바이오매스로부터 전기 생산을 통한 미국 서부 지역의 탄소 음성화

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-02-12

도시 폐기물 또는 지속가능한 원료물질인 산림과 농업 부산물 등의 바이오매스로부터 전기를 생산하는 것은 지구온난화가스 배출을 줄일 수 있는 효과적인 전략 중 하나이다. 바이오매스는 대기 중 탄소를 몸 속에 고정하기 때문에, 이러한 바이오매스를 에너지화하는 과정은 일종의 탄소 중립(carbon-neutral) 효과를 유발한다. 미국 버클리대학교 연구진은 바이오매스 전력 생산이 미국 서부의 탄소 고정 및 포집과 결합할 경우, 전력 발전시설이 실질적으로 배출량보다 더 많은 탄소를 저장하는 셈이라고 설명하였다. 또한 전체적인 제로 탄소 미래에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 보았다. 탄소 고정 및 포집 기능의 바이오에너지(BECCS, bioenergy with carbon capture and sequestration) 측면에서, 바이오매스 연소를 통한 탄소 고정을 통해, 가스 또는 석탄 발전 시설을 유지시키더라도, 전력 발전 시설을 탄소음성(carbon-negative)으로 바꿀 수 있다. 탄소 저감은 수송에서 사용되는 화석연료의 탄소 배출을 상쇄할 수 있다. 버클리대학교 Daniel Sanchez는 “탄소 고정 및 포집 기술에 대한 상업화 불확실성은 매우 다양하게 존재한다. 우리 연구진은 현재의 BECCS 기술력을 바탕으로 시뮬레이션한 결과, 캘리포니아 주의 2050년 탄소 배출 저감 목표치의 80% 수준 정도로만 도달할 것으로 확인되었다. 하지만 전력 시스템은 음성적 탄소 배출에 성공할 것으로 보인다”고 설명하였다. BECCS는 인공적인 기후 변화 영향을 저감시킬 수 있는 몇 안 되는 비용 효과적인 탄소 음성적 기회이다. Daniel Kammen 교수는 “ 탄소 저장 매체로서 지속가능하게 관리할 수 있고, 저탄소 발생 기술의 적용이 가능해진다면, 바이오매스는 대기 중 탄소를 감축할 수 있는 수단”이라고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 “Nature Climate Change” 최신호에 게재된다. 바이오매스 전력 발전에서 발생하는 탄소를 고정하고, 이를 지하에 매장하는 재정적 비용은 매우 크지만, 기후 변화에 관한 정부간 협의 기구는 50년 내에 실현 가능해질 것으로 내다봤다. Kammen 교수는 “이전까지는 BECCS 기술을 통한 기후변화 저감에만 집중하였기 때문에, 전력 시스템의 역할이나 시간 차원에서의 고려가 미흡하였다”고 설명하였다. 이를 해결하고자, 버클리대학교 연구진은 미 서부 전력 발전 배전망 내 저탄소 및 탄소음성적 전력 시스템에서의 BECCS 기술 배치를 예측하는 컴퓨터 모델을 개발, 활용하였다. “SWITCH-WECC”로 불리는 이번 모델을 통해, 미국 서부 캔서스, 콜로라도 및 북서부 멕시코, 캐나다 앨버타 및 브리티쉬 컬럼비아를 대상으로 하는 발전, 송전, 저장 선택사항을 분석하였다. 공격적인 재생에너지 배치와 화석연료 배출 감축을 결합한 BECCS를 통해, 북아메리카 서부의 탄소음성적 전력 시스템 실현이, 2050년까지 가능할 것으로 보았다. 이는 1990년도 수준에서 최대 145% 배출 감축을 달성한 수치이다. BECCS로부터는 최소 7%의 전력이 공급될 것으로 보인다. 대부분의 시나리오에서, BECCS에 의한 탄소 상쇄 효과는 전력 시스템 상에서 전력 공급보다 더 의미 있는 가치를 지닌다. 이번 연구 결과는 산림 부산물, 도시 고형 폐기물, 초본류와 같은 잠재적 바이오에너지 원료물질과 재생에너지(풍력, 태양력)의 종류에 대한 공간적, 시간적 목록에 따라 변화를 보였다. Sanchez는 BECCS의 일종인 바이오매스 연소가 바이오연료 생산을 위한 경우보다 지구온난화 가스 배출 감축에는 더욱 효과적이라고 설명하였다. 150209130732-large.jpg http://www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150209130732.htm