더 뜨겁게 더 빨리 열린 ‘이상기후 지옥문’… 1.5℃ 지켜야 산다[한국과학기술연구원(KIST) 함께하는 과학 다이브]

온실가스 감축에 달린 지구 운명

인류 위협하는 ‘그린스완’1.5℃는 인류·생태계 보전 하한선이대론 2100년 지구온도 3.2℃ 상승가뭄·폭우 빈발해 40억명 물부족북극 빙하 녹고 60% 생물종 멸종인류가 경험 못한 최악 위기 ‘경고’온실가스 감축만이 살길韓, 신재생 3배 늘었지만 아직 부족좁은 국토 탓 태양광·풍력 쉽지 않아빌딩 벽면 등 이용한 도심형 태양광CO2를 화학원료로 재활용 연구도온실가스 감축·지속 성장 ‘두 토끼’

①KIST 차세대태양전지연구센터에서 개발 중인 프리폼 신축 태양전지 모듈. 늘리거나 줄이거나 하더라도 태양전지는 정상 작동하며 향후 이를 현수막 혹은 화폭의 형태로 활용 가능하다. ② KIST 에너지저장연구센터에서 개발 중인 전고체 전지. 반으로 잘라도 불이 붙지 않고 정상 작동을 한다. ③e-케미칼 공정의 개념도. ④KIST 청정에너지연구센터에서 개발 중인 Solar-Chemical Production 시스템. 태양광을 이용해 이산화탄소를 화학원료로 전환할 수 있다. KIST 지속가능미래기술연구본부

이번 여름 정말 덥다. 더위가 찾아온 시기도 더 빨라졌다. 5월부터 때 이른 무더위로 조짐이 이상하더니 6월에 벌써 평년의 4배가 넘는 폭염일수를 기록했다고 한다. 이런 예상 밖의 더위는 이제 연례행사가 돼 가고 있다. 기상청이 발간한 이상기후 보고서에 따르면 지난해 우리나라의 이상고온 발생일수는 57.8일이다. 거의 두 달에 걸쳐 아열대 수준의 폭염을 경험했다는 것이다. 그냥 덥기만 하면 차라리 다행이다. 두 배로 늘어난 장마철 누적 강수량과 도깨비 폭우로 인한 물난리에 인명과 재산 피해 규모도 갈수록 커지고 있다.

이는 비단 우리만의 문제가 아니다. 최근 세계 금융가에는 ‘그린스완’이란 낯선 단어가 회자되고 있다고 한다. 일단 발생하면 예기치 못한 경제위기로 번지는 ‘블랙스완’처럼 전 지구적 기후변화의 충격파가 식량난, 에너지 위기 등과 맞물려 인류가 전에 겪어 보지 못한 초대형 위기로 발전할 수 있다는 경고다. 이런 우려는 그간 기후 위기로부터 상대적으로 안전하다고 여겨져 온 유럽과 북미 대륙의 선진국들마저 사상 최악의 가뭄과 홍수, 폭염과 산불에 시달리며 더욱 고조되고 있다.

국제사회의 기후변화 공동 대응을 촉구해 온 유엔의 발언 수위도 “집단자살”(2022), “지옥문을 열었다”(2023), “세상을 구하는 데 남은 시간은 앞으로 2년”(2024) 등으로 점점 더 세지고 있다. 강경하다 못해 극단적이기까지 한 유엔의 이런 표현들은 지난해 3월 최종 발간된 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change, 기후변화에 관한 정부 간 협의체) 제6차 보고서에 기반을 두고 있다. IPCC는 세계기상기구와 유엔환경계획이 기후 위기 대처를 위해 1988년 공동 설립한 유엔 산하 국제기구다. IPCC의 분석은 세계 각국의 엇갈리는 이해관계와 대립 속에서도 국제사회가 결국 유엔기후변화협약(1992)→교토의정서(1997)→파리협약(2015)까지 한층 더 강력한 공동 대응을 결의하게 만드는 중요한 지렛대가 됐다. 이런 공로를 인정받아 2007년에는 노벨평화상까지 수상한다.

하지만 2021년부터 순차적으로 공개돼 온 이번 IPCC 6차 보고서는 최종 승인에 필요한 195개 참가국 간 합의가 매우 힘들었던 것으로 전해진다. 그만큼 충격적이고 논란이 큰 내용들이 담겼기 때문이다.

전 세계 234명의 과학자들이 1만 4000개의 개별 연구자료를 분석한 결과를 집대성한 IPCC 6차 보고서는 첫 장부터 예사롭지 않았다. “인간의 영향이 대기, 바다, 육지의 온도를 높인 것이 명백하다”(It is unequivocal that human influence has warmed the atmosphere, ocean and land)라는 확정적인 성명으로 시작된 것이다. 또한 이미 자연계 전반에 걸쳐 광범위한 변화가 발생했으며, 최근의 변화 규모와 상태는 지금껏 인류사에 전례가 없던 것임을 수많은 증거가 뒷받침하고 있다는 것이었다.

이 같은 내용을 토대로 IPCC 6차 보고서는 “이 상태(세계 각국의 온실가스 감축 목표가 더 높아지지 않는 경우)로는 21세기 안에 지구 온도 상승폭을 1.5℃ 이내로 제한하기가 어려울 것”이며 “2100년 지구의 온도는 3.2℃까지 높아질 것”이란 전망을 내놨다. 현재 국제사회가 지구 온도 상승의 마지노선으로 삼고 있는 1.5℃는 인류의 존속과 생태계 보전을 확보할 수 있는 최소한의 하한선이다.

이번 보고서가 더 충격적인 점은 2019년 발표된 ‘1.5℃ 특별보고서’의 예측보다 지구가 더 빨리 뜨거워졌기 때문이다. 특별보고서는 1.5℃ 기온 상승 도달 시점을 2052년 무렵으로 예측했는데 이번 보고서에서는 그보다 10년 이상 빠른 2040년에 도달할 것으로 예상하고 있다. 또한 IPCC 보고서는 그나마 가장 좋은 시나리오로 여겨지는 1.5℃ 내에서 지구 온도 상승을 막아도 전례 없는 기상이변의 증가는 피할 수가 없다고 말한다. 여기에서 0.5℃가 추가 상승할 때마다 기상이변의 빈도와 강도는 더욱 심해지는데 2℃가 높아지면 최소 두 배, 3℃ 이상에서는 네 배가 될 것이라 내다보고 있다.

또한 가뭄과 폭우가 빈발하며 전 세계 절반 이상인 40억명이 물 부족에 시달리게 되고 60%의 생물종은 멸종할 것으로 분석했다. 동시에 온실가스 감축이 당초 목표보다 빠르게 이뤄져도 이미 진행 중인 빙하 유실과 해양 온난화, 해수면 상승, 심해 산성화에 따라 2050년이 되기 전 북극의 빙하가 1년 중 한 번 이상은 거의 녹아 없어지는 현상을 목격하게 될 것이라고 한다.

하지만 예상보다 심각한 전망에도 불구하고 여전히 희망의 여지는 남아 있다. IPCC 6차 보고서 가운데 지구온난화를 막기 위해 각국 정부와 시민들이 실천할 수 있는 일들을 열거하고 있는 제3실무그룹 보고서는 가장 먼저 현재 인류가 배출하는 온실가스를 급격히 감축해 1.5℃의 기존 목표를 달성하고 이어 온실가스 순흡수에 나서야 한다고 강조한다.

특히 지구의 기온 상승에 큰 영향을 미치는 에너지 부문에서 화석연료 사용의 감소, 저탄소 에너지 자원의 확대, 에너지 효율성 증대 및 보존의 필요성이 제시되고 있다. 더불어 온실가스 배출량의 약 20%를 차지하는 산업 부문에서도 생산과 수요 관리, 효율 개선, 자원 순환 등 가치사슬 전반에 걸쳐 온실가스를 감축하려는 노력이 필요하다고 밝히고 있다.

그렇다면 현재 우리나라의 기후변화 대응 노력은 어떻게 이뤄지고 있을까. 가장 대표적인 것이 화석연료 사용량 감축과 신재생에너지의 확대이다. 2022년 기준 우리나라의 에너지원별 발전량 현황을 보면 여전히 화석연료를 이용한 발전이 60%를 차지하고 있지만 원자력 29.6%, 신재생 8.9%로 친환경 에너지의 발전 비중도 계속 늘고 있다. 신재생에너지의 경우 10여 년간 3배가 늘어난 수치이지만 적게는 20%부터 많게는 80%에 이르는 주요 국가들과 비교했을 때는 여전히 매우 낮은 편이다.

이는 좁은 국토로 인해 태양광과 풍력 등 재생에너지 자원이 빈약할 수밖에 없는 우리나라의 태생적인 지리적 여건 때문이기도 하다. 이에 따라 우리나라에서는 전기를 대량 생산할 수 있는 태양광 발전 단지 조성과 더불어 도심형 발전의 확대를 고려한 연구개발도 활발하다. 빌딩의 벽면, 기둥, 자동차 지붕 같은 곡면에 설치할 수 있는 유연하고 무게가 가벼운 필름 형태의 얇은 태양전지 개발이 그것이다. (그림①)

이와 함께 한국이 세계 최고의 기술력을 자랑하고 있는 이차전지, 즉 에너지저장 기술을 더욱 고도화하기 위한 움직임도 매우 활발하다. 생산된 전기를 저장했다가 필요할 때 꺼내 쓰는 에너지저장장치(ESS·Energy Storage System)는 신재생에너지 단지뿐만 아니라 전력망에 연결해 전력예비율을 조절하는 데도 사용할 수 있어 재생에너지 발전의 효율성을 극대화할 수 있는 방안이다. 또한 전 세계 저탄소 정책의 핵심이 되고 있는 전기차의 핵심 부품인 만큼 여러모로 온실가스 저감에 크게 기여할 수 있다.

좀더 적극적인 방법으로 대기 중의 온실가스를 포집해 이를 우리에게 유용한 화합물로 재활용하는 기술 개발도 이뤄지고 있다. 최근에는 이런 온실가스 포집·재활용 방안을 더 효율화하기 위해 전통적인 화학적 방법을 개선해 전기화학적인 방법을 이용하는 전기화학 공정(e-Chemical) 개발도 추진되고 있다. 이 기술이 특히 더 주목받는 것은 서로 양립하기 힘든 온실가스 감축과 지속가능한 산업 성장을 동시에 해결할 수 있는 일거양득의 방안이기 때문이다. (그림 ③④)

여전히 많은 이들이 ‘아직은 아니겠지’라며 기후변화의 위협을 애써 외면한다. 하지만 IPCC 6차 보고서는 “이미 시작됐다”고 단언하며 기후변화 대응을 위한 범지구적 협력과 연대를 호소하고 있다. 우리나라를 비롯한 전 세계의 온실가스 감축 및 재활용 기술 개발과 각국 시민들의 절박한 친환경 실천 노력이 우리 모두의 최대 위기인 기후변화 극복에 큰 힘이 될 수 있기를 간절히 기원한다.

■ 정경윤 본부장은

25년 이상 에너지 관련 연구에 매진해 왔다. 이차전지 연구를 기반으로 하고 있으며 에너지 관련 연구 및 정책 등에도 관심을 많이 가지고 있다. 에너지 관련 혁신적인 기술 개발을 통해 기후변화 대응에 일조하고자 하며 이러한 일들을 같이 하고 있는 KIST 지속가능미래기술연구본부의 본부장을 맡고 있다.

정경윤 KIST 지속가능미래기술연구본부장

정경윤 KIST 지속가능미래기술연구본부장