피크 석탄

Peak coal

최고 석탄은 인간 공동체에 의한 석탄 소비 또는 생산의 피크다. 전 세계 석탄 소비량은 2013년에 정점을 찍었고, 2010년대 말에는 소폭 감소했다.[1][2] 전 세계 에너지 믹스에서 석탄 점유율이 최고조에 달한 것은 2008년이었는데, 이때는 석탄이 전 세계 에너지 생산량의 30%를 차지하였다.[1] 석탄 사용량 감소는 주로 미국과 유럽의 소비 감소는 물론 아시아 선진국들의 소비 감소에 기인한다.[1] 2019년 중국, 인도네시아, 인도, 러시아, 호주 등지의 생산량 증가는 미국과 유럽의 하락을 보상했다.[2] 그러나 석탄의 구조적 쇠퇴는 2020년대에도 계속됐다.[3]

피크 석탄은 피크 수요나 피크 공급에 의해 구동될 수 있다. 역사적으로 석탄 매장량 고갈로 인해 공급측이 결국 최대 석탄을 견인할 것이라는 것이 널리 믿어졌다. 그러나 기후변화를 제한하려는 전세계적인 노력의 증가 이후, 피크 석탄은 수요에 의해 추진되어 왔으며, 이는 2013년 피크 소비량에 미치지 못했다.[1] 이는 천연가스와 신재생에너지의 급속한 팽창에 힘입은 바가 크다.[1] 많은 나라들은 석탄 매장량을 현재의 소비 수준에서 수 세기 동안 지속할 수 있는 능력을 가진 것으로 추정함에도 불구하고 석탄의 단계적 폐지를 약속했다. 일부 국가에서는[which?] 석탄 소비량이 2020년대 초에 여전히 증가할 수 있다.[4]

최고 석탄 수요

세계 연간 석탄 소비량 1980~2019년
1980~2019년 석탄소비 상위 5개국의 소비동향

석탄 매장량은 여전히 풍부하지만, 많은 나라에서 석탄 소비는 감소하고 있다. 2016년 스코틀랜드가 원자력 발전 증가(2016년 생산량의 42.8%)를 수용한 마지막 석탄화력발전소를 폐쇄했다.[5] 스코틀랜드 재생 에너지는 2016년 생산량의 42.9%를 차지했다.[6] "피크 석탄"이라는 용어는 현재 주로 세계 및 국내 석탄 소비량의 피크 및 그에 따른 감소를 지칭하기 위해 사용된다. 2016년 전문가들은 세계 최대 석탄 소비국인 중국이 2013년 석탄을 최고로 끌어올렸고, 세계가 석탄을 최고로 넘겼을 가능성이 있다고 추정했다.[7] 하지만 2017년에는 4년 만에 처음으로 석탄 수요가 증가했다.[8]

2015년 기준 중국은 세계 석탄 소비량의 50.0%를 차지하고 있다. 중국 석탄 소비량은 2014년과 2015년에 감소했다. 이전의 중국 석탄 소비의 마지막 감소는 1997년과 1998년이었다. 2015년 중국과 미국의 소비가 감소한 반면 인도의 소비는 계속 증가했고 2015년에는 인도가 미국을 제치고 세계 2위의 석탄 소비국이 됐다.[9]

개별 국가의 최대 석탄 생산량

석탄 생산량 상위 5개국의 1980~2019년 추이(미국 EIA)

2018년 기준 석탄 배출 1위는 중국(46.0%), 인도(9.5%), 미국(8.6%), 인도네시아(6.8%), 호주(6.1%) 순이었다.

중국

참고 항목: 중국의 석탄

중국은 가장 큰 소비국이자 석탄을 생산하는 국가 중 가장 많은 광산을 생산하고 있다. 2019년 IEA는 2022년 석탄 사용량이 고갈될 것으로 전망한 [10]반면 UBS 은행은 2023년으로 전망했다.[11] 2020년 중국은 탄소중립 목표일을 정하고, 2021~25년 5개년 계획이 발표되면 석탄 정책이 더 명확해질 수 있다.[12][13]

2020년 기준으로 전 세계 석탄 발전 전력의 절반 이상이 중국에서 생산됐다.[14]

인도

참고 항목: 인도의 석탄

2018년 인도는 세계에서 두 번째로 큰 석탄 생산국이었다. 부분적으로 LPG와 재생 에너지의 비용 감소로 2020년대,[15] 즉 2030년대의 최대 소비량이 예상된다.[16]

미국

참고 항목: 미국의 석탄
미국의 석탄 생산은 1918년, 1947년, 2008년에 톤수 최고점을 기록했다.
미국은 매년 미국 EIA로부터 석탄 톤수(검은색)와 BTU 내용물(빨간색), 1980–2012를 채굴했다.

1956년 허버트의 분석은 총 추출량이 약 2150년에 최고조에 달할 것으로 예상했지만,[17] 기록에 따르면 추출은 1998년에 에너지 피크, 2008년에 톤수 피크에 도달했다.[18]

석탄질량

미국의 석탄 채굴은 제1차 세계 대전 동안 정점을 찍었고, 1930년대의 대공황 기간 동안 급격히 감소했다. 석탄 채굴은 1940년대에 다시 정점을 찍었다가 1950년대에 감소하였다.[17] 그 후 석탄 채굴이 되살아났고, 1962년부터 2008년까지 이전의 최고점을 넘어서는 거의 지속적인 증가 추세에 있었다. 2008년 추출은 11억 7천만 톤의 기록적인 쇼트톤이었다.[19] 고 BTU 무연탄은 1914년에 정점을 찍었고 1950년 4400만톤에서 2007년 160만톤으로 감소했다.[17] 유연탄 추출도 1990년 이후 감소 추세를 보이고 있다. 그 격차는 경량 석탄 채굴의 큰 증가로 인해 차지되어 왔다.[19] 미국 석탄 채굴 및 매장량 추정의 역사적 동향에 대한 종합적인 분석과 향후 전망은 2009년 석탄 지질학에 관한 과학 학술지에 발표되었다.[20]

1956년에 허버트는 미국의 석탄 추출이 약 2150년에 최고조에 달할 것으로 추정했다.[17] 2004년에 Gregson Vaux는 Hubbert 모델을 사용하여 2032년에 미국 석탄 채굴의 정점을 예측했다.[21] 2014년 국제석탄지질학 저널에 게재된 한 모델은 2009~2023년 미국의 원톤수 최고점을 예측했으며, 2010년에는 최고치일 가능성이 가장 높다.[22]

에너지피크

수년 동안, 미국에서 채굴된 석탄의 톤당 평균 에너지 함량은 광산이 낮은 석탄으로 이동함에 따라 감소해왔다. 미국에서 채굴된 석탄의 톤수가 2008년에 가장 최근에 최고조에 달했지만, 석탄 에너지 함량 면에서 최고점은 1998년에 5억 9천 8백만 미터 톤의 석유 등가(Mtoe)로 발생했고, 2005년에는 약 4% 감소한 576 Mtoe로 떨어졌다.[23][24]

호주.

참고 항목: 오스트레일리아의 석탄

호주는 석탄 자원이 풍부하며 대부분 갈색 석탄이다. 전 세계 석탄 수출의 거의 40%를 담당하고 있으며, 현재 전력의 상당 부분은 석탄 화력 발전소에서 생산되고 있다. 비록 이 계획들이 호주 정치에서 여전히 많은 논쟁거리가 되고 있지만, 가스를 위해 석탄 전기 발전을 매우 천천히 단계적으로 중단하려는 잠정적인 계획들이 있다. 호주 녹색당과 같은 단체들은 호주나 수입국들 중 어느 곳에서든 잠재적 연소를 피하기 위해 석탄을 땅에 남겨둘 것을 제안한다.

국내 석탄의 대부분이 수출되기 때문에 중국 등 수입국에 의한 감축에 취약하다.[25]

인도네시아

참고 항목: 인도네시아의 에너지

인도네시아는 세계 최대의 열석탄 수출국이다.[26]

정부 정책이 불분명하다.[27]

터키

참고 항목: 터키의 석탄

생산량은 2018년에 정점을 찍은 1억톤을 약간 넘었다.[28]

영국

석탄 생산량은 1913년 영국에서 287m로 최고조에 달했고 현재 세계 석탄 추출량의 1%도 되지 않는다. 2007년 추출은 약 15산이었다.[29]

캐나다

Earth Watch Group에 따르면, 캐나다 석탄 추출은 1997년에 정점을 찍었다.[23]

독일.

독일은 1958년에 1억 5천만 톤으로 경질 석탄 채굴의 정점을 찍었다. 2005년 경질 석탄 추출량은 약 2,500만 톤이었다.[23] 총 석탄 채굴량은 1985년 5억7800만t으로 정점을 찍은 뒤 독일 통일 이후 1990년대 초 급격히 감소했으며 1999년 이후 거의 꾸준하게 진행되고 있다. 2005년의 총 석탄 채굴량은 2억 2,900만 톤으로, 전 세계 채굴량의 4%에 달한다.[30]

세계 최고 석탄

USEIA world coal projection.jpg
톤수(검은색) 및 BTU 내용물(빨간색), 1980–2011; 미국 EIA의 데이터.

2011년 패텍과 크로프트

2010년 타데우스 파츠크(오스틴 텍사스대 석유 및 지리시스템공학부 학장)와 그레그 크로프트는 석탄 생산이 2011년 또는 그 직후 최고조에 달해 기후변화에 대한 석탄의 기여를 거의 제거할 정도로 빠르게 감소할 것으로 예측했다. 패텍은 "내 생각에는 이 자원을 연간 80억t으로 생산할 수 있는 우리의 능력은 꿈"[31]이라고 했지만 2012년(82억t), 2013년(81억9000만t), 2014년(8억8500만t)[32] 등 세계 석탄 생산량은 연간 80억t을 넘어섰다.

2150 M. 킹 허버트

M. King Hubbert의 1956년 세계 추출 곡선의 예측은 세계 석탄 생산량이 약 2150년에 연간 약 60억 미터 톤으로 최고조에 달할 것으로 추정했다.[33]

2020년 에너지 워치 그룹

에너지워치그룹(EWG)이 2007년에 발표한 석탄:[23] 자원과 미래 생산은 세계 석탄 추출량이 불과 15년 안에 최고조에 달할 수 있다는 것을 발견했다.[34] 그러나 2013년 보고서에 있는 그래프는 2020년의 정점을 보여준다.[35] 이에 대해 리차드 하인버그는 연간 석탄에서 에너지 절약을 가장 많이 추출한 석탄의 양(연간 톤)이 가장 많이 채굴된 날짜보다 더 빠를 것이라고 지적했다.[36]

에너지 연구소

유럽연합 집행위원회 공동연구센터(IFE)를 위해 준비한 B. 카발로프와 S. D. 피트브스의 석탄의 미래는 에너지워치그룹과 비슷한 결론에 도달했으며, "향후 석탄은 에너지원으로서 그렇게 풍부하고 널리 이용가능하며 신뢰할 수 없을 것"[34]이라고 밝혔다. 카발로프와 피트베스는 추출의 정점을 예측하려고 시도하지 않았다.

미국 에너지 정보국

2011년 미국 에너지 정보국은 세계 석탄 소비량이 2035년까지 증가할 것으로 예상했다.[37]

허버트의 이론

M. King Hubbert's Hubbert peak 이론에 따르면, 피크 석탄은 최대 세계 석탄 생산율에 도달하는 지점이며, 그 후, 그 이론에 따르면, 생산율은 말기 감소에 들어갈 것이다. 석탄은 수백만년 동안 식물 물질로부터 형성된 화석 연료다. 그것은 유한한 자원이고 따라서 비재생 에너지원으로 간주된다.

두 가지 가능한 피크가 있다: 하나는 질량으로 측정된 것이고 다른 하나는 에너지 출력으로 측정된 것이다. 채굴된 석탄의 질량당 세계 평균 열 함량은 1989년 8,020 BTU/lb에서 1999년 9,060 BTU/lb로 증가했다. 1999년 이후 채굴된 석탄의 세계 평균 열 함량은 상당히 안정적이었으며, 2011년에는 9030 BTU/lb였다.[38]

허버트는 각 석유 지역과 국가가 종 모양의 고갈 곡선을 가지고 있다고 결론지었다.[17] 그러나 이 문제는 윌리엄 스탠리 제본스가 1865년 저서 '석탄문제'에서 처음 제기한 것이다.

허버트는 미국의 석탄 추출량이 1850년부터 1910년까지 매년 6.6%씩 꾸준히 증가하고 있다고 지적했다. 그리고 나서 성장이 안정되었다. 그는 한정된 자원은 어떤 것도 기하급수적인 성장을 지속할 수 없다고 결론지었다. 어느 시점에서는 추출 속도가 최고조에 달했다가 자원이 소진될 때까지 감소해야 할 것이다. 그는 시간 대비 계획된 추출률이 종 모양의 곡선을 보여주며 상승했던 만큼 빠르게 감소할 것이라고 이론화했다.[39] Hubbert는 최고 석유의 행동을 예측하기 위해 미국 석탄 추출에 대한 그의 관찰을 이용했다.

연간 생산률을 이용한 허버트 선형화는 석유 추출에 비해 석탄 채굴 데이터에 비해 신호 대 잡음 비율이 열악해 최대 석탄 계산에 취약하다. 그 결과, 러트리지에서는[40] 선형화를 위해 누적 생산량을 사용한다. 이 방법에 의해 추정된 궁극적인 회복은 활성 석탄 지역에 안정되게 적합하게 된다. 세계 석탄의 최종 생산량은 680 Gt로 추정되며, 이 중 309 Gt는 이미 생산되었다. 그러나 2015년 세계석탄협회는 남아 있는 석탄 매장량에 대한 서로 다른 두 가지 추정치가 968 Gt(IEA/BGR)와 891 Gt(BP/WEC)라고 보고했다.[41]

참고 항목

참조

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추가 읽기