전환으로 배출량이 증가할 수 있습니까? – 쉘 기후 변화

에너지 전환에 대해 매우 정기적으로 제기되는 한 가지 질문은 전환 자체에 필요한 에너지의 양과 배출량입니다. 이것은 태양광 모듈, 풍력 터빈, 배터리 등을 만드는 데 필요한 에너지입니다. 공급망을 더 올라가면 전기 자동차(EV)에서 발견되는 리튬, 니켈, 코발트 및 구리와 같은 추가 광물에 필요한 에너지도 있습니다. 이들은 채굴되어야 할 뿐만 아니라 최종 사용에 필요한 실제 재료를 만들기 위해 광범위한 산업 변환 및 정제 프로세스를 거칩니다. 오늘날 이러한 공정의 대부분은 석유, 석탄 및 가스를 에너지로 사용하여 이산화탄소 배출을 발생시킵니다.

아마도 에너지 전환에서 가장 에너지 집약적인 부분은 현재 EV에 널리 배치되고 있는 리튬 이온 배터리 제조일 것입니다. 일부 논평자들은 특히 배터리가 중국에서 제조되고(현재 에너지로 석탄에 크게 의존하고 있음) 차량이 전기 배출 집약도가 높은 국가(예: 폴란드와 같은 국가는 여전히 석탄 화력 발전소에 크게 의존하고 있습니다. 이 주장의 문제는 일련의 단계로 전환하는 것(예: 먼저 전기 공급을 탈탄소화한 다음 전기 자동차 배치 시작)이 병렬 단계로 전환하는 것(즉, EV가 배치되는 동시에 전기 공급을 탈탄소화하는 것)보다 수십 년이 더 걸린다는 것입니다. . 그럼에도 불구하고 병렬 접근 방식은 단기적으로 배출량을 증가시킬 수 있습니다. 문제는 얼마나 됩니까?

EV용 배터리 제조는 문제의 좋은 예를 제공합니다. 최근 기사에서MIT는 Tesla Mannequin 3에 80kWh 리튬 이온 배터리와 CO₂ 제조 위치에 따라 3120kg(약 3톤)에서 15,680kg(약 16톤) 사이의 배터리를 제조할 때 배출됩니다. 이 기사는 전 세계 공급량의 약 77percent인 리튬 이온 배터리의 대다수가 석탄이 주요 에너지원인 중국에서 제조된다는 점에 주목합니다. 이는 현재 대부분의 배터리가 CO로 만들어짐을 의미합니다.₂ 그러나 전 세계적으로, 특히 EU와 미국에서 배터리 공장이 생겨나면서 그 그림은 바뀔 것입니다.

배터리 제조, EV 배치 및 임베디드 CO에 대한 몇 가지 가정을 종합합니다.₂ EV 배터리 제조와 EV 자동차 운전 모두에서 문제의 규모에 대한 포괄적인 관점을 얻을 수 있습니다. 다음과 같이 가정하겠습니다.

• EV 생산은 현재 수준(연간 약 700만 대)에서 2030년대 중반까지 전 세계적으로 모든 EV 생산으로 증가합니다(즉, 그 이후에는 더 이상 내연기관 자동차가 생산되지 않음). 이것은 공격적인 전환이지만 아마도 1.5°C 목표에 필요한 최소값일 것입니다.
• 더 높은 CO₂ 배출 배터리 제조는 현재 77percent이지만 2060년까지 점유율이 40percent로 감소하고 CO2 증가₂ 제조 시스템이 탈탄소화됨에 따라 배출량도 같은 기간 동안 75% 감소합니다.
• 낮은 CO₂ 따라서 배출량 제조는 현재 23percent이지만 2060년까지 60percent로 증가하고 제조 CO₂ 배출량은 2050년까지 0으로 떨어집니다. 이러한 정도로 산업을 탈탄소화하려면 탄소 포집 및 저장이 중요한 역할을 하는 다양한 기술이 필요합니다.
• 80kWh 배터리는 300마일의 범위를 제공하며 평균 차량은 연간 10,000마일을 이동합니다.
• EV가 사용하는 전기 공급량은 평균 0.4톤 CO입니다.₂ 실제 글로벌 평균 그리드 강도는 오늘날 0.4보다 높지만 EV는 현재 EU, 캘리포니아 등과 같은 낮은 강도 지역에서 구동되는 경향이 있습니다.
• 오늘날 생산되는 EV의 수명은 15년입니다.
• EV는 120gms/km의 속도로 내연기관 차량의 배기가스를 완화합니다. 단순화로서 이것은 계산 전체에서 변경되지 않습니다. 소형차가 더 일찍 교체되고 내연기관 차량의 평균 차량 효율이 시간이 지남에 따라 향상된다고 가정합니다.
• 배터리는 EV와 내연 차량 모두에 대해 제조 공정에서 거의 동일한 다른 배출과 함께 자동차 제조 배출의 순 증가를 나타냅니다.

계산은 순배출량을 기준으로 합니다.

[Battery manufacturing emissions] + [Indirect EV emissions during driving] – [Gasoline / Diesel emissions backed out by EVs] = 순 배출량

아래 차트에서 볼 수 있는 것은 순배출량이 0선을 넘을 때 감소하기 시작하기 전에 전 세계 승용차 배출량이 증가한다는 것입니다. 이것은 2035년에 발생합니다. 분명히 이것이 발생하는 연도는 CO와 함께 만들어진 가정에 따라 다릅니다.₂ 사용되지 않는 내연기관 차량이 주요 결정 요인입니다. 예를 들어, 이것을 180gm CO로 올리면₂/km, 교차점은 2030년경입니다.

그 결과는 EV 전환의 장기적인 이점을 확실히 가리키고 있으며, 2060년에는 전 세계 누적 배출량이 그렇지 않은 경우보다 25Gt 이상 낮아집니다. 이것은 1.5°C에 대해 500Gt 탄소 예산을 생각할 때 물질적 감소입니다. 그러나 그것은 또한 Glasgow Local weather Pact에 명시된 대로 2010년에 비해 2030년까지 배출량을 45percent까지 줄이는 현재의 글로벌 목표에 대한 문제를 강조합니다. 현재 우리가 겪고 있는 EV 혁명은 이러한 감소에 기여할 것 같지 않습니다. 오히려 작업을 더욱 어렵게 만들 수 있습니다.

얼마전 포스팅에서 전 세계 CO에 실질적인 변화를 가져올 수 있는 유일한 실질적인 변화 기회는₂ 2030년까지의 배출량은 대체 기술이 이미 대규모로 제조되고 있거나 정부가 사회적 변화를 만들 준비가 되어 있는 곳입니다. 이렇게 하면 옵션이 세 가지 주요 기회로 빠르게 줄어듭니다.

• 재생 에너지로 대체하여 석탄 화력 발전을 크게 줄입니다.
• 내연기관 자동차를 전기 자동차로 교체 그리고
• 삼림 벌채 종료.

승용차 배출량은 오늘날 전 세계 CO2 배출량의 4Gt 또는 10percent를 차지합니다. 이 부문의 변화가 2030년까지 순 감소를 제공할 수 없고 잠재적으로 전 세계 배출량을 추가할 경우 8년 동안 45% 감소 가능성에 의문을 제기합니다. 거의 역설적이게도 EV 생산이 단기적으로 증가할 수 있다면 2030년의 문제는 더 악화되는 반면 장기적으로 순 글로벌 누적 배출량 그림은 더 좋아집니다.

위의 어느 것도 EV 전환에 반대하기 위한 것이 아니며 분명히 올바른 방향입니다. 그러나 에너지 전환의 다른 많은 측면과 마찬가지로 보기보다 복잡합니다.