대부분의 인류 역사에서 인간의 조건은 생존을 위한 투쟁이었습니다. 삶의 질은 수천 년 동안 거의 개선되지 않았습니다. 200년 전만 해도 대부분의 사람들은 농부였습니다. 이들은 주당 60시간 이상 일하며 간신히 생계를 유지했고, 1년에 여러 번 굶주렸으며, 기대 수명은 29세였습니다.

지난 250년은 예외적이었습니다. 산업 혁명은 인류의 생산성을 폭발적으로 증가시켰고, 서구에서는 과거 왕들이 부러워할 만한 삶의 질을 누릴 수 있을 정도로 삶을 변화시켰습니다.

200년 전 10억 명이었던 세계 인구가 오늘날 80억 명으로 폭발적으로 증가하는 동안 삶의 질은 크게 향상되었습니다.

이러한 성장은 에너지 소비의 엄청난 증가에 힘입어 이루어졌으며, 이는 대부분 탄화수소, 특히 석탄, 석유 및 천연가스에 의해 주도되었습니다. 문제는 이러한 사용으로 인해 누적된 온실가스 배출량이 기후 변화가 실존적 위협이 될 정도로 지구를 온난화시키고 있다는 점입니다.

바다에 축적되는 에너지의 양은 지난 25년 동안 매초마다 히로시마 크기의 원자폭탄 5개를 터뜨린 것과 맞먹는 양입니다. 외계인이 나타나 지구에 초당 5개의 핵폭탄을 투하하기 시작한다면, 우리는 모든 것을 버리고 대응할 것입니다. 하지만 이 과정은 대부분 눈에 보이지 않기 때문에 우리는 안일하게 대처해 왔습니다.

그 결과 100만 종 이상의 생물이 기후 변화로 인해 멸종 위기에 처해 있습니다.

현재와 같은 속도로 온실가스가 대기로 계속 배출된다면 2040년 9월에는 북극 분지 대부분이 얼음이 없는 상태가 될 것입니다.

기록상 가장 따뜻했던 20년은 지난 22년 동안이었습니다.

문제의 규모가 너무 커서 많은 사람들이 이 문제를 절망적인 것으로 여기며 절망하고 있습니다. 어떤 사람들은 이 문제를 해결하는 유일한 방법은 비참한 삶으로 돌아가서 문제에서 벗어나 성장하는 것이라고 생각합니다. 둘 다 실행 가능하지 않습니다. 첫 번째는 순수한 허무주의이고 두 번째는 맛이 없는 허무주의입니다. 과거의 낮은 삶의 질로 돌아가고 싶어 하는 사람은 아무도 없습니다. 대부분의 산업 공정이 없다면 현재 지구에 살고 있는 80억 명은 물론이고 10억 명 이상의 인구를 지탱할 수 없다는 것은 말할 것도 없습니다.

하지만 좋은 소식이 있습니다. 진정한 진전이 이루어지고 있습니다. 인류는 도전에 나서고 있습니다. 과거에는 성장을 위해서는 배출량 증가가 필요했지만, 이제는 더 이상 그렇지 않습니다. 1990년 이후 미국 경제의 실질 GDP는 인플레이션의 영향을 제외하고 두 배 이상 성장한 반면, 탄소 배출량은 제자리걸음을 유지했습니다.

또한, 이는 중국에 배출량을 아웃소싱했기 때문이 아니라는 점도 주목할 필요가 있습니다. 위와 같은 일반적인 탄소 배출량 측정은 생산 과정에서 발생하는 배출량을 보여줍니다. 그러나 생산이 해외로 이전되면 실제로 배출을 아웃소싱할 수 있습니다. 기후학자들은 아웃소싱된 배출량을 추적하고 있습니다. 글로벌 탄소 프로젝트는 한 국가가 소비하는 상품과 서비스를 생산하는 데 필요한 탄소 배출량인 소비 기반 배출량 추정 데이터베이스를 관리합니다.

소비 기반 배출은 역외로 배출할 수 없습니다. 소비 기반 측정에 따르면, 미국인이 TV를 구매하면 TV가 어디에서 생산되든 상관없이 TV를 만드는 데 사용되는 탄소 배출량이 미국에 할당됩니다. 미국의 TV 공장이 짐을 싸서 중국으로 이전하더라도 그 TV가 여전히 미국 소비자에게 판매된다면 소비에 따른 배출량은 변하지 않습니다.

아래에서 볼 수 있듯이 미국의 소비로 인한 배출량은 지난 40년 동안 제자리걸음인 반면, 중국의 배출량 증가는 대부분 소비 증가에서 비롯된 것입니다. 아웃소싱 및 오프쇼어링으로 인한 배출량은 무시할 수 있는 수준입니다.

지난 30년 동안 서구의 실질 GDP가 두 배로 증가했음에도 불구하고 배출량이 제자리걸음을 한 이유를 설명해드리겠습니다. 지구 온난화를 일으키는 주요 온실 가스는 CO2와 메탄입니다. 이러한 배출량의 25%는 에너지 생산에서 발생합니다. 25%는 농업에서 발생합니다. 21%는 산업에서, 14%는 운송에서 발생합니다.

에너지 생산

가장 많은 진전이 이뤄지고 있는 분야는 에너지 생산 분야입니다. 태양광은 이미 가장 저렴한 형태의 에너지 생산 수단입니다.

태양광 가격은 지난 40년 동안 10년마다 10씩 하락하여 무려 10,000배나 하락했으며, 계속해서 하락하고 있습니다. 과거의 가장 낙관적인 예측조차도 가격 하락의 규모를 과소평가했습니다.

그 결과 사람들은 태양 에너지 생산의 보급률 증가를 크게 과소평가하고 있습니다. 2010년에는 거의 없던 태양광이 2022년에는 에너지 생산량의 4.7%를 차지하며 가장 낙관적인 전망치를 훨씬 앞질렀습니다.

실제로 2023년에 미국에서 새로 추가되는 전력 용량의 대부분은 재생 에너지이며, 그 중 대부분은 태양광 발전입니다.

전 세계적으로 비슷한 일이 일어나고 있습니다. 현재 태양광과 풍력이 매우 저렴하기 때문에 유틸리티 회사들은 이를 대량으로 설치하기 시작했습니다. 2022년 기준으로 태양광과 풍력은 전 세계 발전량의 거의 8분의 1을 차지했으며, 2023년에는 또 한 번 큰 폭의 증가세를 보일 것으로 예상됩니다.

동남아시아와 아프리카의 많은 국가에서는 전력망이 너무 불안정하여 사람들이 자체적으로 태양광 마이크로그리드를 만들고 있습니다. 저도 작은 규모에서도 이를 관찰하고 있습니다. 저는 투르크 앤 카이코스에 있는 제 집을 태양광과 배터리로 완전히 전력망에서 벗어나 투자 회수 기간이 3년 미만입니다!

그러나 태양광은 간헐적이며 야간이나 흐린 날을 위한 효과적인 저장 솔루션이 필요하기 때문에 그리드의 탈탄소화와 관련하여 에너지 생산은 해결책의 절반에 불과합니다.

여기에도 좋은 소식이 있습니다. 1991년 이후 배터리 가격을 42로 나눈 값입니다.

2023년과 2024년 사이에 가격이 50% 하락할 것으로 예상되는 등 여전히 가격이 빠르게 하락하고 있습니다.

한편, 에너지 밀도는 1920년대 이후 10배, 1980년대 이후 5배 향상되었습니다.

그 결과 에너지 저장 장치 설치는 2022년에서 2023년 사이 3배로 증가했으며, 전망치도 크게 상향 조정되었습니다.

미국의 배터리 저장 용량은 2024년에 거의 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.

이미 우리의 업무 방식에 영향을 미치고 있습니다. 예를 들어, 2021년과 2024년 4월의 캘리포니아 전력 공급 방식은 다음과 같습니다.

네트워크와 규모의 효과로 인해 태양광과 배터리가 다른 모든 형태의 에너지 생산보다 저렴해지는 시점에 가까워지고 있습니다. 인간은 일반적으로 경제적 이익이 될 때만 옳은 일을 한다는 점을 고려할 때, 이 시점에서 모든 신규 용량은 탄소 배출이 없는 것이 될 것입니다. 이 모든 것은 30년 안에 모든 에너지 생산이 탄소 배출이 없는 세상을 쉽게 상상할 수 있다는 뜻입니다.

보수적인 예측으로 유명한 IEA는 이제 불과 4년 안에 태양광이 석탄이나 천연가스보다 전 세계 전력 생산량의 더 많은 부분을 차지할 것으로 전망하고 있습니다.

물론 배터리를 사용하면 이 용량을 전체 발전량에서 비슷한 비율로 변환할 수 있습니다. 다시 말해, 여러분은 진정한 기술 혁명이 진행 중인 것을 보고 있는 것입니다. 이는 더 이상 의문이나 이론이 아니라 사실입니다.

융합이 상용화되거나 다른 솔루션이 실용화된다면 이러한 미래는 더 빨리 다가올 수도 있습니다.

마찬가지로 태양광과 배터리의 조합이 계속 낮아지고 있는 비용 때문에 태양광이 승산이 있다고 생각하지만, 에너지 볼트와 같은 중력 기반 에너지 솔루션이나 수소 기반 그리드 스케일 스토리지와 같은 대안이 연구되고 있습니다.

교통편

교통 분야에서도 비슷한 추세가 나타나고 있습니다. 교통수단에서 배출되는 대부분의 이산화탄소는 자동차와 트럭에서 발생합니다.

실질적인 진전도 이루어지고 있습니다. 전 세계 신차 전기차 판매량은 2010년 0%에서 2022년 전체 자동차 판매량의 14%로 10년 전의 가장 낙관적인 전망치를 훨씬 앞질렀습니다.

이 중 대부분이 완전 전기차라는 점과 2021년부터 2022년까지 1년 동안 매출이 50% 증가했다는 점은 주목할 만합니다.

중국과 유럽이 전기화를 선도하고 있습니다. 현재 중국에서 판매되는 자동차 3대 중 1대는 전기 자동차이며, 유럽에서는 4대 중 1대가 전기 자동차입니다.

전기차는 변속기가 없기 때문에 기존 자동차보다 제작 및 유지 관리가 더 간단합니다. 배터리 비용과 네트워크 효과가 급격히 감소하면서 배터리 가격이 점점 더 저렴해지고 있습니다. 더 나은 배터리와 더 촘촘한 충전 네트워크가 주행거리 불안감을 해소하고 급속 충전 배터리가 곧 출시될 예정이므로, 10년 이내에 판매되는 신차의 절반 이상이 전기차가 되고 30년 이내에 전체 차량이 전기화될 것이라는 것은 쉽게 상상할 수 있는 일입니다. 내연기관 자동차의 보급률이 감소하면 많은 주유소가 수익성이 떨어지고 주유소 밀도가 낮아져 전기차로의 전환 추세가 더욱 가속화될 수 있습니다. 지금까지 전기차 판매량은 가장 낙관적인 예상치를 훨씬 앞질렀습니다.

큰 배출원은 아니지만, 현재 개발 중인 헬리콥터와 단거리 전기 항공기를 통해 항공기의 전기화에도 진전이 이루어지고 있습니다.

게다가 전기차를 반대하는 모든 주장은 잘못된 것입니다. 일부에서는 전 세계에 필요한 배터리를 만들기에 쉽게 회수할 수 있는 금속이 충분하지 않다고 생각합니다. 한나 리치의 글에서 알 수 있듯이 이런 가능성은 극히 낮습니다. 예를 들어, 다음은 리튬에 대한 차트입니다.

리튬 자원의 추정치는 시간이 지남에 따라 계속 증가하고 있습니다. 2008년 전 세계 총 자원량은 1,300만 톤에 불과했지만 지금은 8,800만 톤에 달합니다. 더 높아질 가능성이 높습니다. 매장량도 증가하여 2008년에는 400만 톤에 불과했지만 현재는 2,200만 톤에 달합니다. 저희는 계속해서 새로운 리튬 매장지를 발견하고 리튬 추출 능력을 향상시키고 있습니다.

사람들은 세상이 리튬으로 가득 차 있다는 사실을 깨닫기 시작했습니다. 미국이 막대한 양의 리튬을 발견한 것이 지난 몇 달 동안 리튬 가격이 폭락한 이유 중 하나일 수 있습니다.

한나 리치는 구리, 코발트, 흑연, 니켈, 네오디뮴 등 다른 모든 주요 광물에 대해서도 비슷한 패턴을 보여주는 차트를 더 많이 가지고 있지만, 그 그림은 모두 훨씬 더 낙관적으로 보입니다.

범위 불안은 범위가 빠르게 증가하면서 더 이상 문제가 되지 않습니다. 이제 거의 모든 차량이 1회 충전으로 200마일 이상을 주행할 수 있으며, 많은 차량이 300마일 이상을 주행합니다. 게다가 이전보다 훨씬 더 많은 충전소가 있어 전기차에 문제가 생길 확률이 매우 낮아졌습니다.

전기 자동차는 이미 가스 자동차에 비해 탄소 배출량이 50%에 불과하며, 이 수치는 수명이 길어질수록 증가합니다. 그리드가 태양광으로 전환되면 이 문제는 크게 개선될 것입니다. 또한 전기 자동차 인프라 구축에 따른 탄소 배출은 일회성 비용입니다. 장기적으로 전기차와 그 인프라는 완전히 탄소 제로가 될 것입니다.

사람들은 또한 전기 자동차를 위한 광물 채굴이 가난한 나라를 착취한다고 우려합니다. 노아 스미스가 지적한 것처럼, 두 가지 방식으로 발생하는 것으로 생각됩니다:

1. 가난한 채굴자들이 착취당하고

2. 광산 인근 지역 사회는 광산에서 발생하는 산업 유출수로 인해 환경 피해를 경험하게 됩니다.

콩고민주공화국에서 전기 자동차에 사용되는 코발트를 채굴하기 위해 준노예 노동이 사용되는 것이 전자의 대표적인 예입니다. 리튬과 구리 광산에서 발생하는 산업 오염의 사례는 많습니다.

하지만 이 주장에는 적어도 두 가지 큰 문제가 있습니다. 첫째, 광물 자원을 채굴하고 수출하는 것은 많은 빈곤국의 주요 경제 활동이며, 이를 통해 빈곤국들은 생계 수준 이상의 생활을 유지할 수 있습니다. 부유한 국가들이 인도주의적 이유로 가난한 나라의 광물 구매를 거부하도록 요구하는 것은 실제로 해당 국가들을 더욱 빈곤하게 만들 뿐이며, 그 타격은 가난하고 소외된 사람들에게 가장 큰 타격을 줄 것입니다. 부유한 국가들이 이러한 수출품의 구매를 거부하는 것은 정반대로, 지구상에서 가장 취약한 사람들에게 도덕적 타격을 줄 수 있습니다.

둘째, 전기차 광물 채굴의 착취와 오염을 모든 사람이 리튬이나 코발트가 필요 없는 자급자족 농부가 되는 상상의 탈성장 유토피아에 비유해서는 안 됩니다. 그야말로 환상의 나라입니다. 대신 지금 우리가 가지고 있는 경제 시스템과 비교해야 합니다. 우리가 석탄, 천연가스, 석유를 추출하기 위해 구축한 시스템은 전기차 광물 채굴을 기반으로 하는 시스템보다 훨씬 더 착취적이고 환경에 해를 끼칩니다.

친환경 에너지 전환에 필요한 광물 수요가 4배로 늘어나는 것을 고려하더라도, 화석 연료를 추출하는 데 들어가는 채굴량은 전기 자동차를 만드는 데 필요한 양보다 훨씬 더 많은 양입니다. 여기서는 수백만 대 수십억에 대해 이야기하고 있습니다.

리튬과 구리 채굴로 인한 환경 피해에 대해 불평하는 것은 좋지만, 여기서 우리는 이러한 점을 고려할 필요가 있습니다. 기후 변화를 고려하지 않더라도 연간 수십억 톤의 석유 추출로 인한 지구 환경 피해는 상당하며, 기후 변화까지 포함해야 합니다. 전기자동차로의 전환의 요점은 지금까지 만들어진 모든 리튬 및 구리 광산보다 훨씬 더 많은 해를 끼칠 변화로부터 지구를 구하는 것입니다.

전기 자동차의 대안은 우리 모두가 작은 지속 가능한 정원을 가꾸고 하루 종일 노래를 부르는 목가적인 환상이 아니라, 연간 수십억 톤의 석유를 계속 파헤치고 태우는 세상입니다.

자원 채굴 국가의 노동 및 환경 남용을 막아야 합니다. 하지만 이러한 남용에 대한 우려로 인해 빈곤층과 지구 환경에 대한 더 큰 범죄를 저지르게 해서는 안 됩니다.

산업

산업 혁명의 두 가지 구성 요소인 시멘트와 강철을 만드는 데 탄화수소로만 생성할 수 있는 초고온 열이 필요했기 때문에 산업에서 배출되는 온실가스는 오랫동안 해결되지 않는 것처럼 보였습니다. 하지만 여기에서도 두 가지 형태로 진전이 이루어지고 있습니다. 헬리오젠과 같은 회사는 집광형 태양광을 사용하여 산업 공정에 사용할 수 있는 충분한 열을 생산하고 있습니다. 마찬가지로 다른 기업들도 생산 과정에서 배출되는 탄소 배출을 방지하기 위해 공장에서 탄소 포집에 집중하고 있습니다.

산업 생산과 직접적으로 연결되지는 않지만, 건조한 사막 환경에서도 하이드로패널을 사용하여 대기 중의 습도를 식수로 변환하여 난민 캠프와 외딴 지역 사회에 식수를 공급하는 Source와 같은 회사의 놀라운 태양광 응용 사례 몇 가지를 소개할 가치가 있습니다.

식량 생산:

식량 생산은 진행 속도가 가장 느린 카테고리입니다. 서구의 작은 채식주의와 비건 운동은 신흥국의 부유층이 늘어나면서 육류 소비가 증가하는 규모에 비하면 왜소합니다. 양과 소가 매우 강력한 온실가스인 메탄을 트림한다는 점을 감안하면 문제는 점점 더 심각해지고 있습니다.

비건 운동의 이상에 공감하는 것 이상입니다. 우리가 동물을 대하는 방식은 비양심적입니다. 우리는 끔찍할 정도로 비좁은 공간에서 사는 동물에게 과도한 먹이를 줍니다. 저는 수백 년 후 사람들이 오늘날 우리가 동물을 대하는 방식을 노예제를 묵인한 선조들을 바라보는 것과 같은 공포로 바라보게 될 것이라고 확신합니다.

하지만 현재 거론되는 대부분의 해결책은 실현 가능성이 없어 보입니다. 호모 사피엔스는 잡식성으로 설계되었으며 동물성 단백질을 선호하는 것으로 보입니다. 산업적 식량 생산이 없다면 현재 지구상에 존재하는 80억 명의 인구를 유지할 수 없습니다. 전 세계의 불가능한 음식이 더 저렴해질 것입니다. 그러나 고도로 가공되어 건강에 좋지 않을 수 있습니다. 곤충 고기와 같은 대체 단백질은 동물 사료로 사용할 수 있는 것처럼 보이지만 대부분의 사람들이 선호하지 않습니다.

장기적인 해결책은 업사이드 푸드와 같은 회사에서 실험실에서 재배한 육류가 될 것이라고 생각합니다. 실험실에서 재배한 고기는 동물성 단백질을 만드는 데 필요한 물과 토지 사용량의 ^1/100만 사용하며, 고기를 만드는 과정에서 동물을 학대하지 않습니다. 우리는 초기 이닝에 값비싼 저품질 미트볼을 만들고 있습니다. 그러나 규모와 반복을 통해 품질은 향상되고 비용은 감소해야 합니다. 저는 20년 후에는 동물성 고기보다 더 저렴한 가격에 동일한 영양가를 지닌 실험실에서 재배한 고기를 먹을 수 있기를 희망합니다.

앞서 언급했듯이 인간은 경제적 이익이 될 때만 옳은 일을 한다는 점을 고려할 때, 실험실에서 재배한 고기가 더 저렴하면서도 품질이 좋다면 전환이 일어날 것입니다. 이 시점에서 소비가 빠르게 전환됩니다.

그 동안 심브로시아 같은 회사는 배출량을 통제하는 데 도움을 줄 것입니다. 축산 농가에 해조류 기반 보충제를 제공하여 메탄 배출량을 80%까지 줄입니다.

탈탄산화

그렇다고 해서 모든 것이 최선이라는 것은 아닙니다. 신흥 시장에서는 여전히 배출량이 증가하고 있습니다. 해양과 대기에 충분한 열이 축적되어 있어 기온이 몇도 상승할 것으로 예상되며 이에 따른 적응이 필요할 것입니다.

이 분야에서도 진전이 이루어지고 있습니다. 중국의 GDP 성장률이 배출량과 분리된 상태입니다.

그 결과, 블룸버그 뉴 에너지 파이낸스는 현재 전 세계 탄소 배출량이 정점에 달했으며 앞으로 더욱 빠른 속도로 감소할 것으로 예상하고 있습니다.

아직 심각한 위험으로부터 세상을 구하기에는 충분하지 않습니다. 하지만 이 영화는 현재 떠돌고 있는 화려한 우울과 암울에 대한 해독제가 될 것입니다. 또한 Carbon Engineering 및 CarbonCapture와 같은 기업이 앞장서서 탈탄소화에 진전을 이루고 있습니다.

풍요로움

태양열 또는 핵융합의 장점은 고정 비용이 상당히 높지만 에너지의 한계 비용이 0달러라는 점입니다. 그 결과 에너지가 너무 저렴해져 계량할 수 없는 세상을 상상할 수 있습니다. 이러한 세상에서는 우리가 가진 다른 많은 제약도 사라집니다.

예를 들어, 사람들은 물 부족에 대해 걱정하고 있습니다. 하지만 물이 부족할 수 있다는 생각은 터무니없습니다. 지구는 70%가 물로 이루어져 있습니다. 문제는 담수가 더 희귀하다는 것입니다. 하지만 무한 에너지의 세계에서는 소금물을 담수화하여 무한한 담수를 얻을 수 있습니다. 터크스 앤 케이커스에 있는 제 집에는 AqSep을 설치 중입니다. 디바이스의 투자 회수 기간은 1년입니다! 배터리 저장 기능이 있는 오프 그리드 태양광 발전과 결합하면 이 집은 완전히 오프 그리드이며 탄소 중립이 됩니다.

마찬가지로 맬서스의 우려가 항상 틀렸음에도 불구하고 사람들은 미래의 식량 부족 가능성에 대해 걱정하고 있습니다. 어쨌든 담수화를 통해 얻은 무한한 담수만 있다면 수직 농장에서 작물을 쉽게 재배할 수 있고, 심지어 사막에서도 작물을 재배할 수 있을 것입니다!

결론

우리가 직면한 도전은 벅찬 것이지만, 우리는 ^21세기의 도전에 맞서고 있습니다. 우리는 더 나은 내일의 세상, 지속 가능한 풍요로운 세상을 만들고 있습니다.