[논문 리뷰] Phases of the net-zero energy transition and strategies to achieve it

Joche Markard, Daniel Rosenbloom|arXiv (Cornell University)|2023. 11. 16.

Environmental Impact and Sustainability인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 순제로 에너지 전환의 일반적 단계를 식별하고 연구 및 정책 수립을 안내하기 위한 포괄적 전략과 정책 도전과제를 제시한다.

ABSTRACT

The net-zero energy transition is an extraordinary societal challenge. It requires a swift, radical and economy wide transformation. With the aim of informing research and policy, we identify general phases of this transition and the overarching strategies that may be brought to bear in tackling this challenge. Drawing from the literature on sustainability transition studies, we depict the net-zero energy transition as a non-linear, cumulative process that involves multiple, interdependent transitions in different sectors. Future emission targets can only be reached if policymaking will play a strong role in guiding these transitions. To understand the increasing complexity of the policy challenge, we distinguish four overlapping phases of development: emergence of low-carbon innovations, transition of a single sector (electricity), transitions of multiple sectors based on low-carbon electricity, and transitions in difficult-to-decarbonize sectors. We argue that each phase comes with new policy challenges on top of the already existing ones. Finally, we discuss the merits and limitations of five general strategies for decarbonization: efficiency improvement, low-carbon electrification, low-carbon fuels, negative emissions and "untapped demand-side approaches." While electrification has emerged as the dominant strategy, new low-carbon fuels (e.g., based on hydrogen) but also more radical changes (e.g., substitution of carbon-intensive products or lifestyle changes) merit further attention.

연구 동기 및 목표

• 지속가능성 전이 연구에서 도출된 순제로 에너지 전환의 일반적 단계 식별.
• 전이가 부문마다 어떻게 다른지와 이를 안내하는 정책의 역할 강조.
• 탈탄소화를 위한 포괄적 전략과 그 장단점 논의.

제안 방법

• 비선형적이고 누적적인 과정으로서 순제로 에너지 전환을 모델링하기 위한 지속가능성 전이 연구의 문헌 종합
• 혁신과 부문전환에 초점을 맞춘 4개의 중첩되는 개발 단계 구분
• 각 단계에서 발생하는 정책 도전과제 분석
• 일반적인 탈탄소화 전략과 그 상대적 강조의 평가

실험 결과

연구 질문

• RQ1 순제로 에너지 전환의 일반적 단계는 무엇인가?
• RQ2 전환의 각 단계에서 어떤 정책 도전과제가 발생하는가?
• RQ3 주요 탈탄소화 전략의 장점과 한계는 무엇인가?
• RQ4 전략들, 예를 들어 전기화, 저탄소 연료, 수요측 변화가 부문 간 어떻게 상호 작용하는가?

주요 결과

• 순제로 전환은 상호 의존하는 부문 전환을 수반하는 비선형적이고 누적적인 과정이다.
• 네 가지 중첩되는 단계가 확인된다: 저탄소 혁신의 등장, 단일 부문 전환(전력), 저탄소 전력과 함께하는 다부문 전환, 그리고 탈탄소화가 어려운 부문들의 전환.
• 각 단계는 기존의 도전과제를 넘어 새로운 정책 도전과제를 도입한다.
• 탈탄소화를 위한 다섯 가지 일반적 전략이 논의된다: 효율성, 저탄소 전기화, 저탄소 연료, 음의 배출(negative emissions), 그리고 미개발 수요측 접근법.
• 전기는 지배적이지만 저탄소 연료와 급진적 변화에 대해서도 추가 주의가 필요하다.