기술경제적 분석이 어떻게 최저점을 향해 나아가는가

지구를 온난화시키는 대기 중 이산화탄소 농도는 계속해서 증가하고 있습니다. 화석 연료에서 벗어나 배출량을 줄이는 것이 최우선 과제입니다. 하지만 이미 배출된 탄소를 제거하는 것도 마찬가지입니다. 현재 논의되고 있는 많은 신기술 중 어떤 기술이 가장 효과적이며 어디에 있을까요? 비용은 어떻습니까? 어떤 종류의 투자가 가장 큰 영향을 미칠까요?

에너지부(DOE) 로렌스 버클리 국립 연구소(Berkeley Lab)의 과학자들은 탈탄소화를 위한 최선의 경로를 예측하는 데이터 기반 방법인 기술경제적 분석을 통해 이러한 종류의 질문에 답하고 있습니다.

“Berkeley Lab은 저탄소 미래를 향한 우리의 길에 막대한 영향을 미칠 수 있는 많은 청정 에너지 기술을 구축하고 있습니다. 기술경제적 분석은 우리가 성공적이고 저렴한 제품으로 개발될 가능성이 가장 높은 기술에 대한 연구에 집중하는 데 도움이 됩니다.”라고 Berkeley 연구소 소장 Mike Witherell은 말했습니다.

기술경제적 분석은 컴퓨터 모델을 사용하여 신흥 기술의 비용 영향과 잠재적인 환경 영향을 평가합니다. 이러한 모델은 기술에 대한 초기 연구 결과를 기반으로 구축하고 확장 비용을 계산할 수 있습니다. 이러한 유형의 예측 분석은 연구원, 업계 이해관계자, 규제 기관 및 정책 입안자의 의사 결정을 지원하는 데 사용될 수 있습니다.

강력한 컴퓨팅 능력과 더욱 정교한 기술의 결합으로 인해 기술경제적 분석은 점점 더 강력한 접근 방식이 되었습니다. 이에 따라, 지구 및 환경 과학 및 생명 과학 분야의 직원으로 구성된 연구실의 에너지 기술 영역을 중심으로 하는 Berkeley Lab의 팀은 Berkeley Lab 전체 및 기타 기관의 팀과 협력하여 작업하는 광범위한 분야의 과학자 20명을 포함하도록 확장되었습니다. . 연구에는 종종 엔지니어링 설계, 프로세스 설계 및 시뮬레이션, 현금 흐름 분석, 수명 주기 평가, 지리공간 분석이 혼합되어 필요합니다.

“새로운 기술을 사용하면 단순히 산업을 비유하고 그것이 어떻게 작동하는지 추측할 수 없습니다. 우리는 정말로 새로운 엔지니어링 시스템과 그 주변의 프로세스 모델을 구축해야 합니다.”라고 Berkeley Lab 연구 과학자인 Hanna Breunig는 말했습니다. "이를 위해서는 성과 예측을 시작하기 위한 팀 과학과 새로운 컴퓨팅 접근 방식이 필요합니다."

이전의 기술경제적 분석 프로젝트는 일반적으로 입력 및 출력이 제한된 기존 소프트웨어에 의존했지만, 오늘날 Berkeley Lab 연구자들은 기술에 대한 보다 완전한 그림을 얻기 위해 맞춤형 다층 컴퓨터 모델을 만들고 있습니다. 더욱 중요한 것은 팀이 연구실의 초기 단계 연구에서 얻은 데이터로 이러한 모델을 강화해 왔다는 것입니다. 이는 데이터가 모델을 강화하는 피드백 루프를 생성하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

“새로운 기술을 사용하면 단순히 산업을 비유하고 그것이 어떻게 작동하는지 추측할 수 없습니다. 우리는 정말로 새로운 엔지니어링 시스템과 이를 중심으로 하는 프로세스 모델을 구축해야 합니다. "이를 위해서는 성과 예측을 시작하기 위한 팀 과학과 새로운 컴퓨팅 접근 방식이 필요합니다."

– 한나 브로니그

지난 20년 동안 Berkeley Lab의 기술경제적 분석 역사는 이제 다양한 주요 기후 변화 완화 전략에 유용한 것으로 입증되었습니다. 여기에는 탄소를 자연적으로 제거하는 화학 반응을 가속화하는 공정인 직접 공기 포집 및 풍화 강화와 같은 네거티브 배출 기술이 포함됩니다. 여기에는 탈탄소화 제조도 포함됩니다. 바이오연료 및 바이오제품; 수소 생산 및 저장; 그리고 새로운 재료를 만들 필요 없이 더 많은 재료를 재활용할 수 있는 순환 경제를 지원하는 방법이 있습니다.

Berkeley Lab 소속 과학자인 Corinne Scown은 “기술이 초기 단계이고 빠르게 상용화되면 우리는 모든 방향에서 데이터를 얻게 됩니다.”라고 말했습니다. “따라서 우리는 비용, 에너지 균형 및 배출의 주요 동인이 무엇인지 매우 빠르게 파악해야 합니다. 그러기 위해서는 우리가 쌓아온 기술 전문성과 능력이 필요합니다.”