도심형 친환경 에너지로 꼽히는 소형풍력 발전기가 설치조건에 따라 온실가스 배출량이 2.4배나 차이가 났다.
미국 네바다대와 UC머시드 연구진은 2.4킬로와트(kW)급 소형풍력 발전기의 전체 생애주기 배출량과 에너지 환수 기간을 지역별로 비교했더니 풍속이 낮은 지역에 설치된 소형 발전기가 풍속이 높은 지역에 설치된 것보다 탄소배출량이 높게 나타났다고 12일(현지시간) 발표했다.
연구징은 소형풍력 발전기의 제조부터 운송, 설치, 운영, 폐기에 이르는 전과정(LCA)에서 발생하는 온실가스를 합산한 뒤, 전력생산량으로 나눈 값을 산출해 비교했다. 비교실험은 미니애폴리스와 텍사스주 오스틴에서 각각 진행했다.
그 결과, 소형풍력 발전기의 에너지효율은 풍속과 터빈의 높이에 의해 크게 좌우되는 것으로 분석됐다. 미니애폴리스에서 진행된 풍속 실험에서는 바람세기가 낮은 지역에 설치된 소형 발전기는 바람세기가 높은 지역에 설치된 발전기보다 전력생산량이 훨씬 낮았다. 풍속이 낮은 지역에 설치된 발전기는 그렇지 않은 발전기보다 탄소배출량이 2.4배 높았다.
터빈의 높이도 전체 탄소배출량에 영향을 주는 것으로 파악됐다. 일반적으로 10m 높이에 설치된 소형풍력 발전기보다 30m 높이에 설치된 발전기가 더 많은 전력을 생산한다. 하지만 그만큼 설치 구조물이 많이 소요되므로 전체 탄소배출량은 더 많다. 텍사스 오스틴에 위치한 풍력 발전기들에 경우, 높이를 더 높였을 때 건설과정의 탄소배출량으로 인해 전체 배출량이 오히려 증가했다.
또 소형풍력의 평균 이산화탄소 배출량은 대형풍력보다 최대 10배 높았다. 대형터빈은 kWh당 배출량이 10~50g 수준인 반면, 소형터빈은 53~293g으로 범위가 넓었다. 연구진은 "크기가 작다고 해서 반드시 탄소배출이 적은 것은 아니다"고 강조했다.
연구팀은 "이같은 결과는 도시 탄소중립 계획 수립시 가장 적절한 위치에 설치하고, 수명을 늘리는 설계가 중요하다는 것을 의미한다"면서 "에너지 생산과정에서 발생하는 배출량 외에 철강·콘크리트 생산 공정의 탈탄소화가 병행돼야 진정한 저탄소 풍력시스템이 자리잡을 수 있다"고 설명했다.
이번 연구결과는 국제학술지 'Scientific Reports' 7월 12일자 온라인에 게재됐다.
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