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탄소감축증명

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에델코인(EDELcoin)

탄소감축증명(proof of carbon reduction, PoCR)은 에너지 절약을 위해 에델코인(Edelcoin)이 개발한 합의 알고리즘이다. 탄소감축증명은 탄소감축채굴(CRM)에 의하여 측정된 자원과 에너지의 감소량을 정량적인 방법으로 수치화하고, 그에 따른 탄소 감축량을 정확히 산출해내어 이를 승인하는 방식을 말한다. 탄소감축증명 보상시스템은 탄소감축채굴 방식에 의해 감축되고 탄소감축증명에 의해 증명된 탄소배출량에 비례하는 보상을 사용자에게 제공한다.

개요

기존 작업증명(PoW) 방식은 채굴을 위한 과도한 경쟁과 에너지 사용이 문제가 되고 있다.[1] 이에 대한 대안으로 나온 지분증명(PoS) 방식 또한 채굴을 하지 않는 대신 신규 사용자 유입 및 증가가 어렵다는 문제를 가지고 있다.[2] 이러한 문제들을 해결하기 위하여 에델코인은 탄소감축증명이라는 새로운 합의 알고리즘을 고안했다. 탄소감축채굴 방식의 채굴에 대한 카본 감축의 증명은 자원과 에너지의 소비에 있어서 통상적인 사용량, 즉 베이스라인보다 적게 소비하는 행위 및 방법이 선행되어야 하며 이렇게 자원 및 에너지를 베이스라인보다 적게 소비하는 행위 및 방법이 카본감축채굴, 즉 CRM이다. 이때 기준이 되는 베이스라인은 합리적이고 객관적이어야 하며, 해당 항목에 대하여 이러한 베이스라인이 존재해야 이와 비교하여 얼마나 감소되었는지 그 양을 정량적인 측정 방법을 통하여 정확하게 수치화 할 수 있게 된다. 예를 들어 에코드라이브의 경우 공인연비, 또는 빅데이터가 형성될경우 해당 차종의 객관적인 평균연비를 베이스라인으로 정할 수 있어, 에코드라이브를 통해 어느 정도 연료를 절감하였는지를 비교, 측정할 수 있게 된다.

이와 같이 자원 및 에너지를 베이스라인과 비교하여 더 적게 소비하였을 경우, 카본감축채굴에 의하여 감소된 양을 정량적으로 수치화하여 구할 수 있으므로 그에 따른 카본 감축량 또한 계산할 수 있다. 이렇게 카본감축채굴에 의하여 절약된 자원 및 에너지의 양만큼 감축된 카본배출량을 정확히 구하고 인증하는 것을 탄소감축증명(Proof of Carbon Reduction, PCR)이라고 하며, 탄소감축증명을 통해 증명된 카본 감축량에 대하여 일정 기준에 따라 보상을 해주는 방식이 탄소감축증명 보상 시스템이다. 이때 보상은 에델코인으로 제공되며 이를 위해 에델코인 블록체인에 카본감축채굴에 대한 탄소감축증명 보상 시스템이 구현된다.[3]

특징

카본감축 채굴은 에코드라이브만이 아니라 온실가스 배출을 줄일 수 있는 모든 에너지 절약 행위나 활동, 장치 및 시스템에 적용될 수 있다.[4] 예를 들면 자가 태양광 발전을 통하여 통상적으로 사용하던 전력량과 비용을 절감하였다면, 그 절감된 부분만큼을 일련의 인증 절차를 통하여 카본감축채굴로 인정받을 수 있다. 이 경우 사용자는 절감된 비용만큼의 이익과, 절감한 에너지만큼 보상받는 에델코인으로 인한 이중 이익을 볼 수 있으며, 향후 에델코인의 가치 상승에 따른 기대이익까지 바라볼 수 있게 된다. 이와 같이 태양광이나 풍력, 조력 등 무공해 발전 설비나 장치에 대하여 해당 설비나 장치의 효용성을 평가하고, 이를 수치화하여 감축된 CO₂에 대한 탄소감축증명 보상 시스템을 만들 수 있다. 다만 이렇게 새로운 보상 시스템을 구축할 때에는 합리적이고 객관적인 베이스라인이 있어야 한다는 전제 조건을 만족시켜야 한다. 왜냐하면 해당 항목에 대한 베이스라인이 존재해야 정확한 카본 감축량을 측정할 수 있고 이를 보상할 수 있기 때문이다.

위에 언급한 무공해 발전 설비의 경우, 해당 전력을 생산하기 위하여 화석연료를 사용한 화력발전을 하였을 경우 발생하는 CO₂의 양이 베이스라인이 될 수 있다. 또한 전기 자동차나 전기 오토바이의 경우, 전기를 사용하여 주행한 거리만큼 화석연료를 사용하여 주행할 때 발생하는 CO₂의 양이 베이스라인이 될 수 있다. 다만 이 경우에는 해당 거리를 주행하는데 필요한 전기를 생산하는데 발생하는 CO₂의 양을 고려해야 정확한 감축량을 계산할 수 있다. 이와 같이, 기존에 존재하거나 앞으로 시행될 모든 에너지 절약 비즈니스와 프로젝트에 카본감축채굴과 탄소감축증명 보상시스템이 적용될 수 있으며, 이는 에델코인 보상시스템이 해당 비즈니스나 프로젝트의 활성화에 일정 부분 기여할 수 있음을 의미한다.[3]

활용

화석연료 자동차

1. 탄소배출감축 채굴장치, 즉 CRM 디바이스를 화석연료로 사용하는 자동차에 설치한다. 이때 화석연료는 가솔린, 경유, 천연액화가스(LNG) 및 액화석유가스(LPG)를 포함한다.

2. 탄소배출감축 데이터

  • 자동차의 운행정보에 기초하여 산출된 주행거리, 연료소모량, 주행연비
  • 베이스라인이 되는 해당 자동차의 기준연비
  • 기준연비와 비교한 자동차의 주행에 따른 연료 절감량과 그에 따른 탄소배출 감축량

3. 자동차의 연료절감량은 해당 자동차를 기준연비로 해당 거리만큼 주행했을 때의 기준 연료소모량과, 해당 자동차를 실제 주행연비로 해당 거리만큼 주행했을 때의 실제 연료소모량의 차이이다. 즉, 연료절감량은 기준 연료소모량(기준연비)에서 실제 연료소모량(주행연비)를 뺀 값이 된다. 예를 들어, 가솔린 차량에서 공인연비(기준연비)가 12.2km/L라고 가정하고, 실제 주행연비 15km/L로 100km를 주행했을 때 연료 절감량과 탄소배출감축량은 다음과 같이 계산된다. 

기준 연료소모량 = 100km x 1/12.2L/km = 8.2L
실제 연료소모량 = 100km x 1/15L/km = 6.7L
연료 절감량 = 8.2L - 6.7L = 1.5L
이때, 탄소배출감축량은 연료절감량에 비례하여 계산될 수 있다. 수식 1에 의하면, CO₂ 배출감축량 = 환산계수 x 연료절감량이 된다. 이때, 환산계수는 해당 연료 1L 당 CO₂ 발생량을 의미하며, 가솔린의 경우 환산계수는 약 2.31Kg/L이다. 따라서, 상기 식에 의하여 산출된 탄소배출감축량은 3.465Kg이 된다.

4. 탄소배출감축 채굴장치는 주행 종료 시 자동차의 평균 주행연비가 기준연비보다 높은 경우 즉, 실제 탄소배출감축이 이루어졌을 경우, 이에 따른 탄소 배출 데이터를 블록체인에 전송한다.

5. 블록체인은 수신한 탄소배출 데이터를 검증하고, 탄소배출감축에 대한 보상으로 감축된 탄소배출량에 비례하는 암호화폐를 발행하여 탄소배출감축 채굴장치의 소유자에게 지급한다.[3]

친환경 자동차

1. 탄소배출감축 채굴장치, 즉 CRM 디바이스를 친환경 자동차 즉, 전기자동차 또는 수소자동차에 설치한다.

2. 탄소배출감축 데이터

  • 자동차의 운행정보에 따른 주행거리
  • 화석연료를 사용하는 자동차가 기준연비로 해당 주행거리를 운행했을 때 발생하는 기준 탄소배출량
  • 기준 탄소배출량에 기초하여 산출되는 친환경자동차의 탄소배출감축량

3. 친환경 자동차가 100km를 주행하였을 때 탄소배출감축량은 예를 들어 다음과 같이 계산될 수 있다. 먼저 베이스라인이 되는 15 km/L의 기준연비를 가지는 가솔린 차량이 100km를 주행한다고 가정할 때 탄소배출량은 다음과 같이 구해진다. 

기준 자동차의 탄소배출량 = 100km x 1/15L/km x 2.31Kg/L = 15.4Kg
해당 거리를 친환경 자동차로 주행하였을 때 소비되는 전기량을 구하고, 해당 전기량을 화석연료로 생산할 때 발생하는 탄소배출량을 계산하여 위에서 구한 기준 탄소배출량에서 공제한다. 이때, 전기 1kWh를 생산하는데 발생하는 탄소배출량은 전기 생산을 위한 에너지의 종류에 따라 다르지만 평균적인 전력배출계수는 약 0.515Kg/kWh이며, 향후에는 2040년까지 0.335Kg/kWh로 하락할 전망이다. 또한, 전기자동차에 적용되는 배터리를 포함하는 구동장치 또는 수소자동차에 적용되는 수소산화반응기를 포함하는 구동장치를 생산하는 과정이 화석연료 자동차에 적용되는 엔진을 생산하는 과정보다 탄소배출을 많이 한다고 평가되면, 그렇게 평가되는 탄소배출량만큼을 전기자동차 또는 수소자동차에 의하여 달성한 탄소배출감축량으로부터 공제할 수도 있다. 이렇게 해서 친환경 자동차에 의하여 달성되는 탄소배출감축량은 예를 들면, 기준 자동차에 의하여 배출된 탄소배출량의 80%로 평가될 수 있다.

4. 탄소배출감축 채굴장치는 주행 종료시 산출된 탄소배출 데이터를 블록체인에게 전송한다.

5. 블록체인은 수신한 탄소배출 데이터를 검증하고, 탄소배출감축에 대한 보상으로 감축된 탄소배출량에 비례하는 암호화폐를 발행하여 탄소배출감축 채굴장치의 소유자에게 지급한다.[3]

친환경 발전시설

1. 탄소배출감축 채굴장치, 즉 CRM 디바이스를 자연력을 이용하여 전기를 생산하는 친환경 발전시설(태양광, 조력, 풍력 등)에 설치

2. 탄소배출감축 데이터

  • 발전시설의 운행에 따라 생산되는 실제 발전량
  • 화석연료를 사용하는 발전시설이 실제 발전량을 생산한다고 가정할 때 발생시키는 기준 탄소배출량
  • 기준 탄소배출량에 기초하여 산출 되 는 친환경 발전 시설의 탄소배출감축량

3. 친환경 발전시설이 생산하는 실제 발전량은 발전시설 내부에 기록된 정보에 기초한다. 또한 친환경 발전시설의 탄소배출 감축량을 정량적으로 계산하기 위하여 기준 화석연료를 사용하는 발전시설이 상기 실제 발전량을 생산할 때 발생하는 기준 탄소배출량을 가정한다. 예를 들어 친환경 발전시설이 100kWh의 에너지를 생산할 때의 탄소배출감축량은 기준 화석연료를 사용하는 화력발전소가 동일한 에너지를 생산할 때 배출하는 탄소배출량이 된다. 경우에 따라, 친환경 발전시설의 재료를 생산할 때, 그리고 친환경 발전시설을 시공할 때 발생하는 탄소배출량이 화력발전소를 시공할 때 발생하는 탄소배출량보다 많은 경우에는 친환경 발전시설의 탐소배출 감축량은 그러한 요인을 감안하여 일정량을 공제할 수 있다. 즉, 친환경 발전시설의 탄소배출감축량은 기준 화석연료를 사용하는 화력발전소가 동일한 에너지를 생산할 때 배출하는 탄소배출량의 80%로 평가될 수 있다.

4. 탄소배출감축 채굴장치는 일정기간 친환경 발전시절이 운행되었을 경우, 이에 따른 탄소배출 데이터를 블록체인에게 전송한다.

5. 블록체인은 수신한 탄소배출 데이터를 검증하고, 탄소배출감축에 대한 보상으로 감축된 탄소배출량에 비례하는 암호화폐를 발행하여 탄소배출감축 채굴장치의 소유자에게 지급한다.[3]

대중교통수단

1. 탄소배출감축 채굴장치, 즉 CRM 디바이스를 친환경 대중교통수단에 설치한다.

2. 친환경 대중교통의 이용요금을 암호화폐로 지불하는 사용자에게, 이용요금의 할인 형태로 탄소배출감축량에 기초한 보상을 지급한다.

3. 탄소배출감축 데이터

  • 친환경 대중교통수단의 운행정보에 따른 주행거리
  • 화석연료를 사용하는 위와 동급의 대중교통수단이 기준연비로 해당 주행거리를 운행했을 때 발생하는 기준 탄소배출량
  • 기준 탄소배출량에 기초하여 산출되는 친환경 대중교통수단의 탄소배출감축량
  • 친환경 대중교통수단의 소유자와 이용자의 정보

4. 사용자가 전기자동차 택시를 이용하는 경우, 사용자는 택시를 타고 원하는 목적지까지 간 후 자신의 전자지갑을 결제장치와 상호작용을 시킴으로써 암호화폐로 택시비를 택시 기사에게 지불할 수 있다.

5. 이때, 지불해야 하는 택시비가 100코인이라고 한다면 일반적인 경우라면 택시비에 해당하는 암호화폐의 양을 사용자 A가 택시기사 B에게 지불함으로써 결제과정은 완료된다. 이러한 거래내용이 블록체인의 블록의 일부로서 예를 들면 다음과 같이 기록된다. 

Tx3.x User A pays 100 coins to taxi driver B

6. 그러나 탄소감축증명에 의한 보상 시스템이 적용되면, 택시기사 B는 암호화폐에 대한 채굴자로서 친환경 대중교통수단을 운행한 결과 달성한 탄소배출감축량에 대하여 예를 들면 2코인을 지불 받고, 또한 택시비로서 탄소배출감축량에 해당하는 금액만큼을 할인한 금액 98코인을 사용자 A로부터 지불 받는다. 이 경우, 택시기사 B는 택시를 운행한 결과 전체적으로 100코인을 벌었고, 이것은 원래 택시비에 해당하는 금액이다. 반면에 사용자A는 98코인만을 지불하였는데, 이것은 원래 택시비 100코인에서 택시 운행의 결과로서 달성한 탄소배출감축량에 대하여 수령하는 보상액 2코인만큼을 할인한 금액이다. 따라서, 탄소배출감축량에 대한 보상은 택시를 타는 손님에게 모두 돌아간다. 

Tx3.x     System transfer 2 coins to taxi driver B (miner)
Tx3.x + 1 User A pays 98 coins to taxi driver B

7. 위와 다른 할인 방식을 적용하는 것 또한 가능하다. 즉, 택시기사 B는 암호화폐에 대한 채굴자로서 택시를 운행한 결과 달성한 탄소배출감축량에 대하여 2코인을 지불 받는다는 점에서는 동일하나, 택시기사 B는 택시비로서 탄소배출감축량에 해당하는 암호화폐의 금액(2 코인)보다 작게 할인한 금액 99코인을 사용자A로부터 지불 받는다. 그러면 택시기사 B는 택시를 운행할 결과 전체적으로 101코인을 벌었고, 이것은 택시비(100 코인)에 해당하는 금액보다 많다. 한편, 사용자 A는 99코인만을 지불하였는데, 이것은 원래 택시비 100코인보다 적은 금액이다. 따라서 탄소배출감축량에 대한 보상(2 코인)은 사용자 A 및 택시기사B에게 각각 1코인씩 분배된다. 

Tx3.x     System transfer 2 coins to taxi driver B (miner)
Tx3.x + 1 User  A pays 99 coins to taxi driver B

8. 이와 같은 방법으로 친환경 대중교통수단에 탄소감축증명에 의한 보상 시스템을 적용하면, 교통수단의 운전자 혹은 소유자만이 아니라 교통수단의 이용자에게도 그 혜택을 제공할 수 있게 되어, 대중교통수단 이용자가 친환경 대중교통수단을 선호하고 좀 더 자주 선택하도록 권장하는 방법으로 사용될 수 있다.[3]

각주

  1. ↑ 코인마케팅, 〈탄소배출혁명 Edel Coin(에델코인) : DATAM(데이탐)〉, 《네이버 블로그》, 2018-10-16
  2. ↑ 크립톡 Cryptalk, 〈지구를 위한 한발-DATAM(데이탐),Edel Coin(에델코인)〉, 《네이버 블로그》, 2018-10-16
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 에델코인 백서 - http://www.edelcoin.io/download/EDELcoin_White_Paper(KO).pdf
  4. ↑ 영보스, 〈에델코인(EDEL)에 대해 알아보자〉, 《네이버 블로그》, 2019-02-13

참고자료

같이 보기


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