Clean Energy, Clean Profits (Seeking Winners)
요약
기온 상승, 기상이변, 빙하가 녹아내린다는 뉴스가 연일 헤드라인을 장식하고 있습니다. 기후 변화는 더 이상 먼 미래의 위협이 아니라 우리의 주의를 요하는 시급한 현실입니다. 이 심층 뉴스레터는 이 글로벌 도전의 복잡성을 헤쳐나가는 데 필요한 지식과 리소스를 제공합니다.
살펴볼 준비를 하세요:
과학의 이해: 기후 변화의 과학적 근거와 그 광범위한 영향, 그리고 행동의 시급성에 대해 자세히 알아보세요.
원인 파악하기: 에너지 생산부터 산업 공정 및 농업에 이르기까지 온실가스 배출의 주요 원인에 대해 자세히 살펴봅니다.
탈탄소화로 가는 길: 가장 중요한 배출원으로부터의 배출을 줄이기 위한 혁신적인 전략과 기술을 살펴보세요.
글로벌 대응: 협력을 촉진하고 진전을 가속화하기 위해 고안된 국제 기후 정책과 이니셔티브를 살펴봅니다.
지속 가능한 미래를 위한 투자: 관심사를 행동으로 옮기고 싶으신가요? 지속 가능한 미래에 부합하는 공공 시장 투자 옵션에 대해 논의합니다.
명확한 로드맵: 간결하고 실행 가능한 요약으로 마무리하여 앞으로 나아갈 명확한 길을 제시합니다.
노련한 기후 옹호자이든 이제 막 여정을 시작한 사람이든, 이 글은 변화를 만들기 위한 지식과 리소스를 제공합니다. 함께 이 여정을 시작하여 보다 지속 가능한 미래를 위한 길을 모색해 보세요.
이 심층 분석에서는 다음 주제를 다룹니다:
1. 기후 변화의 개요
2. 배출원
3. 핵심 배출원 탈탄소화
4. 글로벌 기후 정책
5. 공공 시장 투자 옵션
6. 결론
1부 - 기후 변화의 개요
지구의 대기
지구의 대기는 지구를 감싸고 있는 생명 유지에 필수적인 가스층입니다. 대기는 태양으로부터 유해한 방사선을 걸러내고 지구의 온도를 조절하는 보호막 역할을 합니다. 하지만 이 대기는 정확히 무엇으로 구성되어 있으며 어떻게 구조화되어 있을까요?
지배적인 역할을 하는 기체들: 지구 대기에는 두 가지 기체가 지배적입니다: 질소(약 78% 구성)와 산소(21%)입니다. 질소는 대부분 불활성이지만 중요한 역할을 합니다. 우리가 호흡하는 산소를 희석하여 자연 연소를 방지하고 식물의 성장에 필수적인 원료를 제공합니다. 물론 산소는 대부분의 생명체에서 세포 호흡의 연료가 되는 기체입니다. 식물은 광합성을 통해 대기 중 산소를 보충하여 자연스러운 균형을 이룹니다. 아르곤(0.9%)은 대기압을 유지하는 데 도움이 되는 또 다른 불활성 기체로, 세 번째로 큰 비중을 차지합니다.
미량 기여자: 질소, 산소, 아르곤이 대기의 대부분을 구성하지만 다양한 미량 기체도 중요한 역할을 합니다:
수증기: 끊임없이 변화하는 이 성분은 지구 표면 근처에 가장 많이 존재하며 날씨 패턴에 영향을 미치고 구름을 형성합니다. 수증기의 농도는 위치와 온도에 따라 크게 달라집니다.
이산화탄소: 이 온실 가스는 담요처럼 작용하여 태양의 열을 가두어 지구를 따뜻하게 하는 데 기여합니다. 하지만 인간의 활동으로 인해 이산화탄소 농도가 우려할 만한 수준으로 증가하여 기후 변화에 대한 우려가 커지고 있습니다.
기타 미량 가스: 미량의 메탄, 네온, 헬륨, 오존도 존재합니다. 특히 오존은 태양으로부터 유해한 자외선을 흡수하여 중요한 역할을 합니다.
지구는 거대한 스펀지처럼 작용하여 지표면에 도달하는 태양 에너지의 약 70%를 흡수합니다. 나머지 30%는 구름, 얼음 및 기타 밝은 영역에서 반사되어 우주로 다시 반사됩니다.
대기의 층
지구의 대기는 단순히 균일한 기체의 혼합물이 아닙니다. 대기는 각각 고유한 온도와 압력 특성을 가진 별개의 층으로 구성되어 있습니다:
대류권: 지구 표면에서 가장 가까운 곳으로, 날씨가 발생하는 층입니다. 구름, 비, 바람 및 기타 기상 현상이 모두 이곳에서 일어납니다.
성층권: 위로 올라갈수록 기온이 상승하기 시작하는 성층권에 도달합니다. 이 층에는 유해한 태양 복사열로부터 우리를 보호하는 중요한 보호막인 오존층이 있습니다.
중권: 이 층에서는 기온이 급강하하여 추운 지역이 형성됩니다.
열권: 이곳에서는 기온이 크게 상승합니다. 열권의 상층부는 태양 복사를 흡수하여 기온이 치솟습니다.
외권: 가장 바깥쪽 층인 외기권은 대기가 얇아져 결국 우주 진공과 합쳐지는 곳입니다. 이곳의 입자는 지구의 중력을 벗어나기에 충분한 에너지를 가지고 있습니다.
기압
지구 대기를 통해 위로 올라갈수록 기압은 꾸준히 감소합니다. 이는 기압이 공기 분자의 무게로 인해 사용자를 누르기 때문에 발생합니다.
희박한 공기, 낮은 기압: 기압은 공기 분자의 밀도에 정비례합니다. 상공으로 올라갈수록 대기가 얇아져 단위 부피당 공기 분자의 수가 줄어듭니다. 이는 곧 기압의 감소로 이어집니다. 몸 위에 쌓아 올린 추의 수가 줄어들어 압력이 줄어드는 것과 같습니다.
감소 속도: 고도에 따라 기압이 감소하는 속도는 일정하지 않습니다. 일반적으로 30미터(100피트) 상승할 때마다 약 3.5밀리바가 감소합니다. 하지만 이 속도는 기온의 영향을 받을 수 있습니다. 차가운 공기는 밀도가 더 높기 때문에 추운 지역에서는 기압 감소가 약간 덜 두드러질 수 있습니다.
다음은 여러 층에 걸친 기압 변화를 분석한 것입니다:
대류권: 대부분의 기압 감소가 일어나는 층입니다. 대부분의 기상 현상이 이곳에서 발생하기 때문에 기상 이변 시 기압 변화가 눈에 띄게 나타날 수 있습니다.
성층권: 성층권에서도 기압이 계속 감소하지만 대류권에 비해 감소 속도가 느립니다.
중권 및 열권: 이 상층에서는 대기가 더욱 얇아지면서 기압이 크게 떨어집니다. 이 층은 대류권에 비해 압력이 매우 낮습니다.
열 에너지의 전달
태양 에너지는 세 가지 주요 메커니즘을 통해 지구에 도달하여 대기를 따뜻하게 합니다:
1. 복사: 복사는 에너지 전달의 지배적인 모드입니다. 태양은 다양한 스펙트럼에 걸쳐 전자기 복사를 방출하며 가시광선은 극히 일부에 불과합니다. 이 방사선의 상당량은 단파장 복사(고에너지, 단파장)로 지구에 도달합니다. 이 단파 복사의 대부분은 대기를 직접 통과하여 지구 표면을 가열합니다. 일부 단파 복사는 구름, 얼음 및 기타 반사 표면에 의해 우주로 다시 반사됩니다. 흡수된 복사에 의해 따뜻해진 지구 표면은 장파장 복사(에너지가 낮고 파장이 긴 복사)를 대기를 향해 다시 방출합니다. 그러나 수증기나 이산화탄소와 같은 일부 대기 가스는 이 장파 복사를 가두어 온실 효과에 기여하고 대기를 따뜻하게 합니다.
2. 전도: 이 방법은 입자 간의 직접적인 접촉을 통한 열 전달을 포함합니다. 대기의 맥락에서 전도는 미미한 역할을 합니다. 공기는 열악한 전도체이기 때문에 지면과 공기 분자가 직접 접촉하는 지구 표면 근처에서만 전도가 열 전달에 기여합니다. 태양의 열은 땅과 수면 표면을 따뜻하게 하고, 그 열의 일부는 전도를 통해 공기의 가장 낮은 층으로 전달됩니다.
3. 대류: 대류는 대기 내에서 열을 전달하는 가장 중요한 메커니즘입니다. 태양에 의한 지구 표면의 고르지 않은 가열로 인해 따뜻한 공기 소포가 상승합니다. 상승하면서 더 높은 고도에서는 압력이 감소하기 때문에 팽창하고 냉각됩니다. 이 차가워진 공기는 결국 다시 지표면으로 가라앉습니다. 온도 차이로 인해 발생하는 이러한 공기의 순환 운동을 대류라고 합니다. 대류는 따뜻한 지표면(특히 육지)의 열을 대기의 차가운 지역으로 운반하여 바람과 구름 형성 같은 날씨 패턴에 영향을 줍니다.
지구-대기 에너지 균형
지구의 기후는 들어오는 에너지와 나가는 에너지 사이의 미묘한 균형에 의해 유지됩니다. 이 균형은 지구의 온도를 조절하고 사람이 살 수 있는 지구를 유지하는 데 매우 중요합니다.
들어오는 태양 에너지:
태양은 파장이 짧고 에너지 함량이 높은 전자기 에너지의 한 형태인 단파 복사로 지구를 비춥니다.
이 방사선은 우주를 이동하며 지구의 대기와 상호작용합니다.
대기 중 에너지 경로:
들어오는 태양 복사의 일부는 구름, 만년설 및 기타 지구의 밝은 표면에 의해 우주로 다시 반사됩니다.
나머지 방사선은 지구 표면과 대기에 의해 흡수됩니다.
따뜻해진 지구는 다시 우주를 향해 열적외선(장파장 복사)을 방출합니다.
균형의 중요성:
안정적인 기후를 유지하려면 지구가 흡수하는 에너지의 총량과 우주로 다시 방출하는 에너지의 총량이 균형을 이루어야 합니다.
이 균형이 깨지면 지구의 온도가 변하게 됩니다.
균형에 영향을 미치는 요인:
들어오는 태양 복사량의 변화는 균형에 영향을 줄 수 있습니다.
이는 태양 활동 주기와 같은 자연적 요인뿐만 아니라 온실가스를 배출하는 인간 활동에 의해서도 발생할 수 있습니다.
이산화탄소와 같은 온실가스는 나가는 적외선을 가두어 우주로 빠져나가지 못하게 합니다. 이렇게 갇힌 열은 지구 온난화에 기여합니다.
수문 순환
물의 순환이라고도 하는 수문 순환은 지구 표면 위, 위, 아래에서 물이 지속적으로 이동하는 것을 말합니다. 이는 지구의 기후, 생태계, 날씨 패턴을 형성하는 중요한 시스템입니다. 이 순환은 시작과 끝이 없으며, 물이 다양한 단계를 거치면서 액체, 증기, 얼음 등의 상태로 끊임없이 변화하는 끝없는 반복입니다.
태양: 수문 순환의 주요 원동력. 태양 복사는 다양한 표면에서 물을 증발시키는 데 필요한 에너지를 제공합니다.
증발: 액체 상태의 물이 수증기로 변하여 대기로 유입됩니다. 이 과정은 바다, 호수, 강, 습한 토양, 심지어 식물의 잎에서도 일어납니다. 바람도 수증기를 원천으로부터 멀리 운반하는 역할을 합니다.
증산: 식물은 잎의 작은 기공을 통해 수증기를 방출하는데, 이 과정은 생존에 필수적인 과정입니다. 이는 대기에 상당한 양의 수분을 추가하여 전반적인 증발에 기여합니다.
응결: 수증기가 차가운 대기에서 상승하면서 먼지나 소금과 같은 미세한 입자 주변에 응결되어 구름을 형성합니다. 응결이 발생하는 온도를 이슬점이라고 합니다.
강수량: 구름에 물방울이나 얼음 결정이 충분히 응결되면 너무 무거워져서 공중에 머물러 있지 못하고 비, 눈, 우박, 진눈깨비 또는 동결비 등 다양한 형태로 지표면으로 떨어집니다.
유출수: 땅에 떨어지고 땅속으로 스며들지 않은 물은 유출수가 됩니다. 이 물은 지표면을 따라 흐르다가 결국 개울, 강, 호수, 그리고 궁극적으로 바다에 도달합니다.
침투: 강수량의 일부가 땅속으로 스며들어 지표면 아래에 있는 지하수 저장고를 보충합니다. 침투량은 토양 유형, 식생 피복, 강우량 등의 요인에 따라 달라집니다.
여과: 땅에 침투한 물은 토양과 암석층을 통과하여 대수층, 즉 포화 상태의 암석이나 퇴적물로 이루어진 지하층에 도달할 때까지 더 깊숙이 침투할 수 있습니다.
저장: 수문 주기 동안 물은 바다, 호수, 빙하, 스노우팩, 지하수 등 다양한 저수지에 일시적으로 저장됩니다.
온실 가스
지구 온난화에 기여하는 네 가지 주요 유형의 온실 가스는 다음과 같습니다:
1. 이산화탄소(CO2): 인간 활동에 의해 가장 많이 배출되는 온실가스입니다. 석탄, 석유, 천연가스 같은 화석 연료의 연소, 삼림 벌채, 산업 공정 등을 통해 배출됩니다. 이산화탄소는 열을 효율적으로 가두는 효과가 있으며, 인간 활동으로 인해 대기 중 농도가 꾸준히 상승하고 있습니다.
2. 메탄(CH4): 메탄은 이산화탄소보다 풍부하지는 않지만 분자당 훨씬 더 많은 열을 가두는 강력한 온실가스입니다. 메탄은 농업(동물 분뇨, 벼 재배), 매립지에서의 폐기물 분해, 화석 연료 산업(천연가스 누출)에서 배출됩니다.
3. 아산화질소(N2O): 이 가스는 비료를 사용하는 농업 관행, 나일론 생산과 같은 산업 공정, 화석 연료의 연소 과정에서 생성됩니다. 아산화질소는 메탄과 마찬가지로 강력한 열을 가두는 가스이지만 대기 중 농도는 훨씬 낮습니다.
4. 불소화 가스: 이 범주에는 냉매, 에어컨, 소화기 및 산업용 애플리케이션에 사용되는 다양한 인공 가스가 포함됩니다. 대표적인 예로는 수소불화탄소(HFC), 과불화탄소(PFC), 육불화황(SF6), 삼불화질소(NF3) 등이 있습니다. 이러한 가스는 매우 강력한 온실가스이며 대기 중에 수천 년 동안 잔류할 수 있습니다.
지구 온도 상승
기후 변화는 다가오는 것이 아니라 이미 시작되었습니다: 기후 변화를 더 이상 먼 미래의 위협으로만 볼 수 없습니다. 지구의 기후는 이미 인간이 유발한 온실가스 배출로 인해 심각한 변화를 겪고 있습니다. 빙하가 녹고, 얼음이 일찍 깨지고, 식물과 동물이 새로운 지역으로 이동하고, 봄이 더 빨리 찾아오는 등 그 증거는 부인할 수 없습니다.
기후 변화의 현실은 과학자들의 예측보다 더 빠르게 우리를 강타하고 있습니다. 우리는 가뭄, 산불, 폭우와 같은 극한 날씨를 더 자주, 더 강력하게 경험하고 있습니다. 기후 과학을 전담하는 유엔 기구인 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)가 이를 확인했습니다. 이들은 현재의 지구 기후 변화가 인류 역사상 전례가 없는 일이며, 일부는 앞으로 수세기 또는 수천 년 동안 되돌릴 수 없을 것이라고 말합니다.
원인은 분명합니다: 인간 활동 과학자들은 지구 기온 상승이 인간 활동에 의해 배출된 온실가스의 직접적인 결과라고 확신하고 있습니다.
IPCC의 엄중한 경고: 최신 보고서(2021)에 따르면 인간이 배출한 온실가스로 인해 지구는 이미 산업화 이전 수준에 비해 섭씨 1.1도(2°F) 가까이 따뜻해졌습니다. 향후 수십 년 내에 지구 평균 기온이 1.5°C(3°F) 이상 상승할 것으로 예측하고 있습니다. 이러한 변화는 지구 곳곳에 영향을 미칠 것입니다.
맥킨지에 따르면 지구 대기 중 온실가스 농도가 증가함에 따라 지구 기온이 상승했습니다. 이 보고서에서 "기후 위험과 대응: 물리적 위험과 사회경제적 영향"이라는 보고서에서는 기온 상승이 초래할 영향에 대해 다음과 같이 설명합니다:
물리적 위험의 빈도 및 강도 증가: 기후 변화로 인해 홍수, 가뭄, 폭염, 해수면 상승과 같은 극한 기상 현상이 더 빈번하고 심각해질 것으로 예상됩니다.
다양한 부문에 걸친 사회경제적 영향: 이러한 물리적 위험은 연쇄적인 영향을 미치며 다음과 같은 다양한 사회경제 부문에 영향을 미칠 것입니다:
거주성 및 작업성: 기상이변은 기반시설을 파괴하고 인구를 이주시키며 특정 지역을 거주하기 어려운 곳으로 만들 수 있습니다.
식량 시스템: 기온과 강수량 패턴의 변화는 농업 생산량과 식량 안보에 영향을 미칠 수 있습니다.
물리적 자산: 건물, 도로, 전력망과 같은 인프라는 기상이변으로 인해 피해를 입을 수 있습니다.
인프라 서비스: 기후 위험으로 인해 전력 공급, 교통망 및 기타 필수 서비스가 중단될 수 있습니다.
자연 자본: 생태계와 생물 다양성은 기후 변화로 인해 부정적인 영향을 받을 수 있습니다.
위험의 불균등한 분배: 기후 변화의 영향은 균등하게 분배되지 않습니다. 개발도상국과 취약한 지역사회는 이러한 문제에 대처할 준비가 덜 되어 있는 경우가 많습니다.
추가 온난화를 방지하는 방법은?
추가 온난화를 줄일 수 있는 두 가지 방법이 있습니다.
1. 지열 공학을 이용해 더 많은 햇빛을 우주로 반사하기
지열 공학을 이용해 햇빛을 우주로 반사하는 것은 기후 변화를 완화하기 위한 이론적 개념입니다.
지열 에너지원: 이 방법은 지구 핵의 열을 활용하여 대기 중에 반사 입자나 에어로졸을 생성하는 기계에 동력을 공급하는 것입니다.
도전 과제와 고려 사항:
이 기술은 아직 이론적인 단계에 있으며 대규모로 테스트되지 않았습니다.
에어로졸을 대기에 주입할 경우 환경에 미칠 수 있는 잠재적 영향은 아직 완전히 이해되지 않았습니다. 날씨 패턴을 교란하거나 오존층에 해를 끼칠 수 있습니다.
이러한 대규모 지구 기후 조작의 윤리적 영향은 신중한 고려가 필요합니다.
2. 재생 에너지, 에너지 효율성 및 지속 가능한 관행을 통해 온실가스 배출을 줄이세요.
2부 - 배출원
배출 갭 보고서 2023에 따르면, 2022년 온실가스(GHG)로 인한 오염은 전년 대비 1.2% 증가하여 사상 최고치를 기록했습니다. 이는 무려 57.4기가톤의 이산화탄소 환산량(GtCO2e)에 해당하는 수치입니다.
운송 부문을 제외한 다른 모든 부문은 팬데믹으로 인한 배출량 감소에서 완전히 회복되어 현재 2019년 수준을 넘어섰습니다.
가장 큰 원인은 무엇일까요? 화석 연료와 산업 공정의 연소가 전체 증가의 약 3분의 2를 차지했습니다.
하지만 이산화탄소뿐만이 아닙니다. 온난화에 더 큰 영향을 미치는 메탄, 아산화질소, 불소화 가스도 증가하고 있습니다. 이러한 가스는 현재 배출량의 약 4분의 1을 차지하며, 그 증가세는 우려할 만한 수준입니다:
F-가스 배출량이 5.5%로 가장 빠르게 증가했으며, 메탄(1.8%)과 아산화질소(0.9%)가 그 뒤를 이었습니다.
시간이 지남에 따라 배출량이 가장 많이 증가한 국가는 예상했던 국가들이지만, 문제는 이러한 배출이 실제로 어디에서 발생하고 있는가 하는 것입니다.
부문별 글로벌 온실가스 배출량 분석
에너지 부문(73.2%)
전기, 열, 수송을 위한 화석 연료 연소가 이 부문에서 가장 큰 기여를 하고 있습니다(3분의 2 이상).
산업은 에너지의 상당 부분을 사용하며, 철강, 화학, 식품 가공이 가장 큰 산업 오염원입니다.
운송은 배출량의 24%를 차지하며, 도로 운송이 가장 큰 기여를 합니다.
건물(17.5%)
주거용 및 상업용 건물은 난방, 가전제품, 조명 등의 에너지 사용을 통해 탄소 배출에 기여합니다.
기타 부문
할당되지 않은 연료 연소(7.8%)에는 바이오매스, 원자력 및 기타 에너지원에서 발생하는 배출이 포함됩니다.
에너지 생산에서 발생하는 비산 배출(5.8%)은 석유, 가스, 석탄 추출 및 운송 중 누출로 인해 발생합니다.
농업 및 어업(1.7%)은 기계 사용을 통해 기여합니다.
산업 공정(10.4%)
시멘트 생산은 부산물로 CO2를 배출합니다.
화학 및 석유화학 제조도 생산 공정 중에 CO2를 배출합니다.
폐기물(3.2%)
폐수 처리 과정에서 유기물이 분해되면서 메탄과 아산화질소가 발생합니다.=
매립지에서는 유기성 폐기물이 분해되면서 메탄이 발생합니다.
농업, 임업 및 토지 사용(18.4%)
이 부문에는 다양한 농업 관행, 삼림 벌채 및 토지 이용 변화로 인한 배출이 포함됩니다.
가축은 소화 시스템에서 메탄가스를 배출하기 때문에 주요 원인입니다.
벼 재배는 홍수가 난 논에서 메탄을 발생시킵니다.
삼림 벌채는 숲을 벌채할 때 저장된 이산화탄소를 방출합니다.
파트 3 - 핵심 배출원 탈탄소화
운송 부문 탈탄소화
운송은 전 세계 CO2 배출량의 약 5분의 1(에너지로 인한 CO2 배출량만 고려하면 24%)을 차지할 정도로 전 세계 기후 변화에 큰 기여를 하고 있습니다. 그렇다면 교통수단별로 그 비중은 정확히 어떻게 나뉠까요?
그래프(출처: 국제에너지기구)를 보면 도로 여행이 운송 배출량의 무려 4분의 3을 차지할 정도로 압도적인 비중을 차지하고 있음을 알 수 있습니다.
승용차와 버스가 가장 큰 주범으로, 전체 수송 부문 배출량의 45.1%를 차지합니다.
화물을 운반하는 트럭이 29.4%를 차지하며 그 뒤를 바짝 뒤쫓고 있습니다.
이는 도로 운송만으로도 전체 CO2 배출량의 15%를 발생시킨다는 의미입니다.
항공은 종종 기후 행동에 대한 열띤 토론을 불러일으키지만, 운송 배출량의 11.6%에 불과할 정도로 훨씬 적은 비중을 차지합니다. 이는 전 세계 총 배출량의 약 2.5%(연간 약 10억 톤의 CO2)에 해당하는 수치입니다.
국제 운송도 비슷한 범위로, 운송 배출량의 10.6%를 배출합니다.
철도(여객 및 화물 모두)와 기타 운송(주로 파이프라인)은 운송 배출량의 각각 1%와 2.2%만 배출하여 기여도가 미미합니다.
운송이 전 세계 배출량의 24%를 차지하고 도로 운송이 운송 배출량의 무려 45%를 차지한다는 점을 고려하면, 차량을 탈탄소화할 방법을 찾는 것이 합리적일 것입니다.
내연기관보다 배기가스를 적게 배출하는 배터리 및 플러그인 하이브리드 전기 자동차 엔진으로 전환해야 한다는 주장이 힘을 얻고 있습니다.
지속 가능성에 대한 우려와 진화하는 규제에 힘입어 전기 자동차(EV) 혁명이 탄력을 받고 있습니다. 그러나 전기차의 광범위한 도입을 가로막는 중요한 과제는 바로 배터리 공급입니다. 맥킨지앤컴퍼니의 보고서 '전기차용 배터리 셀 제조의 성장 촉진'은 이 병목 현상을 조명하고 생산량을 늘리기 위한 솔루션을 제안합니다.
이 보고서는 2030년까지 4.7테라와트시(TWh)에 달할 것으로 예상되는 전기차 배터리의 급증하는 수요를 강조합니다. 이러한 기하급수적인 성장은 현재의 배터리 셀 제조 능력을 능가할 것으로 예상됩니다. 기존 업체들과 새로운 벤처 기업들이 기가팩토리(대규모 배터리 공장)를 건설하고 있지만, 공급 격차를 해소하기 위해서는 상당한 노력이 필요합니다.
맥킨지는 업계 전반에 걸친 협업의 필요성을 강조합니다. 필요한 제조 역량을 구축하려면 다각적인 접근 방식이 필요합니다:
생산 규모 확대: 기존 시설은 생산 공정을 최적화하고 자동화를 도입하여 더 빠른 생산량을 확보해야 합니다.
지리적 확장: 새로운 배터리 공장은 지역 공급망을 확보하고 단일 공급처에 대한 의존도를 줄이기 위해 주요 전기차 시장에 전략적으로 배치해야 합니다.
기술 발전: 에너지 밀도가 높고 충전 시간이 더 빠른 차세대 배터리 기술의 연구 개발에 투자하는 것이 중요합니다.
전기 자동차의 미래: 2030년까지 큰 변화가 있을까요?
전기 자동차(EV)가 점점 인기를 얻고 있지만 2030년까지 도로를 점령할 수 있을까요? 전기차 판매량 전망과 향후 몇 년 동안 도로를 달릴 내연기관 차량(ICE)의 수를 살펴보면, 시간이 지남에 따라 전기차가 내연기관 차량(ICE)을 대체할 수 있을 것으로 보입니다.
2030년까지 전기차 판매가 크게 증가할 것으로 예상되지만, 도로 위에는 여전히 현재보다 2천만 대의 내연기관 차량이 더 많이 운행될 것입니다. 이는 오래된 차량이 도로에 오래 머무르는 경향이 있기 때문입니다. 또한 현재 많은 자동차 제조업체는 Tesla와 BYD를 제외하고는 전기차에 우선순위를 두지 않고 있습니다.
전기차는 교통 환경을 빠르게 변화시키고 있지만, 그 조용한 웅웅거림은 복잡한 네트워크, 즉 전기차 배터리 공급망을 가리고 있습니다. 땅속 깊은 곳에 묻혀 있는 원자재부터 자동차에 동력을 공급하는 배터리까지 이 복잡한 여정을 이해하는 것은 지속 가능하고 안전한 전기차의 미래를 보장하는 데 매우 중요합니다.
배터리의 장대한 여정: 광산에서 기계로
전기차 배터리의 이야기는 지각 깊은 곳에서 시작됩니다. 업스트림에서는 리튬, 코발트, 니켈, 망간과 같은 필수 광물을 추출합니다. 이러한 원재료는 미드스트림의 시설로 이동하여 배터리 셀의 핵심인 음극과 양극과 같은 사용 가능한 구성 요소로 정제되는 변환의 여정을 시작합니다.
다운스트림에서는 배터리 제조업체가 이렇게 정제된 원료를 가져와 개별 배터리 셀로 조립합니다. 그런 다음 이 셀은 포장되어 자동차 제조업체에 전달되고, 이 셀은 전기차 아키텍처에 세심하게 통합됩니다. 흥미롭게도 일부 미래 지향적인 자동차 회사들은 배터리의 전략적 중요성을 인식하고 배터리 제조업체와 제휴하거나 자체 생산 역량을 구축하고 있습니다.
이야기는 여기서 끝나지 않습니다. 전기차 배터리는 결국 차량에서 수명이 다하면 수명이 다한 단계에 접어듭니다. 이때 책임감 있는 관행이 필요합니다. 이상적으로는 이러한 배터리를 덜 까다로운 애플리케이션에 재사용하거나 세심하게 재활용하여 귀중한 자원을 회수하고 환경에 미치는 영향을 최소화하는 것입니다.
경제적 기회와 일자리 환경
전기차로의 전환은 의심할 여지 없이 기존의 자동차 산업 인력을 혼란에 빠뜨립니다. 전기차 생산에는 더 단순한 설계로 인해 더 적은 인력이 필요하지만, 이러한 변화는 풍부한 새로운 기회를 창출합니다. 배터리 제조, 부품 생산, 재료 가공을 포함하는 전기차 배터리 공급망의 다운스트림 및 미드스트림 부문은 상당한 일자리를 창출할 것으로 예상됩니다. 이러한 새로운 기회는 기존의 자동차 제조 일자리와 같은 지역에 집중되지 않을 수 있으므로 인력 재교육 및 재배치 프로그램이 필요할 수 있습니다.
그러나 전기차 혁명의 경제적 혜택은 일자리 창출을 훨씬 뛰어넘습니다. 혁신을 촉진합니다! 테슬라나 리비안과 같은 신생 기업이 기존 자동차 제조업체에 도전장을 내밀면서 최첨단 배터리 기술과 효율적인 차량 설계를 촉진하는 더욱 경쟁적이고 역동적인 시장이 형성되고 있습니다. 이러한 혁신 정신은 배터리 소재를 추출하고 처리하는 새롭고 지속 가능한 방법을 끊임없이 모색하는 공급망의 업스트림 부문에서 더욱 촉진되고 있습니다.
전기차 배터리 공급망의 경제적 잠재력은 여기서 멈추지 않습니다. 전 세계적으로 배터리 생산을 현지화하면 투자 기회가 열립니다. 수십억 달러가 중요한 광물 처리 시설, 배터리 부품 제조 공장, 재활용 인프라에 쏟아지고 있습니다. 이는 국가 경제를 강화할 뿐만 아니라 배터리 생산에 대한 특정 국가 의존도를 줄여 보다 안전하고 탄력적인 공급망을 조성합니다.
글로벌 전기차 배터리 환경: 다변화의 필요성
현재 중국은 채굴, 가공, 제조 공정의 상당 부분을 통제하며 전기차 배터리 공급망을 지배하고 있습니다. 이러한 집중은 취약성을 야기하는데, 중국에서 문제가 발생하면 전 세계 전기차 시장 전체에 파급될 수 있습니다. 이러한 위험을 완화하려면 다각화가 핵심입니다. 전 세계 각국 정부는 이를 인식하고 국내 배터리 생산을 장려하고 자원이 풍부한 다른 국가와의 파트너십을 강화하는 정책을 시행하고 있습니다.
배터리 순환성 수용: 폐쇄 루프 접근 방식
배터리 순환성의 개념은 지속 가능한 전기차의 미래를 위해 가장 중요합니다. 배터리 재활용과 재사용을 우선시함으로써 폐기물을 최소화하고 배터리 생산에 따른 환경 발자국을 줄이며 원재료에 대한 의존도를 낮출 수 있습니다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 배터리 재활용에 대한 기술 발전이 필수적입니다.
윤리적 문제 해결: 도덕적 의무
안타깝게도 배터리 원재료 채굴은 때때로 인권 침해 및 환경 파괴와 연관되어 왔습니다. 공급망 전반의 투명성을 높이고 윤리적 소싱 관행을 보장하며 기업이 환경 및 사회적 영향에 대해 책임을 지도록 하려는 움직임이 확산되고 있습니다.
항공업계의 탈탄소화
전기 비행기: 더 밝은 미래를 위한 이륙?
전기 항공기는 몇 가지 주요 요인에 힘입어 지역 여행에 혁명을 일으킬 준비가 되어 있습니다:
비용 절감: 전기 비행기는 항공사에게 상당한 운영 비용 절감 효과를 약속합니다. 연료비와 유지보수 비용이 절감되면 수익성이 낮은 노선에 새로운 활기를 불어넣어 지역 여행의 접근성을 높일 수 있습니다.
지역 노선 집중: 현재의 배터리 한계로 인해 단거리 비행은 전기 항공기에 이상적입니다. 이는 활용도가 낮은 지역 공항을 활성화하여 더 많은 사람들에게 항공 여행을 제공할 수 있는 기회를 제공합니다.
환경적 이점: 전기 비행기는 특히 단거리 가스 동력 항공기에 비해 더 조용하고 배기가스 배출량이 적습니다. 따라서 공기의 질을 개선하고 공항 근처의 소음 공해를 줄일 수 있습니다.
보조금에 대한 의존도 감소: 전기 항공기는 지역 항공 서비스의 수익성을 높여 소규모 지역 사회와의 연결성을 유지하기 위한 정부 보조금의 필요성을 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
경제 성장: 전기 항공기는 이전에 소외되었던 지역에 서비스를 제공하고, 일반 항공 공항을 되살리고, 항공우주 산업의 혁신을 촉진함으로써 새로운 경제적 기회를 창출할 수 있습니다.
전기 비행기는 더 깨끗하고 조용한 지역 여행의 미래를 엿볼 수 있습니다. 하지만 이 혁신적인 항공기를 효율적이고 빠르게 충전하는 방법이라는 큰 장애물이 가로막고 있습니다.
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