우리는 한 세기가 넘는 기간 동안 에너지 부문에서 가장 심오한 혼란의 시작을 목격하고 있다. 역사를 통틀어 다른 사람들과 마찬가지로 이러한 혼란은 태양광 발전, 육상 풍력, 리튬 이온 배터리(SWB)와 같은 몇 가지 핵심 기술의 수렴의 결과이다. 100% SWB 에너지 시스템은 이르면 2030년에 주도적으로 선택하는 지역에서 가능하며, 에너지는 모든 온실 가스 배출량의 절반 이상을 차지하기 때문에 이 부문의 완전한 파괴는 2035년까지 배출량을 90%까지 줄일 수 있는 방법의 큰 부분이 될 것이다.

우리 작업에 대한 응답으로 발생하는 일반적인 질문은 다음과 같다. 태양열 및 풍력 발전이 다른 어떤 기술보다 저렴하게 인류의 모든 에너지 생성 요구 사항을 충족할 수 있을까?

이 질문에 대한 답이자 에너지 탈탄소화를 이해하는 열쇠는 우리가 청정 에너지 U-커브라고 부르는 도구를 사용하여 2020년 에너지 보고서에서 확인한 현상이다.

RethinkX 청정 에너지 U-커브

청정 에너지 U-커브는 에너지 생성과 에너지 저장 사이에 트레이드오프 관계가 있음을 보여준다. 우리는 짧은 겨울에도 충분한 전력을 생산할 수 있도록 더 많은 태양광 패널과 풍력 터빈을 만들거나 미리 충전할 더 큰 배터리를 만들 수 있다.

우리의 모델링은 현재 모든 전력 수요의 100%를 제공하는 작업을 물리적으로 수행할 수 있는 수천 가지의 서로 다른 SWB 조합이 있음을 보여준다. 그러나 매우 중요한 것은 비용이 모두 같은 것이 아니라는 것이다. 그 중 일부는 다른 것보다 훨씬 비싸다.

청정 에너지 U-커브는 시스템의 총 자본 비용이 가장 낮은 곡선 하단의 "스위트 스팟"인 SWB의 최적 조합이 있음을 보여줌으로써 이것이 사실인 이유를 설명한다. 정확한 스위트 스폿 SWB 조합은 기후, 지리, 인프라 및 기타 요인에 따라 다르기 때문에 각 지역마다 다르다. 그러나 청정 에너지 U-커브에 대해 가장 반 직관적인 것은 우리가 분석한 모든 지역 및 국가에서 스위트 스팟이 항상 기존 그리드보다 3~5배 더 많은 총 발전 용량이었다는 것이다.

그렇다면 오늘날의 석탄, 가스, 원자력 및 수력 발전소에 현재 설치한 것보다 3~5배 더 많은 태양열 및 풍력 발전 용량을 구축하는 것이 어떻게 더 저렴할 수 있을까? 그 대답은 우리가 그 정도의 발전 용량을 가지고 있을 때 시스템은 35~90시간 분량의 배터리만 필요하다는 것이다. 배터리가 너무 비싸다. 

계절 스토리지가 필요하지 않다.

에너지 생성과 에너지 저장 사이의 트레이드오프 관계는 선형이 아니므로 명확하지도 직관적이지도 않다. 이러한 이유로 관계의 중요성은 에너지 부문 자체 내에서도 아직 널리 알려져 있지 않거나 인식되지 않는다. 결과적으로 대부분의 기존 예측에서는 태양광 및 풍력 발전 용량을 그렇게 많이 구축하는 것을 고려조차 하지 않았다. 즉, SWB 시스템에는 몇 주 동안의 에너지 저장(때로는 '계절적' 저장이라고도 함)이 필요하다고 가정한다. 이 때문에 널리 인용되는 기존 분석조차도 청정 에너지 U-커브의 바닥에 있는 스위트 스폿 근처에 없는 SWB의 혼합을 가정한다. 이것이 그들이 SWB 시스템이 극도로 비쌀 것이라는 잘못된 결론에 도달하는 이유이다. 

고맙게도, 더 많은 사람들이 우리 연구를 이해하게 되었고 다른 과학자와 분석가가 자신의 연구에서 우리의 발견을 복제하기 시작함에 따라 널리 퍼져 있고 오랫동안 지속되어 온 오해가 이제 바뀌기 시작했다.

에너지 탈탄소화 이해

청정 에너지 U-Curve가 에너지 탈탄소화를 이해하는 열쇠인 두 가지 이유가 있다. 

첫째, SWB가 가장 저렴한 탈탄소 에너지 시스템을 제공하는 이유를 보여준다. 2030년까지 이 세 가지 기술의 최적화된 혼합을 통해 100% SWB 시스템의 24/7/365 전력 비용은 모든 인구 밀집 지역의 기존 발전소 옵션보다 훨씬 낮을 것이다. 캘리포니아, 인도 또는 브라질과 같은 햇볕이 잘 드는 지역에서는 비용이 가장 저렴한 화석 연료 시스템의 5분의 1에 불과할 수 있으며, 이는 기존 석탄, 가스 및 원자력 발전소의 운영 비용보다 저렴하다. SWB는 매우 저렴하기 때문에 기존 에너지 자산의 좌초는 경제력만으로 불가피하며 이는 탈탄소화도 불가피하다는 것을 의미한다. 경쟁의 흐름이 SWB로 바뀌면서 시장의 엄청난 힘은 이제 탈탄소화에 반대하는 대신 탈탄소화를 위해 일하고 있다. 격변이 시작되면서 전 세계적으로 SWB의 기하급수적인 성장은 역사상 다른 격변에서 일어났던 것처럼 이 불가피한 경제 논리가 에너지 부문에서 자리를 잡고 있다는 분명한 신호이다.

두 번째 이유는 청정 에너지 U-커브가 SWB가 오늘날의 전력 시스템뿐만 아니라 세계 경제 전반에 걸쳐 거의 모든 다른 에너지 사용을 탈탄소화할 수 있는 방법을 보여주기 때문이다. 이는 앞서 언급했듯이 청정 에너지 U-커브를 사용하여 최적화된 100% SWB 시스템이 오늘날의 그리드보다 3~5배 많은 발전 용량을 갖기 때문에 가능하다. 겨울의 최악의 주를 견디도록 시스템을 설계함으로써, 그것은 자연적으로 우리 그리드가 현재 생성하는 전력량의 2배 또는 심지어 3배에 달하는 엄청난 잉여 전력을 연중 나머지 기간 동안 생산할 것이다. 이것은 운송, 난방 및 기타 형태의 에너지 사용에 전력을 공급하기에 충분하다. 그리고 결정적으로, 태양 전지판은 거의 0에 가까운 한계 비용으로 전력을 생산하기 때문에 잉여 전기는 모두 사실상 무료이다. 우리는 이 막대한 잉여의 깨끗하고 거의 무료인 에너지를 슈퍼파워(Super Power)라고 부르며, 이는 에너지 부문뿐만 아니라 전 세계 경제 전반에 걸쳐 에너지가 접촉하는 모든 가치 사슬에서 모든 것을 변화시킬 것이다.

캘리포니아와 남호주와 같은 SWB의 얼리 어답터는 이미 슈퍼 파워를 생산하고 있으며 산업계는 에너지 과잉의 새로운 시대로 이동하기 시작하면서 이 특별한 기회를 포착하기 위한 방법을 혁신하기 시작했다.

청정 에너지 U-커브는 SWB를 사용하여 기존의 분석 및 예측이 믿게 하는 것보다 훨씬 빠르고, 훨씬 저렴하고, 훨씬 더 완벽하게 에너지를 탈탄소화할 수 있음을 보여준다. 따라서 정책 입안자, 투자자 및 기타 의사 결정권자가 청정 에너지 U-커브와 탈탄소화 및 기후 변화에 대한 놀라운 의미를 이해하는 것이 중요하다.