Andrew Gentile: 태양 에너지는 큰 탄소 발자국을 가지고 있습니다

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이 논평은 자영업 전기 기술자인 셰필드 출신 Andrew K. Gentile의 글입니다.

태양광은 본질적으로 비효율적인 에너지 변환 기술이지만 버몬트 전력의 19% 이상을 공급합니다. 주의 장기 계획은 2050년까지 90% 재생 가능 에너지를 사용하는 것인데, 이 목표에는 태양열로 생산된 전기가 탄화수소로 생산된 전기보다 약 3배 더 비싸다는 사실이 반영되지 않았습니다.

태양광 발전은 태양열이 한낮의 에어컨 부하를 상쇄할 수 있는 건조한 서부 지역과 같은 특정 응용 분야에 매우 귀중한 기술입니다. 태양광 발전은 또한 보트, 비행기 등 원격지에서 생활하는 버몬트 주민들에게 전력을 공급할 수도 있습니다. 이러한 애플리케이션의 경우 태양광과 경쟁할 수 있는 것은 없습니다.

이러한 이점에도 불구하고 태양광 패널이 비용 효율적이거나 환경 친화적이라고 주장하기는 어렵습니다.

태양광 패널은 밀도가 낮은 에너지원으로, 천연가스 플랜트보다 시간당 생성된 킬로와트당 토지와 자재가 몇 배나 더 많이 필요합니다. 태양열로 구동되는 전기 주전자는 189파운드의 재료와 80평방피트의 표면을 사용합니다. 대부분 실리콘, 알루미늄, 구리, 은 등의 재료는 채굴, 정제, 가공, 조립 및 운송되어야 하며 이 모든 과정은 에너지 집약적인 공정입니다. 이러한 물질의 대부분은 재활용이 불가능하며 결국 매립됩니다.

태양광 패널이나 채굴 집약적인 제품을 구입할 때 대부분은 이를 만드는 데 사용된 에너지에 대한 비용을 지불하게 됩니다.

우리를 재생 가능 에너지로 이끄는 깨끗한 환경에 대한 우리의 현재 욕구는 수십 년 전에도 비슷한 욕구가 선행되었으며, 이로 인해 우리는 채굴에 금지적인 제한을 가하게 되었습니다. 아이러니하게도 태양광 패널과 배터리가 많이 사용되는 광물 집약적인 세계로 전환하고 있음을 알게 되면서 이러한 채굴 제한으로 인해 외국 자원에 대한 의존도가 더욱 높아졌습니다.

중국은 전 세계 폴리실리콘의 80%, 태양광 패널의 75%를 생산한다. 중국은 광산 장비용으로 디젤을, 전기용으로 석탄을, 대양 횡단 운송용으로 중유를 연소합니다.

"친환경" 상태를 달성하려면 패널이 자체 생산 비용을 지불할 수 있을 만큼, 그리고 다시 교체할 수 있을 만큼 충분한 배출 없는 전기를 생성할 수 있어야 합니다. 자체 비용을 지불할 만큼만 수익을 창출한다면 순이익은 0이 됩니다. 태양광 패널을 만드는 대신, 패널을 만드는 데 사용되는 화석 연료를 태워 전기를 생산할 수도 있었고, 같은 장소에 있을 수도 있었습니다.

태양광 설비를 통해 얼마나 많은 전기를 생산할 수 있나요? 국립 재생 에너지 연구소(National Renewable Energy Lab)에서 만든 광전지 추정기인 PVWatts를 사용하여 찾아보세요. PVWatts는 보유하고 있는(또는 보유할 예정인) 패널의 위치와 kW를 기반으로 귀하의 패널이 1년에 얼마나 많은 kWh를 생성할 수 있는지 계산합니다.

버몬트 주 셰필드의 경우 위치는 10kW이고 어레이 크기는 10kW이므로 결과는 연간 11,929kWh이며 이는 연간 평균 가정 사용량보다 약간 더 높습니다. 비교를 위해, 동일한 어레이는 애리조나 주 피닉스에서 17,644kWh를 생성합니다.

각각 16센트로 11,929kWh는 연간 1,909달러를 벌 수 있습니다. 이 계산은 회피된 비용을 기반으로 합니다. 즉, 패널에서 생성된 전기가 전기 요금을 상쇄하며, 이 경우 전기 요금을 지불하는 것과 동일한 요율로 상환을 받게 됩니다. 시스템에서 사용량보다 더 많이 생성하는 경우 초과분은 청구 요율보다 낮은 순 측정 요율로 지불됩니다.

현재 가격으로 따지면 10kW 어레이 설치 비용은 약 38,500달러로 결과적으로 투자 회수 기간은 20년 이상이 되며, 패널이 스스로 교체할 만큼 충분한 수입을 창출하는 데는 40년이 걸릴 것입니다.

전기 비용이 높을수록 패널 비용을 갚는 데 걸리는 시간이 줄어듭니다. 패널의 평균 수명은 25년이다.