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스위스 ETH연구진, 5G 인프라와 어플의 효과 조사.
4G보다 85% 더 경제적.연간 약 2메가톤 CO2절약.
안전과 겅강상의 문제는 제외하고 연구.

5G는 얼마나 기후 친화적일까?
연구원들은 5G 인프라 및 애플리케이션이 온실가스 균형에 미치는 영향을 조사했다.

연구원들이 휴대폰을 5G 표준으로 변환하는 것이 기후에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 확인했다. 5G 인프라 및 최종 장치의 생산 및 운영은 연간 0.16메가톤의 CO2에 해당하는 양을 생성한다. 그러나 전송되는 데이터 양 측면에서 5G 네트워크는 3G 및 4G 기술보다 85% 더 경제적이다. 또한 5G 애플리케이션은 연간 0.1~2.1메가톤의 CO2를 절약할 수 있다. 

▲ 휴대폰을 5G 표준으로 변환하는 것이 기후에 어떤 영향을 미칠 수 있을까?

5G 표준은 향후 모바일 데이터 전송을 위해 더 많은 속도와 대역폭을 허용해야 한다.
이 기술은 더 높은 주파수와 개별 주파수 범위의 보다 효과적인 사용을 기반으로 하기 때문에 거의 실시간으로 전송이 가능하다. 이는 자율 주행, 산업 또는 사물 인터넷과 같은 애플리케이션에 중요하다.

그러나 5G 표준은 3G 또는 4G 네트워크보다 범위가 훨씬 짧기 때문에 안테나를 더 짧은 거리에 배치해야 한다. 더 많은 안테나가 필요하다.

5G : 기후에 대한 기회 또는 위험?

이것은 이 새로운 기술의 기후 균형이 어떻게 보이는지에 대한 의문을 제기한다.
5G 네트워크의 구축 및 운영이 더 많은 온실가스 배출을 유발할까?
아니면 보다 효율적인 기술이 이동 통신의 기후 균형이 더욱 긍정적임을 보장할까?
이것이 바로 ETH Zurich의 얀 비저(Jan Bieser)와 동료들이 스위스를 예로 사용하여 조사한 것이다.

연구자들은 연구를 위해 2030년까지 5G 네트워크 개발로 인해 어떤 CO2 배출이 발생할지 결정했다. 그들은 인프라를 설정하고 운영하기 위한 에너지 및 재료 흐름과 새로운 애플리케이션의 간접적인 효과를 모두 고려했다.
그들의 예측에 따르면 4G 네트워크는 2030년에도 여전히 존재할 것이지만 데이터 트래픽의 약 20% 만 차지할 것으로 나타났다.

Bieser와 그의 팀은 "이 연구의 목적은 스위스의 5G 모바일 네트워크 개발에 대한 논쟁을 제공하는 것이 아니다"고 강조한다. 오히려 5G의 특정 측면, 즉 온실가스 배출에 대한 예상 효과를 조사해야 한다. 안전이나 건강과 같은 다른 측면은 이 연구에서 명시적으로 고려되지 않았다"고 설명했다.

▲ 5G 네트워크의 확장은 새로운 인프라를 필요로하고 새로운 애플리케이션을 가능하게 한다. 그러나 새로운 기술의 탄소 발자국은 얼마정도 될까?

이전 네트워크보다 더 효율적

그 결과 필요한 기술을 포함한 5G 네트워크의 구축 및 운영은 2030 년까지 연간 0.018 메가톤의 CO2 등가물을 추가로 배출 할 것입니다. 그 대가로 57 %는 네트워크 인프라 생산으로 돌아가고 43 %는 네트워크 운영에 필요한 전기로 돌아갑니다. 이러한 배출 외에도 향후 5G 애플리케이션에 사용되는 최종 장치에 대해 0.03 ~ 0.16 메가톤의 CO2가 추가로 발생합니다.

그러나 이는 지금까지 사용 된 3G 및 4G 네트워크에 비해 상당한 비용 절감을 의미한다고 연구원들이 설명했습니다. 데이터 전송률과 관련하여, 이는 이제 평균적으로 기가 바이트 당 약 30g의 CO2 배출량을 유발합니다. Bieser와 그의 팀은 "5G 모바일 네트워크의 경우 2030 년에 기가 바이트 당 약 4.5g의 CO2 배출이 예상되며 이는 오늘날의 모바일 네트워크보다 85 % 더 적습니다.

미래에 대한 데이터 트래픽 예측의 증가를 고려하여보다 효율적인 5G 네트워크로 전환하면 많은 추가 시스템에도 불구하고 배출량을 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 과학자들은 설명합니다.

5G 애플리케이션의 간접 효과

그러나 한 가지 문제점이 있습니다. 5G 네트워크가 해당 서비스 및 장치에 대한 수요를 너무 많이 증가시켜 이러한 절감액을 보상 할 수 있다면 이러한 이점이 사라질 수 있습니다. 완벽하게 생각할 수있는 시나리오입니다.

그러나 이는 5G 기술의 간접적 인 효과로 상쇄 될 수 있습니다. 예를 들어 5G는 지능형 전력망, 출퇴근이나 이동없이 디지털 작업 증가, 비료와 살충제 사용을 줄이면서 정밀 농업을 가능하게합니다. 이 모든 것이 2030 년까지 연간 0.1 ~ 2.1 메가톤의 CO2 배출량을 줄일 수 있다고 연구원들은 말했다.

자율 주행, 원격 수술 및 지능형 빌딩과 같은 기술은 더 많은 감소를 가져올 수 있다.
"그러나 이러한 응용 프로그램은 그 잠재력을 그렇게 빨리 완전히 활용하지 못할 것이다"고 Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa의 공동 저자 롤란드 히쉬르(Roland Hischier)가 설명했다. 따라서 5G 기술의 기후 보호 잠재력은 2030년 이후에도 증가할 수 있다.

▲ 자율 주행, 원격 수술 및 지능형 빌딩과 같은 기술은 더 많은 감소를 가져올 수 있다.

모두 "어떻게"에 달려 있다.

전반적으로 과학자들은 5G 표준이 그에 따라 사용된다면 모바일 통신과 그 애플리케이션을 보다 기후 친화적으로 만드는 데 도움이 될 수 있다는 결론에 도달했다.
Bieser와 그의 동료들은 "이 연구에서 조사된 애플리케이션의 맥락에서 총 절감 잠재력은 5G 네트워크로 인한 온실가스 배출량보다 훨씬 더 높다"고 말했다.

그러나 유연한 작업 모델, 새로운 이동성 서비스, 재생 가능하고 분산된 에너지 원, 보다 목표가 높은 농업 방법을 홍보하는 등 5G 기술의 배출 절약 애플리케이션을 위한 유리한 프레임 워크 조건을 만드는 것이 중요하다.

연구진은 "5G를 기후 보호 서비스에 사용하기 위해서는 5G 지원 애플리케이션을 통해 기후 보호 잠재력을 체계적으로 개발하고 반동 효과를 피할 필요가 있다"고 말했다.
(Report: Next generation mobile networks. Problem or opportunity for climate protection? (PDF)
출처: Empa

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul, Beautiful Earth"

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