치가 승리합니다. 어느 쪽이든 싸고 풍부한 에너지는 우리의 미래입니다.

그렇다면 무한한 에너지가 있는 세상은 실제로 어떤 모습일까요? 우리는 마침내 그 질문에 대답합니다 에너지의 미래 시리즈 XNUMX부.