소식

Oct 12, 2023

재생 가능한 전력 생산을 위한 옥상 태양광 발전 잠재력에 대한 고해상도 글로벌 시공간 평가

네이처커뮤니케이션즈 볼륨

Nature Communications 12권, 기사 번호: 5738(2021) 이 기사 인용

26,000회 액세스

40 인용

597 알트메트릭

측정항목 세부정보

옥상 태양광 발전은 현재 전 세계 태양광 발전 설치 용량의 40%를 차지하고 2018년 총 재생 가능 용량 추가의 1/4을 차지합니다. 그러나 높은 시공간 해상도에서 글로벌 잠재력과 관련 비용에 대한 정보는 제한적입니다. 여기에서는 빅데이터, 기계 학습 및 지리공간 분석을 사용하여 옥상 태양광 발전 잠재력에 대한 고해상도 글로벌 평가를 제시합니다. 우리는 전 세계 지표면적 1억 3천만km2를 분석하여 옥상 면적 0.2백만km2를 구분합니다. 이는 총 40~280$ MWh−1의 비용으로 27PWh yr−1의 발전 잠재력을 나타냅니다. 이 중 10PWh yr−1은 100$MWh−1 이하에서 구현 가능하다. 글로벌 잠재력은 주로 아시아(47%), 북미(20%), 유럽(13%)에 분산되어 있습니다. 잠재력을 달성하는 데 드는 비용은 인도(66$MWh−1)와 중국(68$MWh−1)에서 가장 낮으며, 미국(238$MWh−1)과 영국(251$MWh−1)이 가장 비용이 많이 드는 국가입니다. 국가.

1958년 NASA(미국 항공 우주국) Vanguard 위성에 전력을 공급하는 것부터 사하라 사막 이남 아프리카의 주택 조명에 이르기까지 태양광 발전(PV) 기술은 먼 길을 걸어왔습니다. 태양광 발전 포트폴리오의 하위 집합인 RTSPV(Rooftop Solar Photovoltaics) 기술은 개인 주택 소유자나 대규모 산업 및 상업 단지에서 분산형 시스템으로 배포할 수 있습니다. 지난 10년 동안 정책 중심 이니셔티브와 함께 배포 비용 절감으로 인해 전 세계적으로 RTSPV가 빠르게 활용되었습니다. 2006년부터 2018년 사이에 RTSPV의 설치 용량은 2.5GW에서 213GW로 증가했습니다. 이는 전 세계적으로 85배 증가한 수치입니다1. 41GW의 추가 용량 설치를 통해 RTSPV는 현재 전 세계 태양광 PV 누적 설치 용량의 40%를 차지하고 2018년 총 재생 가능 용량 추가의 거의 4분의 1을 차지하며 이는 석탄과 원자력의 신규 설치 용량을 합친 것보다 큽니다. . 동시에 RTSPV 기술은 2019년에 63~265$ MWh−1 범위의 배포 비용이 급격히 감소한 것을 보여주었습니다. 이는 2010년 값에 비해 42~79% 감소한 수치입니다2.

2018년 전 세계적으로 약 8억 명의 사람들이 전기를 공급받지 못했으며, 이들 중 대다수는 농촌 지역에 살고 있습니다3. 여기에서 지속 가능한 개발 목표(SDG) 7의 정신을 발전시키는 데 있어 분산형 옥상 PV의 역할이 매우 중요해집니다. RTSPV의 빠른 설치 시간과 낮은 수준의 비용은 시민이나 지역 사회를 프로슈머로 만들어 에너지 접근 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 프로슈머는 중앙 집중식 그리드 인프라에만 의존하지 않고도 요구 사항에 따라 전기를 생산하고 소비할 수 있습니다. 가장 빠른 연간 성장률4을 지닌 가장 빠른 배치 가능한 에너지 생성 기술인 태양광 PV 기술은 2050년까지 전 세계 전력 수요의 25~49%를 공급하는 동시에 2018년부터 2050년까지 최대 1,500만 명에게 고용을 제공할 것으로 예상됩니다5. 이 중 RTSPV 배치는 2050년까지 총 태양광 PV 파생 전력 생산량의 최대 40%를 차지할 것입니다.

RTSPV의 배치 증가는 독일 옥상 태양광 발전의 성공적인 구현에서 볼 수 있듯이 현재 에너지 생성 혼합에서 화석 연료를 대체하는 것을 지원할 수 있습니다. 미래에 에너지원으로서 전기에 대한 수요가 증가함에 따라 RSTPV 기반 발전원은 미래 재생 기반 발전 포트폴리오의 큰 부분을 차지할 것입니다. 미래의 저탄소 발전 용량 확장과 결합된 현재 발전 구성의 이러한 변화는 에너지로 인한 온실가스 배출을 줄이는 데 도움이 될 수 있으며, SDG3의 공동 이익과 함께 기후 변화에 대처한다는 SDG13 목표를 달성하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 따라서 RTSPV 기술은 기후 변화에 대처하고 지역 대기 오염을 줄이며 개발을 가속화하고 전기가 부족한 지역에 저렴한 에너지 접근을 제공하는 소비자 중심의 혁신으로 이어질 수 있습니다.