[논문 리뷰] Immediate deployment opportunities for negative emissions with BECCS: a Swedish case study

Henrik Karlsson, Timur Delahaye외 3명|arXiv (Cornell University)|2017. 05. 22.

Carbon Dioxide Capture Technologies참고 문헌 1인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 스웨덴의 기존 생물에너지 시설을 활용하여 즉각적인 BECCS 도입 잠재력을 규명하며, 연간 2000만 톤의 음성 온실가스 배출 능력을 보이며, 이는 2014년 스웨덴의 온실가스 배출량의 39%에 해당한다. 현재의 탄소세 수준에서 BECCS는 연간 1670만 톤의 음성 배출을 달성할 수 있으며, 연간 6억 유로 이상의 사회적 비용 절감 효과를 가져와 경제적으로 경쟁력 있고, 근접한 시일 내에 종이 및 전력 부문에서 실현 가능한 구현이 가능하다.

ABSTRACT

To meet the 2°C target and, in particular the 1.5°C target defined in the Paris Agreement, rapid scaling-up of BECCS (Bio-Energy with Carbon Capture and Storage) and other negative emissions technologies (NETs) is essential. Recent research on BECCS has mainly focused on biophysical and sustainability limitations to multi-Gigatonne deployment in the latter half of this century. However, this paper focuses on the critical short-term opportunities for immediate deployment, considering solely existing bio-energy facilities in Sweden as a case study. We show that the immediate potential for BECCS in this country amounts to 20 Mt annually. This corresponds to 39% of total GHG emissions in 2014 in Sweden. The current costs for implementing BECCS at this level is compared to the present carbon taxes and other incentives. We show that including BECCS in the carbon tax incentive mechanism at current incentive levels would yield 16.7 Mt of negative emissions annually with an estimated societal cost saving of more than 600 M e annually, when compared to current incentive marginal abatement costs. We conclude that Sweden is ideally positioned for immediate BECCS deployment.

연구 동기 및 목표

• 기존 생물에너지 시설을 활용하여 스웨덴에서 BECCS 도입의 즉각적 잠재력을 평가하기 위해.
• 스웨덴의 현재 탄소가격 및 인centive 메커니즘과 비교하여 BECCS의 경제적 타당성을 평가하기 위해.
• 어떤 산업 부문이 BECCS 도입을 통해 비용 경쟁력 있는 음성 배출을 달성할 수 있는지 특정하기 위해.
• 기존 정책 프레임워크 하에서 BECCS를 대규모로 도입할 경우 얻을 수 있는 사회적 비용 절감을 정량화하기 위해.
• BECCS를 근접한 시일 내에 실현 가능한 저비용 감축 옵션으로 제시함으로써 국가의 탄소중립 목표를 지원하기 위해.

제안 방법

• 2014년 데이터 기반 E-PRTR 데이터베이스에서 스웨덴 내 96개의 생물기반 CO2 배출 시설을 확보하였다.
• 수체에 인접한 시설(≤25km 이내), 연간 총 CO2 배출량(300kt/년 이상), 비제로 생물기반 배출량을 조건으로 시설을 선별하였다.
• 문헌 및 전문가 평가에서 도출된 산업별 범위를 기반으로 CO2 포집 비용을 추정하였다.
• 수체까지의 거리와 지질적 저장 가능성을 기반으로 운반 및 저장 비용을 계산하였다.
• 스웨덴의 탄소세(€110/t CO2) 및 EU ETS 가격과 비교하여 BECCS의 마진 감축 비용을 분석하였다.
• 현재의 인centive 기반 감축 전략과 비교하여 BECCS 도입의 비용 절감 효과를 모델링하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 기존 생물에너지 시설을 활용하여 스웨덴에서 BECCS 도입의 즉각적 잠재력은 무엇인가?
• RQ2 BECCS를 통한 음성 배출 감축의 마진 비용은 현재 스웨덴의 탄소세 및 EU ETS 가격과 비교해 어떻게 되는가?
• RQ3 스웨덴의 어떤 산업 부문이 BECCS 도입을 통해 비용 경쟁력 있는 음성 배출을 달성할 수 있는가?
• RQ4 기존 정책 인centives 하에서 BECCS를 대규모로 도입할 경우 얻을 수 있는 사회적 비용 절감 수준은 어느 정도인가?
• RQ5 BECCS는 스웨덴의 2045년 탄소중립 목표 달성에 얼마나 기여할 수 있는가?

주요 결과

• 스웨덴은 기존 생물에너지 시설을 활용해 즉각적으로 연간 2000만 톤의 CO2 음성 배출 능력을 확보할 수 있으며, 이는 2014년 온실가스 배출량의 39%에 해당한다.
• 현재 탄소세 수준에서 BECCS는 연간 1670만 톤의 음성 배출을 달성할 수 있으며, 예상되는 연간 사회적 비용 절감 효과는 6억 유로를 초과한다.
• 종이 및 펄프 산업은 스웨덴의 탄소세인 €110/t CO2 이하의 가장 낮은 음성 배출 비용을 제공한다.
• 전력 및 열 생산 부문은 CCS 비용이 추정 범위의 하한에 머무를 경우 저렴한 음성 배출을 달성할 수 있다.
• -cement 산업은 생물기반 CO2 배출량이 부족하여 경제적으로 효율적인 BECCS의 대상이 되지 못한다.
• BECCS 도입은 스웨덴이 순음성 배출을 달성하고 세계 최초의 탄소중립 복지국가가 되는 데 기여할 수 있으며, 음성 배출 기술 분야에서 글로벌 리더십을 확보할 잠재력을 지닌다.