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2014. 11. 12. 10:16

EPA의 청정발전계획안과 원자력 신제품신기술2014. 11. 12. 10:16

지난 6월, 환경보호국(EPA)이 미국 전역의 수백 개에 달하는 발전소에서 배출되는 탄소를 규제하는 계획안을 선보이면서 2030년까지 2005년 수준의 30%로 이산화탄소를 줄일 것을 요구했다. 이 계획에는 2005년 이후 탄소 배출을 줄이는 노력의 정도에 기반하여 각 주별로 달성해야 하는 개별 목표도 포함되어 있다. 이 규정은 감축 목표를 달성하는 방법으로 각주에 큰 유연성을 부여하고 있는데, 원자력을 비롯한 신재생에너지원 확장, 새로운 에너지 효율 프로그램 적용, 탄소배출권 거래 프로그램 출범 등을 허용하고 있다. EPA는 제안된 규정에 논평을 제공하면서 2015년 6월 최종안을 확정하기에 앞서 다소 덜 공격적인 방안도 고려하고 있다고 밝혔다.

이 제안은 현재 완전하지 않은 상태이고 법의 제한을 받는다는 관점에서 볼 때, EPA의 계획안은 다소 평범하지 않은 것으로 볼 수 있는데, 잠재적으로 배출을 감축시키는 국가 차원의 기준과 그것을 달성하는 각주의 유연성 간의 중요한 균형을 혼란시킬 잠재성이 있기 때문이다. 이법의 초기부터 참여한 공화당원이자 지역 정부의 전문가의 입장에서 여러 가지 방법으로 그 목표를 달성할 수 있는 유연성을 각주에 제공하는 것은 긍정적인 단계라고 생각한다. 또한 이것을 통해 산업계 지도부가 국가 차원의 규제체계에 요구하는 사항을 충족시켜 계획하고 실행할 수 있도록 해줄 것으로 기대한다. 불행하면서도 부정확한 것은 기후에 관한 논의가 종종 경제성장과 환경보호 간의 긴장을 통해 제로섬 게임으로 보여질 수 있다는 것이다.

2007년 1월 듀퐁, 캐터필러, 제너럴일렉트릭을 비롯한 퍼시픽 가스 및 전기 등 미국 선도 기업들의 최고경영자들이 환경 지도자들과 합세하여 부시 대통령의 국정연설에 앞서 가진 기자회견에서 대통령과 의회에 규제를 요청했던 것을 잊지 말아야 한다. 업계 지도자들은 50개 달하는 각기 다른 환경규정 하에서 사업을 수행하는 것이 사업에 도움이 되지 않는 것을 인지하고 미래에 주요 자본 투자 결정을 내리기 위해 필요한 어떤 상황이 진행되고 있는가에 대한 기본적인 이해가 있어야 한다고 요구한 것이다.

이산화탄소 배출을 감축하는 조치는 단지 환경을 보호하는 것뿐 아니라 환경오염에 관련된 연구와 여러 가지 보건에 대한 영향도 포함하고 있다. 보다 의욕적인 계획을 추진할 경우, EPA의 추산에 따르면, 공중보건에서 이익을 창출할 수 있는 금액이 2030년에는 550억(약 60조 원)에서 930억 달러(약 100조 원) 사이가 될 것으로 보고 있는데, 규제를 이행하는데 따르는 비용 88억 달러(약 9조 5,000억 원)와 비교할 때 큰 성과를 가져올 수 있다는 것이다.

더 중요한 것은 EPA의 추산에 따르면, 2030년까지 조기 사망자 수는 2,700 ~ 6,600명, 어린이 천식환자는 140,000 ~ 150,000명까지 방지할 수 있다는 점이다. 또한 기후변화를 무시할 수 없다는 것은 자명하다. 그 대가는 비용과 인명 측면에서 감당할 수 있는 것을 크게 상회할 것이다. 각 주 및 연방 정책 결정권자들이 당선 가능성을 염두에 두지 말고 이 제안된 규정에 대한 합리적인 대화를 진행해야 할 것이다. EPA가 많은 비난을 받고 있지만 이 제안은 국가 차원의 관심과 행동을 이끌어 낼 가치가 있는 것이기 때문이다.

미국 남부에너지위원회의 원자력 관련 결의안에서도 EPA가 제안한 청정 공기법(Clean Air Act) 111(d) 항에 따라 기존 발전소의 탄소 배출을 규제하는 내용을 다룬 바 있다. 이 결의안은 EPA가 원자력발전을 명시적으로 비용대비 효과적인 탄소 조절 전략의 하나로 인정했음에도 그 초안에서는 단지 6%의 원자력 발전만 탄소 절감에 기여하는 것으로 보고 있으며 현재 조지아, 사우스 캐롤라이나, 테네시 등 남부 지방에서 건설 중인 새로운 원자력발전소는 포함시키지 않고 있음을 지적하고 있다(GTB2014100468).

출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - EPA의 청정발전계획안과 원자력
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2014. 11. 12. 10:15

일본, 풍력 발전 시스템 시장 현황 신제품신기술2014. 11. 12. 10:15

1. 시장 현황
2011 년 이후에는 신규 도입량이 2010 년도 실적을 밑도는 상황으로 인해 계속 시장은 침체했다. 일본 국내 풍력 발전 시스템 시장 규모 (운전 개시 기준)를 2011 년 178 억엔, 2012 년도 278 억엔, 2013 년도 265 억엔으로 추산했다. 이것은 2010 년도의 시장 규모의 20 ~ 30%에 불과한 규모이다. 시장 침체의 요인은 크게 두 가지이다. 첫째, 도입 보조 제도의 축소 ? 폐지에서 2012 년 7 월 FIT (Feed-in Tariff; 재생 가능 에너지의 고정 가격 매입 제도)의 시작까지 공백 기간이 존재한 것으로 그 동안 시장 전체로 새로운 프로젝트 계획이 거의 멈춰 있었다. 두 번째는 2012 년 10월 환경 영향 평가법 개정에 따른 풍력 발전소 건설에 적용에서 대형 프로젝트의 개발 기간이 더욱 장기화될 것을 들 수 있다.

한편, 2013 년 풍력 발전에 의한 매전 시장 규모를 1,046 억 엔으로 추산했다. 매전 단가는 지금까지 약 10 엔 / kWh (RPS 상당량 * 포함)였으나, 2012 년도에 순차적 RPS에서 FIT로의 전환이 진행되어 2013 년도는 거의 전량이 FIT에 대응하고 있다. 그에 따른 매전 단가의 상승에 따라 풍력 발전에 의한 매전 시장 규모는 풍력에 의한 발전 전력량의 증가를 웃돌고 확대되어 2013 년도에는 2010 년도 대비 약 2.5배 급성장했다.

* RPS 상당량은 전기와 분리하여 사업자 간에 거래할 수 있는 양으로, RPS 제도에 따라 전기 사업자는 일정 비율 이상의 신 에너지 등의 발전되는 전기의 이용 의무 이행에 활용할 수 있다.

2. 주목해야 할 동향 ~ 해상 풍력 발전
육상에서의 풍력 적지의 감소에 따라 유럽을 중심으로 해상 풍력 발전 도입량이 증가하고 있다. 해상 풍력 발전소의 개발은 북해를 중심으로 영국, 덴마크, 벨기에, 독일 등에서 석유 ? 가스 개발 인프라, 해양 토목 기술, 노하우를 활용하여 전개되고 있다.일본의 해상 풍력 발전 누적 도입량은 2014 년 3월 말 시점에서 49.6MW (기수 기준으로는 26 개, 시범 사업 포함)로 극히 소량이다. 그러나 육상 평야의 풍력 발전의 적지가 감소하고 있기 때문에 육상 풍력에 비해 잠재력이 큰 해상 풍력 발전에 주목하고 있다.

2013년 조시 바다와 기타큐슈시 앞바다에서 착상식, 나가사키 현 고토시 가바 바다와 후쿠시마 현 앞바다에서 부유식 해상 풍력 발전 시범 프로젝트가 잇따라 시작하고 2014년도부터는 FIT에 해상 풍력의 매입 구분이 신설되었다. 또한 민간 기업에 의한 해상 풍력 발전소 개발도 점차 발전하기 시작했다. 이와 같이 국내 해상 풍력 발전은 이제 천천히 상승하기 시작했다.

3. 향후 전망
2014 년 이후에는 환경 영향 평가 절차를 종료한 대형 풍력 발전 프로젝트의 착공 운전 개시가 예상되기 때문에 향후 신규 도입량이 확대될 것으로 생각한다.일본 국내 풍력 발전 시스템의 신규 도입량은 NEDO의 조사 (일본의 풍력 발전 설비 도입 실적)에 따르면 2006 년 407MW가 과거 최고였던 2014 년도부터 점차 회복하였고, 2016 년도의 신규 도입량은 500MW에 달할 것으로 예측한다.

국내 풍력 발전 시스템 시장 규모 (운전 개시 기준)는 2014 년도에 740 억 엔까지 회복하여 2015 년도에는 1,000 억 엔을 넘는다고 예측한다. 이후에도 신규 도입량의 증가에 따라 견조한 시장 성장이 이루어져 2020 년도에는 2013 년도의 약 10배 규모인 2,800 억 엔까지 확대될 것으로 예측한다.해상은 육상에 비해 바람 상황이 양호하고 대규모 개발이 가능하지만, 어업 관계자들과의 합의 형성과 건설 전용선 ? 항만 시설 등의 인프라 정비에 상응하는 시간을 요한다. 이를 위해 2025년까지 육상 풍력 발전 시장 확대를 견인할 것으로 생각한다.

풍력 발전 시스템의 설치 비용 (시설 비용 + 건설비)은 풍력 발전의 대규모 화가 비용 절감의 요인이 되는 반면, 도로 및 송전선 등의 건설비의 상승이 예상되며, 또한 해상 풍력 발전 도입의 본격화가 예상되는 2025 년도부터 더 비쌀 것이라고 생각한다. 해상 풍력 발전의 확대와 더불어 풍력 발전 시스템 시장 규모 (운전 개시 기준)는 2025 년도에 5,600 억엔, 2030 년도에 1 조 엔 규모에 달할 것으로 예측된다.


출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 일본, 풍력 발전 시스템 시장 현황
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호주의 퀸즐랜드 공대(QUT: Queensland University of Technology) 연구팀이 개발한 나노 기술 분야의 혁신으로 자동차 차체 패널에 의하여 동력이 공급되는 자동차가 조만간 도로를 활보할지도 모른다.

연구자들은 전기 자동차의 전력을 극적으로 높일 수 있도록 보통의 배터리와 결합될 수 있는 경량의 슈퍼커패시터(supercapacitor)를 개발하였다.

이 발견은 퀸즐랜드 공대(QUT)의 과학 및 공학부 소속인 미래 환경 연구소(Institute for Future Environments)의 박사 후 과정 연구원인 진장 리우(Jinzhang Liu) 박사, 눈지오 모타(Nunzio Motta) 교수, 마르코 노타리안니(Marco Notarianni) 박사 연구원, 미국 휴스턴(Houston)에 위치한 라이스 대(Rice University)의 프란체스카 미리(Francesca Mirri) 박사 연구원, 마테오 파스쿠알리(Matteo Pasquali) 교수 등에 의하여 이루어졌다.

두 개 탄소 전극 사이에 위치한 전해질 층으로 구성된 슈퍼커패시터는 높은 전력 밀도를 가진 얇고 매우 강한 필름으로 만들어졌다. 자동차의 차체 패널, 지붕, 문, 보닛, 바닥 등에 내장될 수 있는 이 필름은 단지 몇 분 내에 전기 자동차의 배터리를 급속 충전하기에 충분한 에너지를 저장할 수 있다.

이러한 연구 결과는 각각 전력 및 나노기술과 관련된 국제 학술지(명칭: Journal of Power Sources와 Nanotechnology)에 발표되었으며, 자동차 차제 패널에 의하여 부분적으로 전력이 공급되는 자동차가 5년 내에 실현될 가능성이 있다고 마르코 노타리안니 박사가 전했다.

"자동차는 가속을 위해서는 추가적인 에너지 분출을 필요로 하며, 이러한 이유로 슈퍼커패시터가 도입되었다. 슈퍼커패시터는 한정된 양의 충전을 가지고 있지만, 매우 빠르게 전달할 수 있어서 대용량 배터리에 대한 완벽한 보완물이 되고 있다"고 마르코 노타리안니 박사가 말했다."슈퍼커패시터는 짧은 시간에 높은 전력 출력을 제공하며, 이것은 표준의 전기 자동차용 배터리가 수 시간이 걸리는 것과 비교하여 자동차에 더 빠른 가속도와 단지 수 분 내에 충전하는 기능을 제공할 수 있음을 의미한다"고 마르코 노타리안니 박사가 덧붙였다.

현재 슈퍼커패시터의 에너지 밀도(energy density)는 표준적인 리튬 이온 배터리보다 더 낮지만, 짧은 시간에 전력을 방출할 수 있는 능력인 전력 밀도(power density)가 더 높으며, 이는 통상의 배터리보다 훨씬 나은 성능이라고 진장 리우 박사가 설명하였다."슈퍼커패시터는 현재 전기 자동차로 동력을 공급하는 표준적인 리튬-이온 배터리와 결합되고 있으며, 무게를 상당히 감소시키고, 성능을 증가시키고 있다"고 진장 리우 박사가 말했다."미래에 슈퍼커패시터는 최대 10배 더 빠르게 에너지를 방출할 수 있는 능력을 유지하면서 리튬-이온 배터리보다 더 많은 에너지를 저장하도록 개발될 것으로 기대되고 있으며, 이는 자동차가 전적으로 차체 패널에 내장된 슈퍼커패시터로 동력이 공급될 수 있음을 의미한다"고 진장 리우 박사가 덧붙였다.

한 번의 완전한 충전으로 전기 자동차는 최대 500킬로미터까지 달릴 수 있을 것이며, 이는 휘발유 자동차가 가지는 한 번의 주유로 갈 수 있는 주행거리와 비슷하며, 전기 자동차의 현재 최대 주행거리보다 2배 이상이 되는 것이라고 진장 리우 박사가 강조하였다.

또한, 이 기술은 잠재적으로 다른 배터리 동력 장치에 사용되어 신속한 충전을 제공하는 데에 사용될 수 있다고 진장 리우 박사가 전했다. 예를 들어 스마트폰의 뒷면에 이 필름을 부착하여 매우 신속하게 충전할 수 있다고 진장 리우 박사가 사례를 들었다.

이러한 발견은 재정적 요소 및 환경적 요소에 상당한 영향력을 가지고 있으며, 자동차 산업에 게임 체인저(game changer: 판을 뒤흔들어 시장의 흐름을 통째로 바꾸거나 어떤 일의 결과나 흐름 및 판도를 뒤집어 놓을 만한 결정적인 역할을 한 사건, 사람, 서비스, 제품 등을 의미함.)가 될 수도 있다."우리는 슈퍼커패시터를 만들기 위하여 저렴한 탄소 재료를 이용하고 있으며, 산업적 규모의 양산 가격은 낮아질 것"이라고 눈지오 모타 교수가 말했다.

"리튬-이온 배터리의 가격은 리튬 가격이 높은 상태로 남아있기 때문에 많이 떨어질 수가 없다. 반면에 이 기술은 금속에 의존하지 않으며, 다른 독성이 있는 재료도 사용하지 않는다. 그래서 환경 친화적으로 처리가 가능하다"고 눈지오 모타 교수가 덧붙였다.

이 연구의 연구자들은 배터리와 연관된 연구로 산업체와 협력하는 것을 목표로 하는 학제 간 연구진인 퀸즐랜드 공대(QUT) 배터리 관심 그룹(Battery Interest Group)의 일부이다.


출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 자동차 차체 패널을 이용한 전력 공급
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엔지니어들이 캡처한 태양광선의 90% 이상을 열로 흡수하고 변환시키도록 디자인되어 집광형 태양열 발전소에 사용될 새로운 나노입자에 기반을 둔 물질 개발에 성공했다.

캘리포니아 대학교 샌디아고 캠퍼스에서 개발된 새 물질이 700℃ 이상의 온도를 견딜 수 있고 공기와 습도에 노출되어도 외부에서 여러 해를 견딜 수 있다고 주장되고 있다. 미국 에너지부의 선샷 프로그램(SunShot program)의 자금지원을 받은 그들의 연구결과는 [Nano Energy]에 발표되었다.

그와 비교하여, 현재 사용되는 태양열 흡수장치 물질은 낮은 온도에서 작동되고 높은 온도에서의 작동을 위해 매년 오버홀될 필요가 있다.

"우리는 태양광선이 하나도 빠져나가지 않으면서 모두를 흡수하는 물질 창조를 지향했다. 우리는 태양광선을 빨아들이는 블랙홀을 원한다"고 이 대학교 야콥 엔지니어링 스쿨(Jacobs School of Engineering) 기계우주항공학과 교수인 진 성호 교수는 말했다. 진 교수는 전기컴퓨터공학과의 자오바이 리우(Zhaowei Liu) 교수 및 기계공학과 교수인 렌쿤 첸(Renkun Chen) 교수와 공동으로 붕괴 규소-코팅의 나노셸(silicon boride-coated nanoshell) 물질을 개발했다.

이 우수한 물질은 10nm에서 10㎛ 범위의 크기의 많은 입자를 사용하여 창조되는 멀티스케일의 표면을 그 특징으로 한다고 알려졌다. 이 멀티스케일 구조는 빛을 트랩하고 흡수할 수 있어서, 이 물질이 고온에서 작동될 때 높은 효율성을 보장하는 데 이바지한다.

집광형 태양광 발전(CSP, Concentrating solar power)은 현재 지구의 발전소에서 약 3.5GW의 전력발전량을 생산하는 부상하는 대체에너지 시장으로, 추가적인 건설과 발전을 통해 몇 년 이내에는 20GW 정도의 전력을 생산할 것으로 예상한다.

이 기술의 매력 중의 하나는 석탄과 화석연료를 사용하는 기존의 발전소 개조에 사용될 수 있다는 것인데, 그 이유는 스팀에서 전기를 생산하는 것과 같은 프로세스를 사용하기 때문이다.

집광형 태양광 발전소는 용융염(molten salt)을 가열하기 위해 태양광선을 사용하여 터빈 회전에 필요한 스팀을 생성한다. 또한, 용융염은 밤새도록 그리고, 심지어는 원한다면 하루 24시간 내내 스팀과 전기를 계속 생산할 수 있는 열 저장장치 탱크에 저장할 수 있어, 태양이 진 이후에 에너지 생산을 정지하는 태양광 발전과 비교하면 상당한 장점이 있다.

가장 일반적인 형태의 집광형 태양광 발전시스템 중의 하나는, 빛을 흡수하는 검은 페인트 물질을 사용하여 스프레이 페인팅된 상태로 타워에서 태양광선을 모으기 위해 100,000개 이상의 반사경을 사용한다. 이 물질은 태양광선의 흡수를 극대화하고 적외선 방사의 형태로 표면으로부터 자연적으로 발산되는 빛의 손실을 최소화하도록 디자인되었다.

이 대학교 연구팀의 전문적 지식은 지난 3년간에 걸쳐 이러한 종류의 시스템을 위한 새로운 물질을 개발하고 최적화하며 특성화하는데 사용되었다. 연구진에는 이 대학교 재료과학 및 재료공학과 대학원생인 저스틴 김 태영(Justin Taekyoung Kim)씨와 브라이언 반사데르스(Bryan VanSaders)씨 그룹과 최근에 네바다 대학교 라스베이거스 캠퍼스 교수진에 결합한 문 재윤 교수가 포함되어 있다. 합성된 나노셸 물질은 열적, 기계적 시험을 위해 첸(Chen) 교수의 실험실에서 금속 기질에 스프레이-페인팅되었다. 태양광선을 흡수하는 이 물질의 능력은 가시광선에서부터 적외선까지 스펙트럼 측정을 하는 독특한 종류의 장치 세트를 사용하여 리우(Liu) 교수의 광학 실험실에서 측정되었다.

현재의 집광형 태양광 발전소는 성능이 저하된 태양광선 흡수 물질을 교환하고 새로운 코팅을 재적용하기 위해 운영이 중지된다. 이것이 미국 에너지부의 선샷 프로그램(SunShot program)이 도전하고, 이 대학교 연구팀이 실질적으로 더 긴 수명주기를 가지면서도 에너지 변환효율성의 향상을 위해 더 높은 운영 온도에서 작동되는 물질을 개발하도록 지원한 이유이다. 이 대학교 연구팀은 수년간을 사용할 수 있는 수명을 가진 물질을 목표로 하고 있으며, 그들은 그것에 가까워지고 있다고 믿고 있다.


출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 집광형 태양열발전을 위한 나노입자 물질 개발
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MoS2/단일벽 탄소 나노튜브 하이브리드 재료.



중국 연구진은 탄소 나노튜브가 2차원 이황화몰리브덴(MoS2) 나노시트의 촉매 활성을 향상시키는데 매우 유용하다는 것을 증명했다.

수소는 가장 청정한 연료이고 큰 에너지 용량을 가지고 있기 때문에 유망한 재생 에너지로서 각광을 받고 있다. 2차원 이황화몰리브덴 나노시트는 수소 발생 반응(hydrogen evolution reaction, HER)을 통해서 수소를 제조할 수 있기 때문에 기존의 백금 촉매를 위한 대체물로서 유망하다. 그러나 열악한 전자 전달은 MoS2 촉매의 적용을 심각하게 제한한다. 저널 Nanotechnology에 게재된 최근 연구에서, 중국 연구진은 탄소 나노튜브를 도입함으로써 이런 문제를 극복할 수 있는 고성능 촉매 시스템을 제조했다.

전자 전달은 촉매의 활성화에 영향을 끼치는 중요한 요인이다. 일반적으로, MoS2 나노시트는 혼합된 금속성 1T 상과 반도체성 2H 상을 가진다. 후자는 MoS2 나노시트의 전도를 제한한다.

MoSx 기반의 촉매가 더 빠른 전하 전달을 달성하기 위해서, 탄소 기반의 나노물질은 전도성 네트워크 또는 지지 템플릿으로 사용된다. 그러나 이런 복합물의 제조는 복잡한 다단계 프로세스를 포함하고, 고온 또는 촉매 시스템은 상당히 낮은 촉매 탑재를 이끈다.

저장 대학(Zhejiang University)의 연구진은 HER을 위한 2차원 MoS2 나노시트와 단일벽 탄소 나노튜브로 구성된 고성능 촉매 시스템을 제조할 수 있는 손쉬운 방법을 개발했다. 그들의 뛰어난 전도성과 유연성 때문에, 단일벽 탄소 나노튜브는 하이브리드 촉매 시스템 속의 효율적인 전자 전달 경로로서 활용될 수 있다.

2차원 MoS2 나노시트의 제한적인 전도도는 높은 전기촉매 성능에 부정적인 영향을 끼친다. 이번 연구진은 MoS2/단일벽 탄소 나노튜브 복합물을 제조하기 위해서 고전도성 단일벽 탄소 나노튜브, 이소프로판, 물로 구성된 용액 속에 MoS2 나노시트를 분산시키는 간단한 방법을 개발했다. 하이브리드 시스템 속의 단일벽 탄소 나노튜브는 2차원 MoS2 나노시트 간의 효율적인 전자 전달 채널로서 사용되고 촉매-전해질 계면에서 전하 전달을 용이하게 한다. 이번 연구진은 촉매 활성에 대한 단일벽 탄소 나노튜브 비율의 영향을 조사했고, 탁월한 전기화학적 내구성을 가진 고성능 하이브리드 촉매를 만드는데 성공했다. 하이브리드 전기촉매 시스템은 HER 활성을 향상시키기 위한 새로운 방법을 제공한다.

순수한 MoS2 촉매와 비교할 때, 복합물 시스템은 매우 향상된 전기 촉매 활성을 가진다. 낮은 시작 과전위(onset overpotential)와 40.82 mV/decade의 타펠 기울기(Tafel slope)를 가지는데, 이것은 지금까지 보고된 MoS2 기반의 촉매에서 가장 낮은 수치 중의 하나이다.

이번 연구진은 2차원 나노물질, 광전자장치, 나노독성, 전기적 DNA 염기 서열 등을 중점적으로 연구하고 있다. 이 연구결과는 저널 Nanotechnology에 “Easy incorporation of single-walled carbon nanotubes into two-dimensional MoS2 for high-performance hydrogen evolution”이라는 제목으로 게재되었다(doi:10.1088/0957-4484/25/46/465401).


출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 이황화몰리브덴을 더 활성화시키는 탄소 나노튜브
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경제성장과 에너지 효율, 에너지 소비량, 화석연료 가격과의 관계. (좌) 성장시나리오의 예측, (우) 경제 전체의 구조변화를 고려한 계산


- 에너지절약은 성장의 계기 -

2011년 3월 후쿠시마 제1원자력발전소 사고 이후, 전력부족 및 전기요금의 인상에 대한 불안이 높아져 있다. 산업계는 요금의 인상 회피책으로 “원자력발전소 재가동”을 요구하고 있지만, 한편으로는 에너지절약 및 절전에 노력하고 있다. 엔고시정의 효과와 함께 일본기업의 업적은 급격하게 회복을 보이고 있다. 에너지절약 및 절전이 성장의 장애가 될 것인지 검토하였다.

후쿠시마 제1원자력발전소 사고 이후, 에너지 비용 상승에 따른 에너지절약 및 절전이 오일쇼크 시와 유사하게 진행되기 시작했다. 앞으로도 전기요금의 인상이 예상되며, 가격 메커니즘에 의한 에너지절약은 가속될 것이다. 산업부문에서는 철강 이외의 화학, 펄프, 종이, 요업, 토석과 같이 에너지 다소비 산업에서 전력효율의 개선이 뚜렷하다.

기계, 자동차 등의 주력 수출산업은 에너지비용 상승의 영향을 대부분 받지 않는다. 제조업 전체에서는 엔저의 메리트가 비용 상승을 상회한다. 업무(사무실, 점포)와 가정이라는 민생부분은 2000년대 중반부터 에너지절약이 추진되며, 앞으로 인구감소의 효과도 추가되어 에너지 소비량이 크게 저감될 가능성이 높다. 운송부무도 동일하게 생각할 수 있다.

석유쇼크 시는 에너지절약을 목표로 제조업이 비약적으로 국제경쟁력을 높이고, 일본 성장의 계기 중 하나가 되었다. 각 산업의 에너지절약이 가속된 것과 추가로 일렉트로닉스를 중심으로 한 하이테크, 에너지절약형의 산업이 대두되어 일본 경제를 이끌기 때문이다. 한편, 가정과 운송부문은 생활수준의 향상에 따라 가전과 자동차의 보급, 레저의 확대 등으로 에너지 소비량은 증가하였다. 200년대는 온난화가스 삭감을 의무화한 교토의정서에 대응한 환경규제와 에너지절약법의 강화 등에 의해 민생부문과 운송의 에너지절약을 추진한 것은 무시할 수 없다. 국제적 약속은 에너지절약을 활성화시키는데 도움이 된다.

2014년 2월에 정리한 “글로벌 예측과 일본의 세 가지 미래”는 장기적인 경제성장을 실현한 경우, 2050년도의 일본 국내 에너지 소비량은 10% 정도 감소되었다. 앞으로 비제조업이 주체인 경제구조로의 전환을 도모하면 동일하게 40% 감소하게 된다. 비제조업이 주체가 되면서 성장의 계기가 되는 데는 금융과 정보통신기술(ICT) 분야의 생산성 향상을 제외할 수 없다. ICT의 진보와 이활용은 여러 분야의 에너지절약과 산업경쟁력 향상을 양립하는 열쇠이기도 하다. 그 때문에 에너지, 환경을 배려한 세제의 도입과 설비기기가 아닌 지식자본 투자의 촉진책이 필요하게 된다.


출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 경제구조 변화로 2050년도의 에너지 소비가 40% 감소
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Posted by 매실총각
2년 전 미국 동부 해안에 불어 닥친 허리케인 샌디(Sandy)는 가정, 인프라, 자산 등에 650억 달러 규모의 손실을 입혔다. 그리고 800만 명의 미국인들이 전력공급을 제대로 받지 못하였다. 미국 정부에 따르면, 스마트그리드가 어느 정도 구축되어 있지 않았다면 훨씬 큰 규모로 정전 피해를 입었을 것이다. 미국 Washington DC와 Maryland 지역에서 전력공급을 하고 있는 Pepco는 허리케인이 불고 간 이후 이틀간 13만 가구에 전력공급을 복원하기 위해 업무시간 외 근무를 수행하였다.

미국 스마트그리드 정부기관의 블로그 포스터에 따르면, 42만5천 가구에 설치된 양방향 스마트미터 덕분에 Pepco는 계량기에서 노파워(no power: 전력흐름 신호가 잡히지 않는 상태) 신호를 받아 빠르게 어느 장소에서 정전이 발생하였는지를 확인하였다. 그 신호는 Pepco의 중앙 모니터링 센터에 전달되어 빠르고 효과적으로 고객들에게 대응할 수 있도록 하였다.

New Jersey 지역에서 전력공급을 하고 있는 PSE&G(Public Service Electric and Gas Co.)의 경우에는 샌디 태풍이 자사의 111년 역사상 가장 강력한 태풍이었으며, 200만 이상의 고객들이 정전피해를 입었다고 주장하였다. PSE&G는 샌디 태풍 이전부터 새로운 전선을 설치하는 사업을 진행 중이었다. 69-kV 선을 통해 용량과 신뢰성을 제고하는 사업이다. 현재도 이 사업은 계속 진행 중이며, 번개피해를 보다 잘 막을 수 있는 전봇대와 전선을 추가 설치할 계획이다. 그리고 광섬유 와이어를 통해 변전소 간 통신기능을 향상시킬 것이다. 송전망 향상은 단지 시작에 불과하다고 PSE&G는 말한다. 향후 3년간 PSE&G는 12억 2천만 달러 규모의 Energy Strong 프로그램을 추진하면서 자사의 전력 및 가스 시스템을 이상기후로부터 보호한다는 방침이다. 이 프로그램의 일환으로 29개의 교환 및 변전소 위치를 변경하고 스마트그리드 기술을 보급할 계획이다. PSE&G에 따르면, 구축하는 스마트그리드 기술에는 원격 모니터링 및 제어, 스마트 스위치 및 퓨즈 추가로 우발상황 대처, 회로에 다중세션 구축 등이 있다. 이 업그레이드로 인해 정전이 발생하면 에너지공급 서비스가 보다 빨리 복구되고 정전피해를 입는 고객 수가 줄어들 수 있을 것으로 기대하고 있다(GTB2014110110).

한편, 다른 동부 해안 지역 전력회사 Con Edison은 자사의 4년간 진행되는 태풍대응 계획을 성공적으로 추진하고 있고, 현 시점에서 약 절반 정도 진행하였으며, 전문화된 원격 스위치 및 기타 정전대응 장비 구축으로 2014년에 2만5천 건의 태풍 관련 정전피해를 막을 수 있었다고 주장하였다(GTB2014110110).

IEEE의 시니어멤버이자 미네소타대의 전기 및 컴퓨터 공학 교수인 Massoud Amin은 샌디 허리케인과 같은 위험들이 계속해서 나타날 것이며, 보다 많은 극한상황들을 경험하게 될 것이라고 말한다. 그리고 우리의 시스템과 인프라스트럭처에 변동성이 높아질 것이라고 강조한다. 이에 지역적으로나 국가적으로 시스템을 업그레이드하고 강화해야 한다고 강조한다.

스마트그리드와 자연재해 시나리오를 둘러싼 토론들이 여전히 계속되고 있지만, 중심적으로 논의되는 한 주제는 바로 앞으로 정전사태를 방지하기 위해 전력망이 어떻게 업그레이드되어야 할 것인가이다. 그러나 가장 큰 문제는 시간적 요소가 될 것이다. 사람들은 이것이 하나의 과정이라는 사실을 깨달아야 한다. 즉, 하룻밤에 개선되는 성질의 것이 아니라는 점이다. 우리가 특정 재원을 지출한다고 해서 앞으로 모든 태풍에 대해 정전을 방지할 수 있는 시스템을 구축하는 것은 아니다. 우리는 자연재해로 인한 정전사태 빈도수를 최소화하고 문제해결을 최대한 빨리 해내는 데에 초점을 맞춰야 한다. 모든 지역에서 스마트그리드를 업그레이드해야 할 시기이다. 그러나 극한기상 상황과 관련한 리스크에 대응하는 것이 과거보다 중요해진 상황이다.

출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 태풍으로 인한 전력망 피해 복구에 있어 스마트그리드
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Posted by 매실총각