독일은 2050년까지 탄소배출량을 80%내지 95%까지 감소시키기 위해서 첫 번째로 전기 공급을 전환하려고 한다. 오늘날 독일에서 온실가스 방출의 80% 이상의 주범은 바로 에너지 분야에 있다. 특히 전기생산은 탄소배출량의 40%이상을 차지하고 있다. 하지만 전력부문에서 탄소배출량 감소 잠재치는 특히 높다. 효율적인 에너지사용, 합리적인 에너지전환과 신재생에너지를 이용한 에너지공급이 가능하기 때문에 온실가스를 거의 제로로 낮출 수 있다.

2050년 100% 신재생에너지를 기초로 한 전기생산은 다른 선진국보다 독일에서 지금의 생활양식, 소비와 행동패턴으로 가능하다. 이것은 다른 전문가집단의 자문 즉 ‘글로벌화와 신자유주의의 조건 아래 지속가능한 에너지공급’ 자문위원회와 그린피스와 같은 연구소의 논문과 같이 지방연합(Regionenverbund) 시나리오의 시뮬레이션의 결과에서 보여준다.

그 결과에서 2050년 어떻게 전기 공급 목표에 다다를 수 있는지 그 해답을 볼 수 있다. 지방연합(Regionenverbund)의 시나리오와 더불어 국제-대기술(International-Grosstechnik)과 지방-Autark 시나리오를 요약할 수 있다. 해결을 위한 동력은 이러한 시나리오에서 기대할 수 있다.

2050년 신재생에너지를 토대로 전력공급은 또한 경제적인 장점이 있다. 비용은 계속 진행되고 있는 기후변화로 인해 미래 세대들이 치르게 될 비용보다 작다. 독일은 이런 전략으로 기후보호를 녹색성장으로 이끌 수 있고 이를 통해 국제 기후전략에 강한 파장을 불러일으킬 수 있다.

신재생에너지를 기초한 전력공급은 매년 지금과 같은 높은 생활수준을 보장한다. 신재생에너지의 불안정한 문제는 해결될 것이다. 독일의 시뮬레이션 결과이다. 이 불안정은 매시간 안정적으로 균형을 이루게 된다. 그 이유는 다양한 신재생에너지의 생산방식, 저장방법, 부하운영으로 문제점을 보완할 수 있기 때문이다.

이런 전력공급에 대한 중요한 전제는 동시에 기존의 절약습관이 전력 사용 시 계속적으로 이어져야한다. 단지 개별주택에 이런 식의 에너지사용에 국한되지 않는다. 또한 산업과 제조업의 경제성장에도 불구하고 기존의 절약가능성을 지속적으로 활용함으로써 전기사용을 감소시켜야한다. 그럼 신재생에너지는 또한 전기자동차의 급속한 보급, 난방과 급탕요구에 필요한 히트펌프에 필요한 추가적인 대량의 전기를 충족시킬 수 있다. 미래의 전력사용을 건물의 난방공급에 사용하지 않게 하기위해 건물의 단열재 향상은 절대 필수적이다.

독일의 1차 에너지 소요량은 2008년 석탄, 천연가스, 원유, 우라늄의 수입의존도 70%에 기인한다. 그렇지만 신재생에너지로부터 전력공급을 통해 독일은 천연자원의 수입의존도를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 그리고 이를 통해 원유나 천연가스 가격의 상승과 경제가 흔들리지 않게 된다.

2050년 신재생에너지 100%의 전력생산의 전환은 가능하다. 그러나 결정적인 정치의 영향력이 요구된다. 15년 전만해도 에너지사용량에서 신재생에너지가 차지하는 부분은 겨우 5%이하였지만 2009년에는 이미 16%로 상승했다. 신재생에너지의 지속적인 보급뿐만 아니라 기존의 에너지시스템의 전환과 신재생에너지의 도입을 제대로 하는 것이 중요하다.

2050년 개별가정의 에너지 소비

2050년 개별가정에서 소비하는 에너지패턴을 분석하였다. 적용부문은 난방, 급탕, 난방순환펌프와 태양펌프, 조명, 나머지 적용(특히 통신, 정보와 같은 가정기기)이다.

난방은 80%효율을 높여 에너지를 줄이고 에너지 개보수와 패시브 등급의 신축건물을 통해 에너지절약, 에너지 분배와 축열로 인한 손실, 태양열과 전기 히트펌프를 사용한 난방을 통해 에너지 절약을 꾀한다.

급탕의 경우 2050년 가정에서 급탕에너지요구량으로만 급탕에너지사용이 가능하다. 변환, 축열, 분배에 의한 열손실이 없어지기 때문이다. 급탕요구량은 우선 가정의 가족수에 따른다. 급탕에 대한 축열과 분배의 열손실은 75%로 감소된다.

난방순환펌프는 유럽연합 641/2009/EG 입법이 통과되면 2013부터 난방시스템의 사용은 효율적인 모터를 사용하는 고효율펌프만 허용이 된다. 2050년에는 거의 예외적으로 고효율펌프를 사용하게 될 것이다. 2020년부터 요구되는 공조장치가 가정에서 열을 분배하게 되면 극히 작은 난방요구량을 필요하다. 그래서 신축건물의 50%만이 난방순환펌프를 사용하리라 예상할 수 있다.

태양열 순환펌프는 태양열이 생산하는 에너지에 비교하면 극히 작은 전기를 소모하게 된다. 약 시간당 5W를 사용하게 된다고 보고된다.

산업, 제조업, 상업, 서비스부문

산업, 제조업, 상업, 서비스부문에서 에너지 특히 전기 절약에 대한 큰 잠재성이 있다. 언급된 시나리오는 이것과 관계하고 다음과 같은 전제를 놓고 결과를 도출했다. 급진적인 기술혁신이 없다, 에너지사용의 모든 분야에서 효율성이 적당히 상승, 폐열의 사용을 위한 가능성을 갖는다.

교통

교통부문에서 전기는 오늘날 거의 예외적으로 선로교통에서 도입된다. 장래에 전기자동차의 보급으로 교통 분야에 증가되는 에너지사용을 기대하게 될 것이다. 그래서 어떻게 선로교통과 전기자동차가 2050년까지 발전될 수 있고 어떻게 전력사용에 영향을 미칠지 보고서에서 보여주고 있다.

전력생산과 전력사용은 언제나 크다. 태양과 바람으로부터 전력생산은 탄소중립적이다. 하지만 하루와 일년 중 태양과 바람에너지는 잉여에너지를 생산하는 반면 피크부하때는 부족현상이 일어나 불안정한 요소로 작용한다. 그래서 축전과 부하운영의 필요성이 있다. 보고서에는 다양한 축전방법과 부하운영 방법에 대해 기술하고 있다.

본 보고서에서 지방연합(Regionverbund)은 세 가지 시나리오로 발전시켰다. 급진적인 시나리오는 2050년에 신재생에너지로 100% 전기 공급을 가능하게 하는 것이다. 이에 대해 전력공급을 위한 해결방법을 제시한다. 동시에 어떻게 2050년까지 발전이 3가지 목표대로 진행되는지 주목할 수 없지만 2050년에 결과를 묘사할 수 있다.

독일환경청의 발주로 풍력에너지와 에너지시스템테크닉을 위해 시뮬레이션모델 SimEE를 프라운호퍼 연구서에서 실행하였다. 본 보고서에서 본질적인 성질에서 모델을 기술하였다. 다음으로 부분모델과 가정을 세밀하게 설명했다. 세 번째로 시뮬레이션의 결과를 제시했다. 공급안정화의 분석은 특별히 네 번째 마지막으로 결과값을 평가하고 시뮬레이션에서 도출한 결과를 보고했다.

▣ 원문제목 : Energieziel 2050: 100% Strom aus erneuerbaren Quellen