뉴욕 롱 아일랜드에있는 32-megawatt 태양 광 발전소. 저탄소 에너지 기반 시설로 이전하는 한 걸음. 브룩 하벤 브라 블 / 플리 커, CC BY-NC

장기적인 해결책은 세계 에너지 경제를 "탈탄 소화 (decarbonizing)", 즉 화석 연료를 거의 사용하지 않거나 전혀 사용하지 않는 전원으로 전환하는 것입니다.

이 일이 얼마나 빨리 이루어질 수 있으며,이 변화를 가속화하기 위해 우리는 무엇을 할 수 있습니까?

다른 인프라의 역사를 살펴보면 몇 가지 단서가 있습니다.

에너지 기반 시설

탈탄 소화는 가장 큰 인류가 지금 직면하고, 인프라 문제입니다. 그것은뿐만 아니라 에너지 생산뿐만 아니라, 교통, 조명, 난방, 냉방, 요리 등의 기본 시스템과 서비스를 포함한다. 글로벌 화석 연료 기반 시설뿐만 아니라 유정 및 가스, 석탄 광산, 거대한 유조선, 파이프 라인 및 정유뿐만 아니라 자동차의 수백만, 주유소, 탱크 트럭, 저장 창고, 전기 발전소, 석탄 열차, 난방 시스템, 스토브를 포함 및 오븐.

이 모든 인프라의 총 가치는 $ 10 조 미국의 순서에또는 미국 국내 총생산 (Gross Domestic Product)의 3 분의 2에 달한다. 거대하고 값 비싼 것이 1 년 또는 심지어 몇 년 안에 대체 될 수있는 것은 없습니다. 수십 년이 걸릴 것입니다.

그러나 모든 인프라가 마침내 사라지는 사실에 대한 좋은 소식이 있습니다. 에이 2010 연구 질문 : 현재의 에너지 기반 시설이 교체되지 않고 쓸모있는 삶을 살아갈 수 있다면 어떨까요?

놀라운 대답은 : 모든 낡은 석탄 화력 발전소는 등 태양 광, 풍력 또는 수력 및 전기로 교체 모든 죽은 가스 구동 차를 교환하고 있다면, 우리는 단지 내에서 머물 수있는 우리의 행성의 경계.

그것은 많은 과학자가 허용되는 기후 변화의 상한으로 볼 수있는 2 학위 섭씨 지구 온난화 과거의 우리를 밀어 않을 것 떨어져 떨어질 때까지 연구에 따르면, 기존의 인프라를 사용하여.

문제는, 물론, 우리가 아직이 일을하지 않는 것입니다. 대신, 우리는 시추, 광산 및 건축 더욱 반면, 같은 더 착용 아웃 시스템을 대체하고 있습니다. 그러나이 변경 될 수 있습니다.

빌드 아웃을위한 이륙 : 30-100-year 타임 라인

의 역사 인프라 나 자신처럼 전형적인 패턴을 관찰하라. 느린 혁신 단계 다음에 "이륙 (take-off)"단계가 있으며,이 기간 동안 새로운 기술 시스템이 인프라 전체가 "빌드 아웃 (build-out)"으로 안정화 될 때까지 전체 지역에 신속하게 구축되고 채택됩니다.

이러한 일시적인 패턴은 놀랍게도 모든 종류의 인프라에서 비슷합니다. 미국에서는 운하, 철도, 전신, 석유 파이프 라인 및 포장 도로의 이륙 단계 오래 지속 된 30-100 년. 라디오, 전화, 텔레비전의 이륙 단계와 인터넷 각 오래 지속 된 30-50 년.

인프라의 역사는 "이륙"신 재생 전력 생산에서하는 것은 이미 시작했고 지금은 매우 빠르게 이동할 것을 제안, 특히 언제 어디서 정부는 목표를 지원합니다.

태양 광 및 풍력 발전 설비는 현재 전 세계적으로 연간 속도로 성장하고, 다른 전력 원보다 빠르게 부상하고있다 50-18의 2009 % 및 2014 %. 자신의 간헐적 인 전력 생산이 조정 관리자를 필요로하지만 이러한 소스는 기존 인프라 (전력 그리드에 전기를 펌핑에 피기 백 수 있습니다 자신의 로드 밸런싱 기술). 그러나 바람과 태양은 이러한 소스에 고유 한 유연성을 제공, "오프 그리드"개인 주택, 농장 및 원격 위치에 전력을 제공 할 수 있습니다.

일부 국가, 특히 독일과 중국은 재생 가능 에너지에 대한 주요 약속을했습니다.

독일은 지금 도착 재생 가능 에너지의 25 % 이상, 총 탄소 배출량을 25의 % 이상 1990에 비례하여. 중국은 이미 30 기가 와트 이상의 설치 기지를 보유하고 있으며 다른 어느 국가보다 많은 태양열 전기를 생산하고있다. 올해 말까지 43 기가 와트. 2010 및 2015 사이에 호주, 태양 광 발전 용량은 증가 130 메가 와트에서 4.7 기가 와트까지 - 96의 %의 연간 성장률.

전기 자동차, 효율적인 LED 조명 및 지열 냉난방과 같은 보완 기술과 결합하여 이러한 변화는 우리를 탄소 중립에 더 가깝게 만들 수 있습니다.

인프라 개발을위한 30-100-year 타임 라인이 가속화 될 수 있습니까? 일부 지표는 그 대답이 "예"일 수 있다고 제안합니다.

첫째, 전기의 경우 전원 만 교체해야합니다. 전력망 - 전기를 전송하는 전주, 전선 및 기타 장비는 다르게 관리해야하지만 처음부터 다시 작성해야합니다. 둘째, 저개발국은 재생 가능 기술을 이용하여 거의 모든 구형 인프라를 "뛰어 넘을"수 있습니다.

최근에 비슷한 일이 일어났습니다. 예를 들어, 2000는 개발 도상국의 대부분에 도달했으며 동시에 느리고 값 비싼 취약한 유선 전화를 피했습니다.이 유선 전화는 대도시 밖에서는 절대 만들어지지 않습니다.

에너지가 병행되어 장거리 전력선을 필요로하지 않고 거의 모든 장소에 설치할 수있는 휴대용 태양 전지판 및 소형 풍차로 건물, 농장, 비공식 정착촌 및 기타 필요한 지점에 전력을 공급합니다. 이것 역시 개발 도처에서 이미 일어나고 있습니다.

선진국 그러나, 신 재생 에너지로의 전환 가능성이 상당히 오래 걸릴 수 있습니다.

그 지역에서는 설비뿐만 아니라 전문 지식, 교육, 금융, 법률, 생활 양식 및 기타 사회 문화 시스템이 화석 연료 기반 에너지 기반 시설을 지원하고 의존합니다. 이것들 역시 변화에 적응해야합니다.

그러한 거대한 석탄, 석유 및 천연 가스 산업과 같은 일부 산업은 그러한 전환기에 많은 것을 잃을 것입니다. 이러한 역사적 공약은 오늘날 미국에서 볼 수 있듯이 결정된 정치적 저항을 가져옵니다.

화석 연료에서 경쟁을 포함 힘든 문제,

물론 에너지 인프라가 유일한 도전은 아닙니다. 사실, 탈탄 소화는 엄청난 기술적 어려움을 겪고 있습니다.

오래된 건물을 절연 연비를 개선하고,보다 효율적인 전기 장비를 설치하는 것은 지금까지입니다 탄소 발자국을 줄이는 가장 비용 효율적인 방법, 그러나 이들은 사람들을 흥분시키지 못하고 쉽게 과시 될 수 없다.

현재 그리고 가까운 미래에 화석 연료를 사용하는 장치는 원자재를 채굴하고 태양열 패널이나 풍력 터빈과 같은 재생 가능 에너지 시스템을 포함한 완제품을 운송하는 데 사용되므로 에너지 원은 진정으로 "제로 탄소"가 될 수 없습니다.

전기 에너지의 멋지고 유연한 형태이지만, 그것을 저장하는 수수께끼로 남아; 오늘의 최고의 배터리 기술 리튬, 비교적 드문 요소를 필요로한다. 그리고 집중적 인 연구에도 불구하고, 배터리, 고가의 무거운 및 충전 속도가 느린 남아있다.

희토류 - 극히 드문 요소는 단지 몇 군데 만 발견되며 - 현재 풍력 터빈 및 기타 재생 가능 기술에 중요합니다. 미래의 공급에 대한 합법적 인 걱정.

마지막으로, 많은 경우 석유, 석탄 및 천연 가스를 태우는 것이 가장 쉽고 비용이 적게 드는 수단입니다.

예를 들어 대륙 횡단 운송, 항공 여행 및 장거리 운송과 같은 주요 운송 수단은 재생 가능 에너지 원으로 전환하기가 매우 어렵습니다. 바이오 연료는 이러한 운송 시스템의 탄소 배출량을 줄이기위한 하나의 가능성을 제공하지만 바이오 연료 공급 원료로 재배되는 많은 식물은 식량 작물 및 야생 토지와 경쟁합니다.

그럼에도 불구하고, 재생 가능 에너지 원으로부터 전세계의 모든 에너지 수요를 제공한다는 궁극적 인 목표는 원칙적으로 실현 가능한 것으로 보인다. 에이 주요 최근 연구 이러한 요구는 쉽게 현재의 에너지 시스템보다 더 높은 소비자 가격 만 바람, 물, 태양 광 발전으로 충족 될 수 있음을 발견했다.

사회 공약으로서의 인프라

이 모든 것들이 파리에서 우리를 떠난다.

인프라가 단순한 기술 시스템이 아니기 때문에 가속화 된 탈 탄소화는 기술 혁신만으로는 달성 할 수 없습니다. 그들은 오랜 역사와 확고한 수비를 지닌 재무 적, 사회적 및 정치적 공약을 상호 보완하는 복잡한 웹을 대표합니다. 이런 이유로 중대한 변화는 상당한 문화 교대와 정치적 투쟁을 필요로 할 것입니다.

문화적 측면에서 가속화 된 변화를 일으킬 수있는 슬로건 중 하나는 "에너지 민주주의": 사람들이 작은 규모로, 집에서, 그리고 다른 곳에서도 자신의 에너지를 생산할 수 있고 생산해야한다는 개념.

새로운 건설 기술과 저렴한 비용의 태양 전지 패널은 보통 사람들의 재정적 인 범위 내에서 "넷 제로 (net-zero)"주택 (거주자가 소비하는만큼의 에너지를 생산함)을 가져 왔습니다. 이것들은 야심 찬 독일의 한 구성 요소입니다. Energiewende또는 국가의 에너지 전이 멀리 화석 연료에서.

인프라 이력에서 신기술이 개인 및 소규모 기업의 채택을 위해 대규모 기업 및 정부 환경에서 벗어 났을 때 이륙 단계가 종종 가속화되었습니다. 초기 20th 세기의 전력과 1990의 인터넷 사용은 중요한 사례입니다.

호주의 퀸즈랜드에서는 20 % 이상의 가정이 이제 자신의 전기를 생성합니다. 이 예는 옥상 태양의 새로운 사회적 규범을 향한 "전환점"이 이미 일부 지역에 도달했다는 가능성을 제시합니다. 사실, 최근의 연구 주어진 집주인이 집에 태양 전지 패널을 추가할지 여부의 가장 좋은 지표가 이웃이 이미 있었다 여부 것으로 나타났습니다.

퍼즐의 조각

다양한 정책 접근법 모두 소비를 감소시키고 에너지 믹스 재생 에너지의 비율을 높이기 위해 도움이 될.

건물의 코드는 점진적으로 모든 옥상 에너지를 생성 할 것을 요구하고 조정 및 / 또는 최대 래칫 될 수있다 LEED "녹색 건물"표준. 점진적으로 증가하는 탄소세 또는 탄소 배출권 거래제 (이미 시행 중) 일부 국가에서는)은 화석 연료 소비를 줄이고 재생 에너지 사용을 촉진하면서 혁신을 촉진 할 것입니다.

미국에서는 최소한, 많은 것을 없애고 현재 화석 연료에 흐름 보조금 탄소에 세금을 부과하는 것보다 정치적으로 쉽지만, 비슷한 가격의 신호를 보내는 것이 좋습니다.

오바마 행정부의 청정 에너지 계획 석탄 화력 발전소의 탄소 배출량을 줄이는 것은 올바른 정책 변화를 의미합니다. 점차적으로 유틸리티 회사들에게 조정시기와 아직 초기 탄소 포착 및 저장 시스템 개발 시간을주기 위해 시작됩니다. EPA는이 계획이 비용 절감 효과는 물론 $ 20 - 14 억의 건강 보험 혜택뿐만 아니라 기후 변화 혜택에 $ 34 billion을 창출 할 것으로 예측합니다.

온실 가스 (몇 가지 이름) 농업, 축산, 냉매와 삼림 벌채 등 많은 소스에서 온 때문에, 신 재생 에너지 원으로 변환보다 세계 경제 decarbonizing에 더 많은있다.

이 문서는 매우 큰 퍼즐의 한 조각을 언급했지만, 인프라 관점은 우리뿐만 아니라 그 문제에 대해 생각하는 데 도움이 될 수 있습니다.

인프라의 역사는 탈 탄소화가 우리가 원하는만큼 빠르게 일어나지 않을 것이라고 말합니다. 그러나 또한 변화를 가속화 할 수있는 방법이 있으며, 많은 일이 매우 빠르게 발생할 수있는 전환점이 있음을 보여줍니다.

우리는 순간의 위기에있을 수 있습니다. 파리 기후 협상이 개발로, 앞으로이 프로세스를 추진하기 위해 많은 국가의 약속에서 영감을 찾습니다.

저자에 관하여

Paul N Edwards, 미시간 대학 정보 및 역사 교수. 그는 지식과 정보 인프라에 대해 글을 쓰고 가르칩니다. 에드워즈는 컴퓨터 모델, 기후 데이터, 지구 온난화의 정치 (MIT Press, 2010) 및 냉담한 미국 (MIT Press, 1996)의 컴퓨터 및 정치 담론의 저자이며, 환경 변화 공동 편집자 : 전문가 지식 및 환경 거버넌스 (MIT Press, 2001) 및 수많은 기사를 제공합니다.

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