Can 100% renewable energy power the world? - Federico Rosei and Renzo Rosei

번역: Ho Keun Song 검토: JY Kang

Every year, the world uses 35 billion barrels of oil.

매년 전세계적으로 350억 배럴의 석유가 소비됩니다.

This massive scale of fossil fuel dependence pollutes the Earth

이런 화석 연료의 대규모 사용은 지구 오염을 유발하게 됩니다.

and it won't last forever.

그리고 석유도 언젠가는 고갈되겠죠.

Scientists estimate that we've consumed about 40% of the world's oil.

과학자들은 이미 전세계 석유의 40%가 소비되었다고 추정합니다.

According to present estimates,

최근 예측에 따르면

at this rate, we'll run out of oil and gas in 50 years or so,

이런 소비 속도라면 50년 이내에 석유와 가스가 소진될 거라고 합니다.

and in about a century for coal.

석탄은 100년 이내에 고갈되고 말이죠.

On the flip side, we have abundant sun, water, and wind.

한편, 태양, 물, 바람은 풍부합니다.

These are renewable energy sources,

이들은 재생 에너지의 원천으로서

meaning that we won't use them up over time.

시간이 흘러도 소진되지 않는다는 것을 의미합니다.

What if we could exchange our fossil fuel dependence

그렇다면 화석연료에 의존하던 것을

for an existence based solely on renewables?

재생에너지만 사용하는 형태로 바꾸면 어떨까요?

We've pondered that question for decades,

수십 년간 이 문제를 숙고하였지만

and yet, renewable energy still only provides about 13% of our needs.

현재는 필요량의 13%만이 재생에너지로 만들어지고 있습니다.

That's because reaching 100% requires renewable energy that's inexpensive

왜냐하면 100%가 되려면 재생 에너지가 저렴하고

and accessible.

쉽게 이용할 수 있어야 하기 때문입니다.

This represents a huge challenge,

정말 커다란 숙제인데요.

even if we ignore the politics involved and focus on the science and engineering.

정치적 상황은 무시하고

과학과 기술적 측면만 봐도 매우 어려운 문제입니다.

We can better understand the problem by understanding how we use energy.

이 문제를 쉽게 이해하려면

우리가 어떻게 에너지를 사용하는지 알아야 합니다.

Global energy use is a diverse and complex system,

전세계적 에너지 소비 체계는 다양하고 복잡합니다.

and the different elements require their own solutions.

각각의 요소들은 나름대로 해결책이 필요하죠.

But for now, we'll focus on two of the most familiar in everyday life:

여기서는 일상에서 흔히 볼 수 있는 두 가지만 다루려고 합니다.

전력과 액화 연료입니다.

electricity and liquid fuels.

Electricity powers blast furnaces, elevators, computers,

전력은 용광로, 엘리베이터, 컴퓨터를 작동시키고

and all manner of things in homes, businesses, and manufacturing.

집과 회사와 공장에 있는 모든 종류의 것들을 작동시킵니다.

Meanwhile, liquid fuels play a crucial role

한편, 대부분의 운송 수단에서

in almost all forms of transportation.

액화 연료는 중요한 역할을 합니다.

Let's consider the electrical portion first.

우선 전력 부분을 보도록 하지요.

The great news is that our technology is already advanced enough

좋은 소식은 기술의 진보로 인해

to capture all that energy from renewables,

재생 에너지만으로도 전력을 충당할 수 있다는 것입니다.

and there's an ample supply.

무한정 공급도 가능하죠.

The sun continuously radiates

태양은 끊임없이 에너지를 방출하는데

about 173 quadrillion watts of solar energy at the Earth,

약 17만 3천조 와트의 태양에너지를 지구를 향해 내뿜고 있습니다.

which is almost 10,000 times our present needs.

이건 우리 필요량의 거의 1만 배에 달합니다.

It's been estimated that a surface that spans several hundred thousand kilometers

추정에 의하면 수십만 km에 달하는 면적만 확보한다면

would be needed to power humanity at our present usage levels.

현재 인류의 사용 수준에 이르는 전력을 공급할 수 있다고 합니다.

So why don't we build that?

그런데 그걸 짓지 못하는 것은

다른 어려움이 있기 때문입니다.

Because there are other hurdles in the way,

like efficiency

효율과

and energy transportation.

에너지 운송 때문이죠.

To maximize efficiency,

효율을 극대화하기 위해서는

solar plants must be located in areas with lots of sunshine year round,

1년 내내 일조량이 풍부한 곳에 태양광 발전소를 세워야 합니다.

like deserts.

사막 같은 곳이죠.

But those are far away from densely populated regions

그러나 그런 지역은 인구 밀집 지역에서 멀리 있습니다.

에너지 수요가 많은 곳이죠.

where energy demand is high.

There are other forms of renewable energy we could draw from,

이용 가능한 다른 형태의 재생에너지도 있습니다.

such as hydroelectric,

수력 발전이나

geothermal,

지열

and biomasses,

그리고 바이오매스 같은 것이죠.

but they also have limits based on availability and location.

그러나 이들 에너지도 가용성이나 위치적 측면에서 한계가 있습니다.

In principle, a connected electrical energy network

원칙적으로는

전세계를 전력선으로 연결하는 연결망이 있다면

with power lines crisscrossing the globe

would enable us to transport power from where it's generated

전력이 생산된 지역에서 필요한 지역으로

to where it's needed.

운송할 수 있을 것입니다.

그러나 이런 대규모의 시스템은 천문학적인 비용이 따릅니다.

But building a system on this scale faces an astronomical price tag.

We could lower the cost by developing advanced technologies

더 나은 기술을 개발하여 더욱 효율적으로 에너지를 모은다면

to capture energy more efficiently.

그 비용을 줄일 수 있을 겁니다.

The infrastructure for transporting energy would also have to change drastically.

에너지를 수송하는 기반시설도 획기적으로 변화해야 할 것입니다.

Present-day power lines lose about 6-8% of the energy they carry

현재 에너지 수송에 약 6~8%의 전력선 손실이 발생하고 있는데

because wire material dissipates energy through resistance.

저항으로 인해 전선 물질이 에너지를 낭비하기 때문입니다.

Longer power lines would mean more energy loss.

더 긴 전력선은 더 많은 에너지 손실을 일으키게 되겠죠.

Superconductors could be one solution.

초전도체가 그 해결책이 될 수 있습니다.

Such materials can transport electricity without dissipation.

전기를 손실 없이 수송할 수 있는 물질이죠.

Unfortunately, they only work if cooled to low temperatures,

유감스럽게도 그 물질은 저온으로 냉각되었을 때에만 작동합니다.

which requires energy and defeats the purpose.

그러기 위해선 에너지가 필요하고 그건 목적에 맞지 않는 것이지요.

To benefit from that technology,

그 기술로 혜택을 보려면

we'd need to discover new superconducting materials

상온에서도 작동하는 새로운 초전도체를

that operate at room temperature.

발견해내야 합니다.

And what about the all-important, oil-derived liquid fuels?

굉장히 중요한 석유에서 추출되는 액화 연료는 어떤가요?

The scientific challenge there is to store renewable energy

과학계의 숙제는 바로 재생에너지 저장에 있어서

in an easily transportable form.

수송하기 편한 형태여야 한다는 것입니다.

Recently, we've gotten better at producing lithium ion batteries,

최근 들어 리튬 이온 배터리의 제조 기술이 발전되어

which are lightweight and have high-energy density.

가벼운 무게에 높은 에너지 밀도를 갖게 되었지만

잘 해봐야 kg당 약 2.5메가줄의 저장 능력을 가집니다.

But even the best of these store about 2.5 megajoules per kilogram.

That's about 20 times less than the energy in one kilogram of gasoline.

휘발유 1kg의 에너지 대비 20배나 모자라는 수준이죠.

정말 경쟁력을 가지려면

To be truly competitive, car batteries would have to store much more energy

자동차 배터리는 훨씬 더 많은 에너지를

without adding cost.

추가 비용 없이 저장할 수 있어야 합니다.

The challenges only increase for bigger vessels, like ships and planes.

선박이나 항공기 같은 대형 운송 수단은 문제가 더 어려워집니다.

To power a cross-Atlantic flight for a jet,

대서양을 건너는 항공기의 제트 엔진을 움직이기 위해서는

we'd need a battery weighing about 1,000 tons.

필요한 배터리의 무게만 1000톤 가량이 됩니다.

This, too, demands a technological leap towards new materials,

이 경우에도 새로운 물질을 만들어낼 기술적 진보가 필요합니다.

higher energy density,

더 향상된 에너지 밀도와

and better storage.

더 나은 저장용량 같은 것 말이지요.

한가지 유망한 해결책은

One promising solution would be to find efficient ways

태양에너지를 화학에너지로 변환 시 효율성을 좀 더 높이는 것입니다.

to convert solar into chemical energy.

This is already happening in labs,

이미 연구가 진행되고 있지만

but the efficiency is still too low to allow it to reach the market.

상용화하기에는 아직 효율이 너무 낮습니다.

To find novel solutions, we'll need lots of creativity,

기발한 해결책을 찾아내려면

창의력이 필요하고

innovation,

혁신도 필요하며

and powerful incentives.

강력한 보상도 필요합니다.

The transition towards all-renewable energies is a complex problem

재생에너지만 사용하는 단계로의 이전은 복잡 다단한 문제입니다.

involving technology, economics, and politics.

기술과, 경제성, 그리고 정치 문제도 고려되어야 하죠.

Priorities on how to tackle this challenge depend on the specific assumptions

다각적인 문제점을 해결해야 할 때 이런 문제를 푸는 우선 순위는

we have to make when trying to solve such a multifaceted problem.

우리가 생각하는 특정한 전제 조건에 달려 있습니다.

But there's ample reason to be optimistic that we'll get there.

우리가 해낼 거라고 긍정적으로 생각하는 충분한 이유가 있습니다.

Top scientific minds around the world are working on these problems

세계 최고의 과학자들이 이 문제를 해결하려고 노력하고 있으며

and making breakthroughs all the time.

항상 획기적인 발전을 이루고 있습니다.

And many governments and businesses are investing in technologies

그리고 많은 정부와 기업들이

우리 주변으로부터 에너지를 만드는 기술에 투자를 하고 있기 때문이죠.

that harness the energy all around us.