NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 31, No. 6, 2013 … 717
온난화 대책과 재생 에너지 도입 촉진으로 역 풍에 노출되는 석탄 화력 발전소
세계 각국에서 환경 정책과 재생 가능 에너지 도입 촉진 정책 하에 지원에서 제외된 석탄 화력 발전소가 전례 없는 역풍을 받고 있다. 지난 몇 개월 동안 미국과 유럽의 정부 주요 금융 기관은 석탄 화력 발전소 건설에 대한 융자를 중 지하거나 삭감할 방침을 잇따라 발표했다. 오바마 대통령 은 6월 하순에 조지 타운 대학에서 기후 변화 문제에 관한 연설을 통해 미국 수출입 은행(Ex - Im)을 통한 해외 석탄 화력 발전소 건설에 대한 대출을 향후 하지 않는다고 밝혔 다(주 1). 구체적인 움직임으로 Ex - Im은 7 월 중순, 베트 남에 신설되는 Thai Bin Two 석탄 화력 발전소에 대한 투 자를 하지 않는다는 결정을 했다. 이것은 오바마 대통령의 새로운 정책이 적용된 첫 사례라고 생각된다.
미국 정부의 움직임과 보조를 맞추도록 세계 은행(WB) 도 석탄 화력에 대출을 대폭 삭감할 방침을 표명했다. 이 은 행은 7월에 발표한 보고서에서 새 석탄 화력 발전소에 대한 대출은 드문 경우 (주 2)를 제외하는 향후 중지한다고 밝혔 다. 또한 유럽 투자 은행 (EIB)도 7월 하순 대부분의 석탄 화력 발전소에 대한 대출을 중단한다고 발표했다. 석탄 화 력 발전소의 신설 및 개조에 대한 융자 범위를 좁혀 특정 조 건 (주 3)을 마련했다.
미국 에너지 정보국(EIA) 에 따르면 현재 세계 전력의 40 % 는 석탄에서 만들어진다. 특히 신흥국과 개발 도상국 에서 석탄은 여전히 중요한 역할을 하고 있다. 실제로 위의 3개의 금융 기관에 의한 석탄 관련 사업에 대출 금액은 지 난 5년간 총 100억 달러 이상에 달했다. 하지만 세계 석탄 화력 발전 산업을 둘러싼 상황은 점차 어려워지고 있다.
특히 기후 변화 대책과 재생 가능 에너지 도입 촉진 정책 을 중요 정책으로 내거는 선진국에서는 석탄 화력은 점차
감소하는 에너지원이 되고 있다. 최근 미국 환경 보호국 (EPA)은 9 월 20 일 미국에서 신설되는 발전소의 이산화 탄소 (CO
2) 배출량의 상한(주 4)을 발표하고 산업계에 충 격을 주었다. 새로운 표준을 준수하려면 발전소는 최신의 비싼 CO
2회수·저장 설비를 도입할 필요가 있다. 이 규칙 은 미국에서 새로운 석탄 화력 발전소를 건설하는 가능성 을 사실상 봉쇄하는 것으로서, 관련 업계는 위기감을 더해 가고 있다.
석탄 화력은 경쟁력 저하라는 시련에 직면하고 있다. 미 국에서는, 풍력 등 신재생 에너지와 천연 가스 가격 하락이 석탄 화력 발전소에 악영향을 주고 있으며 낡고 비효율적 인 석탄 화력 발전소 폐쇄를 강요하고 있다. 재생 에너지 선 진국인 독일에서도 영향은 현저하게 나타나고 있다. 올해 7 월 이후, 독일의 전력 대기업 들은 잇따라 유럽의 화석 연료 (석탄 및 가스) 발전소를 폐쇄할 방침을 밝혔다(주 5). 그 중 하나 인 RWE 사(社)의 폐쇄 이유는 에너지 믹스에서 차 지하는 재생 가능 에너지 비율이 증가함으로써 도매 전력 가격이 하락하고 수익성이 떨어졌기 때문이다.
(주 1) 최빈국에서 최신 기술을 가진 프로젝트는 예외로 하고 있다.
(주 2) 그 외에도 기본적인 에너지 수요를 충족 대안이 없이 다른 자금 조달 방법이 없는 경우
(주 3) CO
2배출량이 킬로와트당 550 그램 미만이어야 대출 대상에서 제외된다. 대출 요건은 열병합 발전소거나 바이오 매스 시설이 있어야 한다.
(주 4) 석탄 화력 발전소 는 발전량 1,000킬로와트당 1,100 파운드 (약 500 킬로그램 ) 대형 천연 가스 발전소 에 대해서는 동 1,000 파운드 (약 450 킬로그램 ) 를 배출 상한으로 한다.
(주 5) 7월 초 EnBW 는 독일 남부에 있는 이 회사의 4
*본 내용은 KISTI와 GTB(Global Trends Briefing 글로벌동향브리핑) 해외 과학기술동향 정보 이용협약을 통해 기사를 발췌하여 작성되었 습니다.
718 … NICE, 제31권 제6호, 2013
개소의 석탄 및 가스 화력 발전소(총 688MW)의 가동 정지 를 규제 당국에 보고했다. 이어 E.ON도 회사의 석탄 화력 발전소(총 323MW)를 폐쇄할 방침이라고 발표했다. 또한 8월 중순에는 RWE도 올 상반기 실적에 대한 최신 보고에 서 총 3.1GW 상당의 화석 연료 발전소를 폐쇄할 방침임을 밝혔다.
http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=24 2167&cont_cd=GT
(KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』, 2013년 11월 12일)
미국8개주, 전기자동차보급확산에공동협력
미국 캘리포니아와 뉴욕의 전력회사들은 이미 전기자동 차 확산에 적극적으로 동참하고 있는 상황이다. 이 두 개 주 는 다른 많은 분야에서와 마찬가지로 전기자동차 부문에서 도 트렌드를 선도하고 있다. 그러나 다른 6개 주들도 캘리 포니아와 뉴욕과 같이 전기자동차 보급 확산에 적극적으로 뛰어들기 시작하였다. 이 8개 주는 미국 자동차 시장의 약 1/4를 차지하고 있다. 8개 주는 건물 규정 변화, 충전소 보 급 촉진 등을 포함하여 전기자동차 보유를 좀 더 쉽게 하는 조치들을 채택하기로 합의하였다. 예를 들어 그들은 충전 기 설치 규칙을 단순화하고, 같은 지불 시스템을 갖춘 충전 소를 개발하며, 직장, 아파트 및 기타 장소에서 충전소 설치 를 지 원 할 것 이 다 . 이 8개 주 에 는 California, Connecticut, Maryland, Massachusetts, New York, Oregon, Rhode Island 및 Vermont가 포함되어 있다.
이 주들은 실행계획의 초안을 잡는 데 있어 6개월의 시한을 정하였다.
캘리포니아는 이미 전기자동차 구매자들에게 리베이트 를 제공하고 있고, 자동차 제조업체들이 탄소무배출 자동 차를 판매하도록 요구하고 있다. Union of Concerned Scientists에 따르면, 미국에서 판매되는 플러그인 자동차 의 29%가 캘리포니아 지역에서 판매되는 자동차들이다.
그렇다고 할지라도 전체 숫자가 크지는 않다. 미국인들은 과거 3년 동안 14만 대의 플러그인 자동차를 구매했다. 현 재 상기 8개 주의 주지사들은 전기자동차 충전이 최대전력 시간대를 피하도록 하기 위해 계시별요금제(time-of-use) 를 활성화하며, 주 자체적으로 전기자동차 구매를 늘리겠
다고 약속하였다.
이러한 미국 주들의 전기자동차 보급 확대 노력은 연방 정부의 정책과 맥락을 같이 하고 있다. 미국 에너지부는 2013년 1월 미국 직장인들이 직장 내 전기자동차 충전소 를 보다 잘 이용할 수 있도록 하는 Workplace Charging Challenge에 최근 13개의 대기업들과 8개의 전기자동차 이해단체가 참여하였다고 발표하였다. 에너지부는 이 이니 셔티브가 직장 내 충전소 가용성을 확대하는 것으로서 플 러그인 전기자동차의 편의성을 늘리고 운전자에게 더 많은 선택권을 부여한다고 강조하였다.
에너지부는 전기자동차 시장이 운전자들에게 탄소배출 량을 줄이고 가솔린에 들어가는 비용을 줄일 수 있는 선택 권을 확대하면서 빠르게 성장하고 있다고 주장한다. 그리 고 이 이니셔티브에 참여한 13개 대기업들이 그들의 사업 장 내에서 전기자동차 충전 인프라를 보다 편리하게 이용 할 수 있도록 하는 힘찬 발걸음을 떼었다고 주장한다. 이는 곧 미국이 현재 성장하고 있는 전기자동차 산업에서 글로 벌 경쟁력을 강화하는데 기여할 것이다.
Workplace Charging Challenge는 향후 5년 후에 사 업장에서 전기자동차 충전을 할 수 있는 기업 수를 현재 대 비 10배로 늘리기 위한 협동 프로젝트이다. 이 프로젝트는 또한 에너지부의 EV Everywhere Grand Challenge를 지원한다. EV Everywhere Grand Challenge는 2012 년 3월 오바마 대통령이 향후 10년 내에 플러그인 전기자 동차를 가솔린 자동차와 같이 이용하기 편리하게 만들겠다 고 공언한 또 다른 프로젝트이다. 13개 대기업은 3M, Chrysler Group, Duke Energy, Eli Lilly and Company, Ford, GE, GM, Google, Nissan, San Diego Gas & Electric, Siemens, Tesla 및 Verizon이 며 , 8개 이 해 단 체 는 California PEV Collaborative, CALSTART, Electric Drive Transportation Association, Electrification Coalition, International Parking Institute, NextEnergy, Plug In America 및 Rocky Mountain Institute이다(GTB2013020110).
http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=24 2091&cont_cd=GT
(KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』, 2013년 11월 7일)
NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 31, No. 6, 2013
… 719
폴리머 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 비교 연구
독일 연구진은 폴리머 태양전지의 전극을 제조할 수 있 는 4가지 방법들을 서로 비교하는 새로운 연구를 수행했다.
태양전지의 폭넓은 적용을 위해서 많은 연구들이 수행되 었다. 전 세계의 많은 연구진들은 더 높은 효율을 가진 광발 전 장치를 개발하기 위해서 현재 많은 노력을 기울이고 있 다. 예를 들어, 대부분의 폴리머 태양전지는 한 개 또는 더 이상의 층으로 적층하기 위해서 고진공 공정을 이용한다.
높은 전도성을 가진 금속 후방 전극(back electrode)은 순수한 금속 증착에 의해서 제조된다. 진공 처리 기술을 사 용해서 폴리머 태양전지를 대량 생산하는 것은 불가능하지 않지만, 몇 가지 단점을 가지고 있다: 처리 속도, 장비에 대 한 재정적 투자 등. 이것을 해결하기 위해서는 폴리머 태양 전지 모듈을 제조하는데 가장 적합한 기술적 생산수율, 사 용되는 재료, 처리 속도 등을 개발하는 것이다. 덴마크 공과 대학(Technical University of Denmark)의 연구진은 폴리머 태양전지의 은(Ag) 후방 전극을 프린팅할 수 있는 4가지 서로 다른 롤-투-롤(roll-to-roll) 프린팅 방법을 비
교했다.
이번 연구진은 평상형 스크린 프린팅, 회전 스크린 프린 팅, 플렉소 인쇄술(flexography), 잉크 프린팅을 사용했 다. 이런 프린팅 기술의 경우에, 이번 연구진은 서로 연결된 폴리머 태양전지 모듈의 대면적 제조성을 서로 비교했다.
모든 프린팅 방법들은 더 나은 분석을 위해서 동일한 태 양전지 적층을 가진 주위 조건 하에서 롤-투-롤 처리 방법으 로 수행되었다. 이 연구는 우수한 성능을 가진 폴리머 태양 전지 모듈과 높은 효율을 가진 장치 제조를 달성하는데 프 린팅 방법이 큰 기여를 할 수 있을 것이라는 것을 보여준다.
이번 연구진은 각 방법의 장점과 단점을 분석했고, 그들 의 적용 범위를 제시했고, 이런 데이터를 통해서 권장사항을 만들었다. 연구진은 이 연구결과가 몇 가지 분야에서 폴리머 태양전지에 큰 진전을 이끌 수 있을 것이라고 강조했다.
이 연구를 통해서, 이번 연구진은 가장 적절한 방법으로 양성(良性)의 유기 용매를 고려했고, 물 기반의 잉크가 최 적의 잉크 배합을 가질 것이라고 제시했다. 프린터할 수 있 는 새로운 정공 추출층(hole extraction layer)은 물 기반 의 은 잉크를 사용함으로써 만들어질 수 있을 것이다. 이 연 구결과는 저널 Advanced Engineering Materials에
“ Comparison of Fast Roll-to-Roll Flexographic, Inkjet, Flatbed, and Rotary Screen Printing of Metal Back Electrodes for Polymer Solar Cells”라는 제목 으로 게재되었다(DOI: 10.1002/adem.201300011).
http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=60 33&cont_cd=GN
(KISTI 미리안, 2013년 11월 4일)
비용은 들지 않으면서 효율성은 매우 높은 혁 신적인新태양전지기술
