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1979년 노스캐롤라이나주 분의 언덕 위에 서 있는 NASA의 Mod-1 풍력터빈.
그린 이니셔티브

에너지원 비교

각 킬로와트시는 숨겨진 역사를 가지고 있습니다. 광산, 공장, 굴뚝 또는 블레이드. 그들을 정직하게 비교하면 그림은 논쟁보다 더 분명합니다.

NASA Glenn Research Center

1979년 NASA는 노스캐롤라이나의 한 산에 61미터 폭의 회전자를 가진 두개의 날개를 가진 Mod-1 풍력 터빈을 설치했다. 이것은 당시 가장 큰 터빈 중 하나였으며, 풍력 발전을 전력망의 중요한 부분으로 만들기 위한 최초의 시도 중 하나였다. Four decades later wind and solar are the fastest-growing sources of electricity on the planet. 왜, 그리고 그들이 아직 할 수없는 것을 이해하기 위해, 동일한 조건에 모든 소스를 비교하는 데 도움이됩니다.

굴뚝만이 아니라 전체 인생

발전소의 배출은 굴뚝에서 멈추지 않습니다. 철강과 콘크리트를 만들어야 하며, 연료를 채굴하고 운반해야 하며, 모든 것이 결국 분해되어야 한다. 수명주기 평가는 킬로와트시당 이 모든 것을 추가합니다. IPCC의 수백 개의 연구에 대한 검토는 분명한 순위를 제공합니다: 킬로와트시당 820그램의 CO2 배출량풍력, 원자력 및 수력 발전은 약 10에서 25 사이이며, 태양열은 40에서 50 사이인 반면, 가스는 약 490입니다.

안전은 비슷한 이야기를 말해 줍니다. 전기의 단위당 사고와 대기 오염으로 인한 사망자를 세어보면, 석탄과 기름은 가장 위험한 원천이며, 이는 그것들을 연소하면 공기가 입자로 가득 차기 때문이다. 풍력, 원자력, 태양열은 수백 배 안전합니다.

820 g석탄에서 kWh당 CO2-등가량, 수명주기 중간값 (IPCC 5차 보고서)
11 gCO2-equivalent per kWh from onshore wind (IPCC 5차 보고서)
24.6석탄에서 TWh 당 사망, 풍력에 대한 0.04 대 (데이터로 본 우리의 세계)

각 소스가 잘하는 것이 무엇인지

  • 석탄과 가스 필요할 때 켜질 수 있지만 가장 높은 배출량과 오염을 수행합니다. Gas emits about half as much CO2 as coal when burned, though methane leaks narrow the gap.
  • 핵 매우 낮은 배출량과 작은 토지 발자국으로 안정적으로 실행됩니다. 비용이 많이 들고 건설 시간도 길며, 폐기물을 오랜 시간 관리해야 합니다.
  • 수력 발전 유연하고 저탄소이지만 댐은 홍수 계곡과 강을 바꿉니다.
  • 바람 태양광은 가장 저렴한 새로운 전기 중 하나입니다. 날씨에 따라 다르며 공간, 그리드 및 점점 더 많은 저장소가 필요합니다.
  • 태양 저렴하고, 모듈식이며 마을에서부터 고층 건물까지 지붕에 맞는다. 밤에는 아무것도 생산하지 않고, 겨울에는 적게 생산한다.
광대한 모래 광산에서 두 대의 거대한 버킷 바퀴 굴삭기가 녹색 밭과 지평선에 있는 풍력 터빈을 따라 달리고 있습니다.
2019년 서독 가츠바일러 노천 흑연광산의 버켓휠 굴삭기, 지평선에 풍력 터빈이 보입니다. For coal, the hidden history of a kilowatt-hour starts in a mine like this. Photo: Arne Müseler, CC BY-SA 3.0 DE

완벽한 원천은 없다. 더 나은 혼합물과 더 나쁜 혼합물만 있고, 혼합물은 우리가 선택할 수 있습니다.

누락된 부분: 유연성

청정 전력 시스템의 과제는 평균적으로 충분한 에너지를 생산하는 것이 아니라 매초마다 수요와 공급을 일치시키는 것입니다. 배터리, 펌프 수력, 지역간 전력 공유를 위한 강력한 그리드, 태양과 바람을 따라가는 수요, 그리고 탄소 저감에 기여하는 견고한 원천은 이러한 격차를 메우고 있습니다. 이것이 바로 우리가 Fan Wall와 같은 전력이 사용되는 곳에 설치할 수 있는 모듈식 제품을 연구하는 이유입니다.

입증된 솔루션: 이미 변화한 그리드

청정 전기는 단지 예측일 뿐입니다. 몇몇 국가들은 한 세대 안에 전력 공급의 대부분을 재건하였으며, 각각은 바람, 물, 지구의 열 또는 태양과 같은 자원을 가지고 있었다. 아래의 모든 수치는 다른 출처가 주어지지 않는 한, 우리 세계 데이터에 의해 편집된 Ember와 Energy Institute에서 각 국가의 전기 생산량을 나타낸 것이다.

  • 덴마크: 풍력이 주요한 원천입니다. 2000년에는 화석연료가 덴마크 전기의 84%를 차지했으며, 2024년에는 11%로 줄어들 것입니다. Wind turbines alone made 58 percent, bioenergy about a fifth, and solar has grown from almost nothing to 11 percent since 2012.
  • Uruguay: a transition in less than a decade. 우루과이는 건조한 해에 댐에 의존하고 석유와 가스를 태우는 데 사용되었습니다. 2008에서 화석연료는 전기의 39%를 차지합니다. 풍력은 2013년의 약 1%에서 2018년에 32%로 성장했습니다. 2023년에도 수력 발전량이 매우 적은 해였지만, 화석연료는 8% 미만을 차지했고, 2024년에는 약 1%를 차지했다.
  • 케냐: 리프트 밸리에서의 열. 리프트 밸리의 증기 우물에서 나오는 지열 발전은 2000년에 케냐 전력의 10%를 차지했고, 2024년에는 다른 어떤 원천보다도 많은 45%를 차지할 것이다. With hydro, wind and solar, more than nine tenths of Kenya’s electricity is now renewable, up from 40 percent in 2000.
  • 스코틀랜드: 필요한 것보다 더 많이. 스코틀랜드는 2024년에 재생 가능 전기의 기록적인 38.4 TWh를 생산했으며, 그 중 30.1 TWh는 바람에서 나왔고, 영국의 나머지 부분으로 수입한 것보다 19.7 TWh가 더 많은 전기를 수출했다(스코틀랜드 정부, 2025).
  • The United Kingdom: the end of coal. In 2000 three quarters of British electricity came from fossil fuels; in 2024 about a third did, and wind made 29 percent. 2024년 가을, 마지막 석탄 발전소인 래트클리프온서가 50년 만에 문을 닫으며 영국은 전력 생산을 위해 석탄을 사용하지 않는 최초의 주요 경제국이 되었다.영국 정부, 2024).
  • 브라질: 물, 바람과 태양. 수력 발전은 수십 년 동안 브라질의 전기 대부분을 공급하고 있습니다. 2010 이후로 태양광과 바람을 신속하게 추가하였다: 그들은 함께 24 %의 전기를 만들었다. 2024, 2010에서 반 % 미만으로 올랐다.
  • 코스타리카 : 거의 모든 재생 가능. 수력, 지열 및 바람은 2015 년 이후 매년 코스타리카 전기의 98 % 이상을 공급하고 있습니다.
  • 방글라데시: 전기망 없는 빛. 방글라데시의 많은 마을들은 전력선에서 멀리 떨어져 있었다. From January 2003 the Bangladeshi finance company IDCOL, first backed by the World Bank, financed small solar home systems for off-grid rural households. By January 2019 about 4.1 million had been installed, bringing solar electricity to about 18 million people, 12 percent of the population, who had lit their homes with kerosene lamps (IDCOL).
흰색 스팀 흐린 하늘 아래 건조 한 언덕에 긴 낮은 지열 발전소에서 상승.
케냐의 리프트밸리에 있는 나이바샤 근처의 올카리아 III 지열 발전소. 이러한 우물에서 나오는 증기가 현재 다른 어떤 원천보다도 케냐의 전력을 생산하고 있습니다. Photo: Bbossoxx, CC BY-SA 4.0

왜 저렴해졌는지: 학습 곡선

이러한 전환이 가속화된 이유는 가격 때문입니다. 태양광 모듈은 1975년에는 와트당 약 132달러, 2024년에는 27센트로 비용이 들었으며, 오늘날의 가격으로는 99.8% 저렴하다(우리 세계 데이터). Economists call the pattern a learning curve: every time the world’s total installed capacity has doubled, the price of a module has fallen by roughly a fifth to a quarter, as factories grew, designs improved and supply chains matured. 배터리는 다음과 같은 길을 따랐다. 리튬 이온 전지는 1991년에는 킬로와트시당 약 9,200달러였으며 2024년에는 78달러로 99% 이상 저렴해질 것이다(Ritchie, Our World in Data). 배터리 팩의 평균 가격은 2024년에만 20% 하락하여 킬로와트시당 115달러가 될 것이다(BloombergNEF, 2024).

미래의 가장 저렴한 에너지는 우리가 건물을 연습하는 에너지입니다. 설치된 각 패널은 다음 하나를 더 저렴하게 만듭니다.

벤치마크를 뛰어넘다: 아이디어를 위한 호출

위의 비교는 명확한 교훈을 가지고있다: 에너지를 만들거나 저장하는 새로운 방법은 이미 저렴하고 깨끗한 소스와 경쟁해야합니다. 건물에서 벤치마크는 지붕에 설치된 태양열 패널입니다. 그것은 높은 바이며, 우리가 더 많은 사람들이 그것에 대해 생각하고 싶어하는 이유입니다. 우리 자신의 팬 벽은 우리가 실패하는 곳을 포함하여 공개적으로 시험하고 있는 아이디어 중 하나입니다. 그것은 단지 하나의 아이디어입니다. 진정한 과제는 남아있는 문제에 대한 해결책을 찾는 것입니다: 밤과 겨울 동안의 전력, 가정 및 산업용 난방, 붐비는 지붕, 유연성이 필요한 그리드.

정원과 나무, 많은 지붕 어두운 태양 전지판으로 덮여 빨간색과 회색 지붕의 교외의 공중 보기.
캔버라, 호주에서 태양 전지판 교외 지붕입니다. 건물에서 이것은 모든 새로운 아이디어가 뛰어넘어야 하는 기준입니다. Photo: Benlisquare, CC BY-SA 4.0

우리는 당신의 아이디어를 듣고 싶습니다, 그리고 여기에서 아이디어가 갈 수있는 두 가지 방법이 있습니다.

  • 피치는 작동하는 모델이 필요합니다. 재단의 일부 회원들은 강력한 아이디어에 대한 피치를 들을 수있는 연락처가있을 수 있습니다. 투입되기 위해, 아이디어는 실제로 전력을 생산하는 작동, 실제 모델이 필요합니다, 그 출력은 장치에 측정, 주장하지 않습니다. 로그 미터가 있는 주전자 크기의 프로토타입은 도면보다 더 많은 것을 말해줍니다.
  • 종이 아이디어도 환영합니다. 하드웨어가없는 잘 주장된 아이디어는 여전히 웹 사이트에 게시 할 수 있습니다. 물리학은 확인하고, 숫자는 정직하며 가장 저렴한 시험은 분명합니다. 그렇게 좋은 아이디어가 그것을 구현할 수 있는 사람들을 찾는 것입니다.

차이점에 대해 현실적이 되십시오: 작동 모델없이 자본을 조성하는 것은 매우 어렵고, 여기에는 자금, 수익 또는 소개의 약속이 없습니다. 우리가 약속할 수 있는 것은 진지하고 공개적인 숫자의 판독입니다.

모든 대안, 설명

각 기사는 물리학, 하드 한계, 실제 프로젝트와 함께 측정 결과, 지붕에 대한 비용, 그리고 작동 프로토타입이 필요한 것입니다.

탐험할 가치가 있는 방향

이들은 각각 아이디어가 존중해야 할 한계와 함께 그들의 뒤에 실제 물리학과 출발점입니다. 레이더에있는 모든 아이디어는 우리의 팬 벽 연구와 같은 정직함으로 작성된 아래에 연결된 자체 심층 기사가 있습니다.

  • 두 가지 일을하는 태양 표면. 외관, 소음 장벽, 주차장 캐노피 및 그늘이나 다른 것을 보호하면서 전기를 만드는 운하 커버. 하이브리드 PV-열 패널은 열을 추가: 전기의 상단에 일년 평방 미터 당 약 100 ~ 700 kWh의 열 (IEA SHC 작업 60, 2020). 한계는 태양광 자체입니다 : 최선의 경우 평방 미터 당 약 1 kW. 읽기: 또한 열을 만들어 태양 지붕.
  • 도 햇빛을 수확하는 농장과 저수지. 농업 전기 시스템은 분리 작물과 패널보다 동일한 땅에서 35-73 % 더 많이 모델링되었습니다 (Dupraz et al., 2011). Floating solar on 30 percent of suitable reservoirs could produce about 9,400 TWh a year, roughly a third of today’s world electricity, and cut evaporation (Jin et al., 2023). 읽기: 농업용 태양광과 부동 태양.
  • 열, 전기뿐만 아니라. 열은 세계 최종 에너지 사용량의 절반을 차지합니다 (IEA, 재생 가능한 2019). 모래와 돌 열 배터리는 몇 주 동안 저렴한 풍력과 태양 전기를 저장할 수 있으며, 100 MWh의 장치는 2025년에 핀란드 포르나이넨 마을을 가열하기 시작했다(Polar Night Energy). Ground-source heat pumps deliver about four units of heat for each unit of electricity (IEA, 2022). 공장, 하수도 및 데이터 센터에서 발생하는 폐열은 여전히 대부분 버려집니다(Forman et al., 2016). 읽기: 모래와 열 배터리, 지하 소스 히트 펌프 및 폐열.
  • 이미 움직이고 있는 물. 조수류는 수십년 전부터 예측할 수 있으며, 스코틀랜드의 MeyGen 어레이는 2023년에 50GWh를 통과할 것입니다. 파도, 강, 관개 운하 및 수도망의 압력 감소 밸브는 모두 에너지를 전달합니다. 보통 사이트당 킬로와트만을 전달하므로 저렴하고 표준화된 설계가 기록을 경신하는 것보다 더 중요합니다. 읽기: 조수류, 파도 에너지 및 소형 및 파이프 하이드로.
  • 높은 바람. 풍력 발전은 풍속의 세제곱과 함께 성장하고, 바람이 몇 백 미터 위로 강하고 안정적입니다. 에너지 연은 그들에게 도달하려는 시도입니다; Google’s Makani closed in 2020 after thirteen years, while smaller companies keep testing. 여기서 좋은 아이디어는 신뢰성을 설명해야 합니다, 그냥 전원. 읽기: 에너지 연.
  • 적절한 시기에 에너지를 사용합니다. 물을 가열하고, 자동차를 충전하고, 건물을 시원하게 하는 것은 가장 저렴한 “발전소”입니다. 미국만 해도 2030년까지 비용 효율적인 유연 수요의 약 200GW가 있습니다 (브래틀, 2019년). 소프트웨어, 관세 및 간단한 가정용 기기에 대한 아이디어도 에너지 아이디어로 간주됩니다. 읽기: 수요 유연성.
높은 층이 나무 사이에 있는 강철 캐노피 위의 태양 전지판으로 덮여있는 다층 주차장의 공중 보기입니다.
매사추세츠주 네이틱 주차장의 최상층에 설치된 태양광 캐노피: 같은 표면은 차를 그늘지게 하고 전기를 생산합니다. Photo: Stephen Coffrin, US Department of Energy (public domain)

강력한 아이디어 브리핑이 포함하는 내용

  1. 해결되는 문제, 그리고 누구를 위해 : 도시 지붕, 농장, 공장, 그리드가없는 마을.
  2. 물리학 체크. 평방 미터 당 또는 톤당 또는 물의 리터 당 얼마나 많은 와트입니까? How many kWh a year? 위의 벤치마크와 빠른 비교는 모든 사람의 시간을 절약; 데이비드 MacKay의 지속 가능한 에너지 없이 뜨거운 공기는 정직하게이 작업을 수행하는 무료 가이드입니다.
  3. kWh 당 비용, 심지어 거친 범위로, 그리고 그것을 이길 저렴하게되어야 할 것입니다.
  4. 무엇이 진실해야 할 것인가, 그리고 그것을 보여줄 수있는 가장 저렴한 실험은 아닙니다.
  5. 이웃에 야생 동물에서 해를 끼칠 수있는 사람, 그리고 어떻게 알 수 있습니다.

좋은 아이디어는 꼭 옳아야 할 필요가 없습니다. 그것은 테스트 가능해야하고, 무엇이 잘못된 것을 증명할 것인지에 대해 정직해야합니다.

이 일을 하는 단체

이러한 비영리 단체는 사람들에게 깨끗하고 저렴한 에너지를 제공하고 그들이 달성한 것을 공개합니다. 그들의 작품을 보고, 만약 당신이 설득된다면, 그들에게 직접 기부를 고려하십시오. Local Solar System 재단은 그들과 어떠한 관계도 없으며, 그들로부터 아무것도 받지 않습니다. 당신이 주기 전에, 각 조직의 자신의 보고서와 계정을 읽고 그것이 어떻게 결과를 측정 확인. 아래의 숫자는 그들의 조직들의 것이다.

  • SolarAid (영국 등록 자선 단체 1115960)는 자신의 사회적 기업을 통해, 그렇지 않으면 등유, 양초 또는 토치를 사용하는 사하라 이남 아프리카의 시골 가정에 태양광 조명을 제공합니다. It reports 2.5 million lights distributed and 13.3 million people reached.
  • Solar Sister (미국 비영리) 모집, 훈련 및 사하라 이남 아프리카의 외진 지역에서 여성 기업가를 지원하는 그립 오프 가정에 태양광 조명과 깨끗한 요리 스토브를 판매 사업을 구축.
  • Practical Action, 영국 등록 자선단체 247257)은 아프리카, 아시아, 라틴 아메리카 지역사회와 함께 빈곤에 대항하는 실용적인 기술을 개발하고 있습니다. 이는 예를 들어 난민 캠프에서 재생 가능한 에너지를 사용할 수 있도록 하는 청정 에너지의 확보를 포함합니다.
  • RMI (1982년에 Rocky Mountain Institute로 설립된 미국의 비영리 단체)는 50개 이상의 국가에서 정부, 전력 회사 및 기업과 함께 에너지 시스템을 청정하고 저렴한 전력으로 이동시키기 위해 노력하는 독립적인 연구 조직입니다.
  • Ember (2020년 설립된 독립적이고 비영리적인 싱크탱크)는 거의 모든 국가의 전기에 대한 무료, 오픈 데이터를 게시합니다. 위 그래프의 많은 데이터를 포함하여 누구나 그리드가 얼마나 빠르게 변화하는지 확인할 수 있습니다.
학교 pinafore에 어린 소녀 그녀의 손에 빛나는 작은 노란색 해바라기 모양의 태양 전지 램프를 아래로 보인다.
에티오피아 아디스아바바에서 한 여학생이 자신의 첫 태양 전지 램프를 들고 있다. 그리드 연결이없는 가족을 위해, 작은 태양광 조명 등유와 촛불을 대체 할 수 있습니다. Photo: USAID in Africa (public domain)

당신이 도울 수 있는 방법

  • 재생 가능한 요금 또는 지역 사회 에너지 계획을 사용할 수있는 경우 공급 전환.
  • 전력이 깨끗할 때 사용하세요. 바람과 태양열이 풍부할 때 세탁기를 작동시키고 차량을 충전하세요. 많은 그리드가 실시간으로 탄소 강도를 발표합니다.
  • 지붕에 패널을 놓으십시오. 가정, 학교, 슈퍼마켓 및 주차장은 준비가 된 태양 사이트입니다; 당신의 위원회와 고용주에게 물어보십시오.
  • 생성하기 전에 저장. 절연 및 효율적인 가전 제품은 동시에 요금과 배출량을 줄입니다.
  • 수치를 물어보세요. 당신이 구입하는 전력의 수명 주기 배출량에 대해 전기 공급 업체와 정부에 문의하십시오.
  • 이 일을 하는 사람들을 지원하세요. 위의 단체들은 태양광과 청정 전력을 가진 가족들에게 제공하고, 개방된 데이터와 연구를 발표합니다; 그들의 보고서를 확인하고, 만약 당신이 그들의 작업에 설득되면 직접 기부하십시오.
  • 에너지 아이디어를 보내주세요. 기여 양식을 사용하여, 그린 이니셔티브를 선택하고, 위의 다섯 가지 요점으로 아이디어를 설명하십시오. 작동하는 모델이 있다면, 측정된 출력과 어떻게 측정했는지를 포함하십시오. 엔지니어, 학생 및 제작자는 공헌 보드에서 다른 사람들의 아이디어를 검토할 수 있습니다.

출처 및 추가 읽기