온실가스 배출에 관한 이 시리즈의 첫 번째 에피소드는 온도 편차에 초점을 맞추었습니다. 두 번째 에피소드 에서는 전 세계 원자력 에너지 동향에 대해 논의했습니다. 특히 2011년 일본 후쿠시마 다이이치 원전 사고 이후 독일에서 원자로 해체가 진행된 것이 흥미로웠습니다. 이번 에피소드에서는 유럽과 전 세계의 재생에너지 전환 동향을 살펴보겠습니다.
독일은 원자력 발전소 폐쇄를 결정한 후, 에너지 전환(재생에너지), 즉 " 에네르기벤데(Energiewende )"를 통해 생산량 격차를 해소하고자 했습니다 . 독일은 태양광과 풍력 에너지에 막대한 투자를 했습니다. 위키피디아 에서 지난 15년간 EU의 태양광 에너지 동향을 분석한 자료를 통해, 2011년 이후 독일이 EU에서 선두 자리를 지켜왔다는 것을 분명히 알 수 있었습니다.
풍력 발전은 계속해서 성장하는 추세입니다. 1998년 이후 독일은 새로운 풍력 발전소 건설에 꾸준히 투자해 왔습니다. 위키피디아 데이터를 활용한 아래 그래프는 이러한 추세를 잘 보여줍니다. 독일이 선두를 달리고 있으며, 스페인, 영국, 프랑스가 그 뒤를 따릅니다.
이러한 추세는 유럽뿐만 아니라 전 세계적으로 나타납니다. ourworldindata.org 의 데이터는 이러한 추세가 모든 대륙으로 확대되고 있음을 잘 보여줍니다. 수력, 바이오매스, 지열 발전은 언급하지 않았습니다. 사실, 아이슬란드와 같은 일부 국가에서는 이러한 재생 에너지가 가장 널리 사용되고 있습니다. 1965년 이후 전 세계 재생 에너지 발전 현황을 살펴보면, 수력 발전이 재생 에너지 발전에서 세계 1위를 차지하고 있으며, 그 뒤를 풍력 발전이 잇고 있음을 알 수 있습니다.
마지막으로, 우리의 1차 에너지 생산 중 재생 에너지는 얼마나 될까요? 아래 차트는 수력, 태양광, 풍력, 지열, 바이오 연료 등 재생 에너지 기술에서 발생하는 1차 에너지 소비량의 전체 비중을 보여줍니다. 아이슬란드와 노르웨이는 각각 평균 59.9%와 66.5%의 비중을 차지하며 상위권에 속합니다. 이 두 국가를 살펴보면 이러한 추세를 명확하게 확인할 수 있습니다.
이는 독일이 아직 갈 길이 멀다는 것을 보여줍니다. 2019년 독일의 1차 재생에너지 소비 비중은 17.5%였습니다(연도별 데이터 필터 사용). 이는 아이슬란드(79%)와 노르웨이(66%)라는 상위 두 국가에 크게 뒤처진 수치입니다.
마지막으로, 1차 재생에너지 비중의 연간 전체 추세를 파악하는 것이 흥미로웠습니다. 1차 재생에너지 소비가 꾸준히 증가하거나 감소하는 국가가 있을까요? 데이터 표에 다음과 같은 지표를 추가하여 가독성을 높였습니다.
- 빨간색(1966년)에서 검은색, 그리고 초록색(2018년)으로 연도를 색칠합니다.
- 검은색 "-" 마이너스 기호로 1965년을 표시합니다.
- 검은색 "^" 캐럿 기호로 2019년을 표시합니다.
아래에 보이는 것처럼 그래프 빌더에서 데이터를 표시하면 긍정적인 추세를 보이는 국가가 많이 보입니다(캐럿이 위쪽에 있음). 하지만 긍정적인 추세를 보이는 국가와 부정적인 추세를 보이는 국가를 구분하는 것은 약간 어려웠습니다.
따라서 최종 분석을 위해 초기 데이터를 분할하여 각 국가별로 열을 만들었습니다. 다변량 분석을 통해 데이터를 추가 분석하여 연도별 모든 국가의 재생에너지 소비 비율로부터 피어슨 상관계수를 구했습니다. 긍정적인 추세는 양의 상관계수를, 부정적인 추세는 음의 상관계수를 가집니다.
피어슨 상관계수를 사용하여 새로운 데이터 테이블을 생성하고 초기 데이터 세트에 조인했습니다. 긍정적으로 발전하는 국가와 부정적으로 발전하는 국가를 구분하기 위해 JMP 16 에 새로 추가된 구간화 공식을 사용했습니다. 이 공식을 사용하면 상관계수를 -1~-0.5, -0.5~0, 0~0.5, 0.5~1의 네 그룹으로 구분할 수 있습니다.
이제 이 클러스터 열을 로컬 데이터 필터로 사용하여 1차 재생 에너지 소비의 긍정적 또는 부정적 추세를 확인할 수 있습니다. 아래는 재생 에너지 소비 추세가 긍정적인 국가들의 예입니다.
제가 살고 있는 독일이 재생 에너지 소비 추세가 매우 긍정적인 국가 중 하나라는 사실을 알고 매우 기뻤습니다.
스위스나 뉴질랜드처럼 부유한 일부 국가에서는 재생 에너지 생산량이 변동하거나 때로는 감소하기도 했습니다(아래 참조). 스위스 의 경우, 평균 생산량 추정치를 기준으로 1970년대 초 수력 발전이 국내 전력 생산량의 거의 90%를 차지했지만, 1985년(스위스 원자력 발전소 가동 이후)에는 약 60%로 감소하여 현재는 약 56%를 차지하고 있습니다. 현재 스위스의 전력은 주로 수력(59.9%), 원자력(33.5%), 그리고 재래식 화력 발전소(2.3%, 재생 불가능)에서 생산됩니다.
뉴질랜드는 아이슬란드와 노르웨이에 이어 세 번째로 높은 재생에너지 1차 공급량을 보유하고 있습니다. 뉴질랜드는 수력 및 지열 에너지 등 여러 대체 에너지 기술을 조기에 도입하여 전체 발전량의 60%를 달성했습니다. 수력 에너지는 강우량의 영향을 크게 받기 때문에 생산량이 매년 달라질 수 있으며, 따라서 시간이 지남에 따라 증가하는 추세입니다. 최근 몇 년 동안 뉴질랜드의 재생에너지 개발은 다른 국가들, 특히 풍력 발전에 비해 뒤처졌습니다. 그러나 풍력 및 지열 발전량은 2000년대 중반부터 빠르게 증가하기 시작했는데, 이는 주로 재생에너지 기술 비용의 하락과 천연가스 매장량 감소에 기인합니다. 전체 태양열 발전량은 여전히 전체 1차 재생에너지에서 차지하는 비중이 작습니다.
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