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Sep 10, 2023

공간적으로 명시적인 수명주기 평가를 통해 재생 가능한 전력 생산으로 인한 환경 영향의 핫스팟이 드러납니다.

커뮤니케이션 지구 및 환경

커뮤니케이션 지구 및 환경 3권, 기사 번호: 197(2022) 이 기사 인용

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재생에너지 발전은 온실가스 배출을 줄일 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있지만 공급망의 다른 곳에서 물 부족과 같은 다른 환경 영향을 악화시킬 수 있습니다. 여기에서는 전통적인 석탄 화력 발전과 비교하여 집중형 태양열 발전, 강 유역 수력 발전, 바이오매스 연소의 광범위한 글로벌 환경 영향을 밝힙니다. 공간적으로 명시적인 수명 주기 영향 평가를 사용하여 공급망을 평가합니다. 에너지, 토지, 자재, 물에 대한 수요, 온실가스 배출, 광산업을 중심으로 인간 건강과 생태계 품질에 미치는 영향 등을 다루고 있습니다. 영향의 위치 및 유형에 관한 핫스팟 분석은 주로 물 소비가 현장에서 매우 중요하기 때문에 어떤 기술에 대한 명확한 선호도가 없음을 보여줍니다. 조사된 집중형 태양광 발전소는 지속 가능한 에너지 전환에 가장 적합하지 않습니다. 공간적 핫스팟은 전 세계적으로 가장 멀리 퍼져 있으며 수와 심각도 측면에서 석탄 연소를 초과할 수 있습니다. 제시된 방법론은 이러한 환경 핫스팟을 완화하는 기초입니다.

전기 및 열 생산으로 인한 온실가스 배출량은 2010년 전 세계 온실가스 배출량의 25%를 차지했습니다1. 진행되는 기후 변화에 대응하기 위한 온실가스 감축은 지속 가능한 개발 목표 7 청정하고 저렴한 에너지2에 명시된 국제 사회의 선언된 목표입니다. . 전기를 생산하는 기후 친화적인 기술은 이러한 노력의 중요한 요소이며, 이는 국제자원패널(International Resource Panel)3에서도 다루어졌습니다. 지금까지 사회와 정치는 온실가스 배출보다는 그러한 기술이 환경에 미치는 다른 영향에 덜 초점을 맞추는 경향이 있었습니다. 그러나 전기 생산에는 너무 많은 양의 (냉각) 물이 필요하므로 지속 가능한 개발 시나리오에서도 세계 여러 지역에서 빠르면 2040년이 되면 수요를 더 이상 적절하게 감당할 수 없습니다4. 따라서 이는 지역적 물 부족에 기여할 수 있습니다. 더욱이, 주요 광물 자원에 대한 수요, 추출 및 가공이 결과적으로 다양한 환경적 영향을 미칠 수 있으므로 증가할 수 있습니다. 리튬은 재생 가능한 전력 부문에서 수요가 높은 자원의 한 예이며, 리튬 추출은 안데스 ​​산맥 고원의 지역적 물 부족에 기여할 수 있습니다5. 희토류 원소는 풍력 터빈에 매우 중요한 요소가 되었으며, 그 추출 및 관련 공정은 주변 환경에 부정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 인간의 건강에 심각한 위험을 초래할 수도 있습니다6. 바이오연료의 비중은 전 세계 수요의 20~30%를 차지하는 글로벌 에너지 믹스의 중요한 요소를 제공할 것으로 예상되므로 토지에 대한 수요뿐만 아니라 다양한 사용자 간의 비옥한 토지에 대한 경쟁도 증가할 것입니다7. 선택한 시나리오에 따라 2050년에 증가하는 바이오 연료 플랜트 수요를 충족하려면 전 세계 경작지의 7~45%가 필요하며, 이는 그러한 개발이 예측적으로 관리되어야 함을 나타냅니다7.

선택된 사례 외에도 전력 생산과 다른 부문 사이에 가능한 영향과 연관성이 많이 있습니다. 인간과 자연 시스템 사이의 상호 작용의 결과는 "글로벌 과제에 대한 깊은 의미를 갖습니다"8. 원격 연결 및 세계화와 같은 학문적 개념을 통합하여 인간-환경 시스템의 상호 작용을 설명하기 위해 텔레커플링 개념이 적용되었습니다8,9. 우리는 본 연구에서 전 세계 다른 지역의 특정 위치에서 전력 생산이 환경에 미치는 부담을 설명하기 위해 원래 원거리 기후 시스템 간의 연결과 관련된 원격 연결이라는 용어를 사용합니다. 조치 옵션을 도출할 수 있는 방식으로 원격 연결을 밝히려면 공간 해상도의 정도가 중요합니다. 251개의 LCA(전과정 평가) 분석을 검토한 결과 여전히 결과가 너무 적고 관련 영역이 많은 것으로 나타났습니다. 세계는 여전히 과소대표되고 있습니다11. 이러한 격차를 해소하기 위해 우리는 새로 개발된 핫스팟 평가 및 제시를 통해 공간 LCA를 더욱 발전시키는 고급 LCIA(Life Cycle Impact Assessment) 핫스팟 분석을 통해 다양한 환경 영향에 대한 포괄적이고 공간적으로 명시적인 평가를 수행합니다. . 이를 위해 일련의 LCIA 지표를 사용하여 발전에 대한 4가지 사례 연구(유수 수력 발전, 집중 태양열 발전, 사탕수수 잔류물 연소)의 건설 및 운영 단계의 잠재적 환경 부담을 비교합니다. 제조) 및 석탄 연소. 8개의 관련 광물 상품으로 업스트림 공급을 지역화하기 위해 자재 공급에 관한 공간적으로 명시적인 정보가 추가되었습니다. 결과는 공급망을 따라 불리한 원격 연결을 식별하기 위해 위치 및 활동 종류 측면에서 가장 유해한 활동에 대해 분석됩니다. 에너지 생산 및 추가 연구 우선순위에 대한 권장사항이 도출됩니다.