새로운 연구에서는 2050년까지 미국의 에너지 시스템에서 온실가스 생산을 비용 효율적으로 제거할 수 있는 다양한 옵션을 제시합니다. 이 연구 결과는 정책 입안자와 업계 리더에게 기후 변화를 해결하기 위한 경로를 계획하는 방법에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다..

"비용 최적의 미래에 따른 다양한 탈탄소화 경로"라는 논문은 다음과 같습니다.출판됨오픈액세스 저널에네이처커뮤니케이션즈.

"비용 효율적으로 탄소를 제거하는 방법은 한 가지만 있는 것이 아닙니다.에너지 시스템"라고 이번 연구의 공동저자이자 노스캐롤라이나 주립대학교의 토목, 건축 및 환경 공학 교수인 Jeremiah Johnson은 말합니다.

"사실 우리는 선택할 수 있는 기술이 많습니다. 우리의 연구는 사람들이 그러한 옵션이 무엇인지, 그리고 우리가 그 옵션의 우선 순위를 어떻게 정할 수 있는지를 정확하게 이해하는 데 도움이 됩니다."

Aditya는 "에너지 시스템을 탈탄소화하기 위한 가장 비용이 적게 드는 경로를 찾기 위해 설계된 다양한 모델이 있습니다. 이는 본질적으로 전력 생산부터 운송 및 산업에 이르기까지 모든 분야에서 온실가스 생산을 제거하는 최적의 접근 방식을 식별합니다."라고 말합니다.연구 교신저자이자 NC State 연구학자인 Sinha.

"문제는 이러한 모델이 복잡한 시스템의 불확실성을 완전히 포착하기 어렵다는 것입니다."라고 Sinha는 말합니다."우리가 탈탄소화하는 데 도움이 될 수 있는 다양한 기술이 있으며, 이러한 도구 중 어떤 도구를 사용하여 최적의 결과를 얻을 수 있는지 식별하는 데 얼마나 많은 유연성이 있는지 판단하는 것은 어렵습니다.

"이 문제를 해결하는 한 가지 방법은 완벽한 솔루션에 도달하는 경로를 식별하려는 시도를 멈추고 대신 가장 비용이 적게 드는 경로에 매우 가깝게 만드는 대체 옵션을 식별하는 것입니다."

이번 연구에서 연구원들은 전체 에너지 시스템의 탈탄소화를 위한 최적 비용의 1% 이내로 "매우 근접"하다고 정의했습니다.

구체적으로 연구진은 기존의모델, Temoa라고 불리는 이는 원래 탈탄소화를 달성하기 위한 가장 저렴한 경로를 결정하기 위해 설계되었습니다.그들은 최적의 비용이 무엇인지 확인하기 위해 해당 모델을 실행했습니다.그런 다음 최적 비용에 1%를 추가하고 해당 숫자를 제약 조건으로 사용하여 모델을 수정했습니다.

존슨은 “모델은 수천 가지 결정을 내려야 한다”고 말했다."얼마나 많은 태양광 발전 시설을 건설해야 할까요? 주택 소유자가 천연 가스 열을 전기 히트 펌프로 바꿔야 할까요? 등등.

"우리는 수정된 버전의 Temoa를 1,100번 실행했으며, 매번 모델에 특정 기술을 선호하거나 비선호하도록 지시했습니다. 부분적으로 이는 인간이 오로지 기술에 의해서만 주도되지 않는 모든 종류의 결정을 내린다는 사실을 반영합니다.우리가 설명하고 싶었던 경제적 감각."

Sinha는 "이 접근 방식을 통해 에너지 시스템에서 온실가스 생산을 제거하면서도 최적 비용의 1% 이내를 유지할 수 있는 명확하게 정의된 기술 범위를 제공했습니다."라고 말했습니다.

조사 결과는 다음 네 가지 범주로 분류될 수 있습니다.

• 카테고리 1은 모델이 식별한 1,100개 솔루션 모두에 광범위하게 채택된 기술로 구성됩니다.여기에는 태양광 및 풍력 에너지 발전의 확장뿐만 아니라 전력망의 에너지 저장 용량 확장도 포함됩니다.
• 카테고리 2에는 제거되거나 크게 축소된 기술이 포함됩니다.여기에는 운송 부문에서 석유 의존도를 크게 줄이고, 석탄 발전을 없애는 것이 포함됩니다.탄소 포집그리고 격리.
• 카테고리 3은 가능한 결과가 넓은 신기술로 구성됩니다. 즉, 모델의 시나리오 중 일부에서는 기술이 널리 사용되는 것으로 나타났지만 다른 시나리오에는 이러한 기술이 전혀 포함되지 않았습니다.이러한 기술에는 공기 중에서 이산화탄소를 제거하는 직접 공기 포집이나 운송 및 산업 분야에서 수소를 사용하는 등의 기술이 포함됩니다.
• 카테고리 4는 모델이 일반적으로 전혀 사용하지 않는 기술을 다루지만, 이러한 기술을 사용할 때는 해당 기술에 크게 의존합니다.여기에는 다음에서 생산된 합성 연료가 포함됩니다.이산화탄소탄소 포집 및 격리 기능을 통합한 석탄 발전소 등이 있습니다.

Sinha는 "모델을 1,100번 실행하면 어디서부터 시작해야 할지 알 수 없을 정도로 엄청난 범위의 잠재적인 결과가 나왔습니다."라고 말합니다."우리는 이러한 결과에 대한 심층 분석을 거쳐야 이러한 범주를 식별할 수 있었으며, 이는 우리가 선택할 수 있는 옵션이 무엇인지, 우선 순위를 어떻게 지정해야 하는지를 이해할 수 있는 좋은 방법을 제공합니다."

"실용적인 관점에서 볼 때 이러한 발견은 우리에게 몇 가지 사실을 알려줍니다"라고 Johnson은 말했습니다."먼저 카테고리 1의 기술을 보다 광범위하게 채택할 수 있는 방법을 찾아야 합니다.

"둘째, 우리는 카테고리 2의 기술에서 벗어나 시기적절하고 질서 있게 전환을 계획하는 방법을 찾아야 합니다."라고 Johnson은 말합니다."셋째, 카테고리 3의 기술이 모두 필요한 것은 아니지만 그 중 일부는 필요할 것입니다. 즉, 어떤 기술을 우선순위로 두고 어떻게 배포할지 결정하기 위해 연구 개발에 투자해야 한다는 의미입니다. 마지막으로,또한 카테고리 4에 해당하는 기술이 진정으로 가치가 있는지 판단하고, 그렇다면 해당 기술을 어떻게 활용할 것인지를 결정하기 위해 연구 개발에 투자해야 합니다."