KIGAM 한국지질자원연구원

지금, 우리의 지구를 위한 탄소중립

김구영 센터장(CO₂지중저장연구센터), 이승우 센터장(CO₂활용연구센터)

기후변화와 탄소중립. 익숙한 듯 낯선 두 단어는 불과 몇 해 사이 전 세계의 가장 뜨거운 화두가 되었다.

기후변화로 고통받던 지구는카운트 다운을 시작했고, 인류는 삶의 터전인 지구를 지키기 위한 노력에 나섰다.

한국지질자원연구원의 기후변화 대응 기술 연구를대표하는 CO₂지중저장연구센터와 CO₂활용연구센터의 두 리더가 만나 

온실가스와 탄소중립 실현, 그리고 연구 기술에 대해 이야기를 나누었다.

김구영: 기후변화는 자연적인 요인과 인위적인 요인에 의해 지속해서 발생해왔습니다. 화산 분화에 의한 성층권의 에어로졸 증가, 태양 활동의 변화로 전체 자연의 평균 기후가 변동한 적도 있습니다. 1980년대부터 ‘지구온난화’, ‘기후변화’라는 단어가 대중화되기 시작한것 같아요.

최근 들어 기후변화가 더욱 주목받는 것은 기후변화의 속도가 빨라지면서 기상과 관련된 각종 재난이 일어났기 때문입니다. 전 세계적으로 산불과 폭우, 태풍 등 자연재해가 연이어 발생하고 있습니다.

이승우: 저도 기후변화에 대해 자료를 찾아봤는데, 기상청에서 이상기후 보고서를 작성해 발간하고 있었습니다. 지난해 3월 전국 평균 기온이 8.7℃, 최고기온 14.8℃, 최저기온 3.1℃로 1973년 관측 이후로 가장 높았습니다. 그리고 벚꽃도 작년에 가장 빠른 개화를 기록했습니다. 그밖에도 기후변화로 인해 다양한 현상이 발생하고 있지 않습니까?

김구영: 맞습니다. 기후변화에 따른 온도 상승과 강수량 변화는 가뭄과 극한 홍수 등 심각한 물 문제를 일으키며, 생태계의 다양성 감소와 많은 종의 멸종을 초래할 것입니다. 또한, 해수면 상승과 해양 산성화 등이 심각하게 진행될 것입니다. 이미 세계 곳곳에서 해안 범람이 증가하고 있으며, 해수면 상승은 세계 해안 지대 수백만 인구의 이동을 초래할 것입니다. 실생활에서 직접 체감할 수 있는 것은 폭염과 자외선으로 인한 건강 문제입니다. 기후변화에 관한 국가 간 협의체(IPCC) 보고서에 의하면 전 세계적으로 폭염으로 인한 심혈관 질환 사망수가 증가하고 있으며, 지구 온난화에 따라 전염병 환자가 증가하는 추세에 있습니다.

이승우: 센터장님 이야기를 들으니 전에 읽었던 책이 한 권 떠오르네요. “2050 거주불능 지구”라는 책인데, 21세기에 벌어질 전 지구적 기후재난 예측 시나리오에 대해 다뤘습니다. 책에 따르면 지금 이 상태가 계속 유지된다면 2030년에는 브라질에서 산림 개발 정책으로 이산화탄소가 13.12기가톤 배출되고, 전 세계 물 수요량이 공급량을 40% 격차로 추월할 것이라고 합니다. 또 약 36억 명에 달하는 사람들이 말라리아에 걸릴 수 있으며, 기후변화에 따른 분쟁으로 약 36만 명이 사망 할 수 있다고 합니다.

김구영: 당장 우리나라만 살펴봐도 2020년에 무려 54일에 달하는 긴 장마가 이어지지 않았습니까? 이로 인해 인명, 재산 피해도 많이 발생했습니다. “한국 기후변화 평가보고서 2020”에 의하면 한반도의 기온상승폭은 지구 전체 평균의 2배 수준이라고 합니다. 또 현재 멸종위기에 있는 대부분의 종이 기후변화에 따라 서식지를 잃는 속도가 빨라지고 그 결과 생물의 다양성이 감소할 것으로 내다봤습니다. 현재 연간 10.1일인 폭염 일수는 21세기 말 35.5일로 늘어날 것으로 예측합니다. 기후위기 문제를 해결하지 못한다면 폭염, 태풍, 폭설 등 기상재해가 늘어날 것이며, 열사병 등 온열 질환으로 사망위험이 커질 것입니다. 이처럼 지구의 평균 온도가 1℃만 올라가도 생태계는 전혀 달라져 모든 생명체가 막대한 영향을 받을 수 있습니다.

이승우: 문제는 기후변화가 빠르게 진행되고 있다는 것입니다. 1997년 교토의정서를 채택하고 기후전문가와 연구자들을 중심으로 기후변화에 대한 문제가 계속 제기되어 왔습니다. 그 후 전 세계적으로 기후변화 심각성에 대한 인식과 공감대가 형성되면서 선진국과 개도국이 모두 참여하는 파리협정이 2015년에 채택되었습니다. 기후변화의 심각성이 발표되고, 그 피해와 미래 위험성에 대해 알려졌지만 많은 대중에게 공감을 얻기 부족한 부분이 있었습니다. 하지만 이제는 기후변화의 위험성에 대한 공감대가 형성되었고, 2021년 11월 제 6차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP26)에서 세계 각국이 기후위기를 막기 위한 대책에 합의하였습니다. 특히 올해 4월 4일 발간된 유엔(UN) 산하 기후변화에 관한 정부 간 협의체 6차 보고서에서는 지금의 기후변화가 인간의 활동으로 발생했다는 사실을 공언했습니다. 우리나라도 작년 5월 탄소중립을 선언하고 이를 실현시키기 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다.

김구영: 우리나라만 노력한다고 해서, 또 국가 간 협의만으로는 ‘지구온도 상승을 산업화 이전 수준 대비 최대 1.5℃로 제한하여 기후변화의 영향을 억제한다’는 국제적 목표를 달성하기 어렵다는 우려도 있습니다. 목표를 달성하기 위해서는 2050년까지 넷제로를 만들어야 합니다. 하지만 개발도상국의 경우 기후변화 문제 뿐 아니라 개발 의제, 빈곤퇴치 문제 등 해결해야 하는 문제가 산적해 있어서 각국의 입장이 서로 다릅니다. 따라서 각국이 기후변화에 관한 위기 상황을 직시하고, 선진국은 개발도상국에 재정지원을 하는 등 함께 노력해야 할 것입니다.

이승우: 미래학자는 아니지만, 조심스럽게 제 생각을 말씀드리자면 넷제로는 향후 지구 환경변화를 최소화 단계에서라도 막고자 하는 범지구적인 노력의 하나입니다. 이를 위해서는 센터장님의 말씀처럼 많은 국가의 참여와 노력이 절실하게 필요한 상황이고, 이에 대한 합의점을 도

출하는데도 많은 시간이 필요했습니다. 넷제로의 실현은 매우 고단하고 힘든 과정일 수밖에 없고, 어쩌면 넷제로가 실현된 세상도 지금보다 좋다고 볼 수 없을지도 모릅니다. 다만, 중요한 것은 지금이라도 우리가 움직이지 않으면 가혹한 미래가 우리를 기다리고 있다는 겁니다.

김구영: 센터장님 말씀에 동의합니다. 아까 잠깐 이야기하셨던 IPCC보고서에 보면 기후변화를 막기 위한 여러 가지 시나리오를 시뮬레이션 해보았는데, 그 모든 시나리오를 검토해봐도 지구 기온 상승을 2℃이하로 낮추기가 상당히 어렵다고 합니다. 지금 당장 우리가 기후변화를 막기 위해 행동하지 않는다면 기후위기를 막기 어렵다고 생각합니다. 그래서 더 늦기 전에 기후변화에 대응할 수 있도록 세계의 많은 과학자가 관련 기술을 개발에 총력을 기울이고 있지 않습니까.

이승우: 우리 연구원에서도 기후변화대응본부를 만들고 연구원 차원에서 2030년까지 탄소중립 실현을 위해 온실가스 배출을 감축할 수 있는 기술을 개발하고 있고요. 지구상에서 온실효과를 일으킬 수 있는 온실가스는 여러 종류가 있을 수 있습니다. 그중 비교적 큰 영향을 미치는 것으로 판단되는 6개 온실가스로 이산화탄소(CO₂), 메탄(CH₄), 아산화질소(N₂O), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF₆) 등을 들 수 있습니다. 이중 가장 많은 배출량을 차지하는 것이 이산화탄소입니다. 유엔 산하 기후변화 관련 정부 간 협의체(IPCC, 2007) 자료에 따르면, 산업혁명 이후 지구온난화를 일으킨 온실가스는 이산화탄소가 71.6% 차지한다고 보고된 바 있습니다.

김구영: 탄소중립이 기후변화 대응책으로 주목받는 이유이기도 합니다. 이산화탄소가 온실효과에 미치는 영향이 가장 크기 때문이죠.우리 연구원에서도 이산화탄소가 집중적으로 배출되는 화력발전소나 철강, 시멘트 제조업 등의 배출원에서 포집 된 이산화탄소를 ‘활용(utilization)’, ‘저장(storage)’하는 연구를 수행하고 있습니다. 제가 속해있는 CO₂지중저장연구센터에서는 ‘저장’ 관련 연구를 하고 있으며, 크게 대규모 지중저장소 확보, 주입 및 저장기술 개발, CO₂ 거동 모니터링 및 예측기술 개발, 안전성 확보 기술 개발을 수행하고 있습니다.2030 국가온실가스감축목표(NDC) 달성과 2050 탄소중립실현에 기여하기 위해 대규모 저장소 확보와 저장기술 혁신기술 개발에 노력하고 있습니다. 현재 서해 군산 분지에서 저장소 확보를 위해 대심도 시추사업을 진행하고 있습니다.

이승우: 우리 CO₂활용연구센터는 탈황석고와 슬래그, 해수담수화 농축수와 같은 다양한 산업부산물을 이용하여 이산화탄소 감축 연구를 수행하고 있습니다. 기체 상태인 이산화탄소를 탄산칼슘 또는 탄산마그네슘 등의 무기탄산염으로 전환하여 산업에 이용 가능한 건설 소재,화학제품을 만듭니다. 이 방법을 광물탄산화라고 하는데, 인간이 처음으로 개발했다기보다는 자연이 오랫동안 해온 방식에서 착안한 기술입니다. 탄소가 바닷물과 반응을 일으켜 석회석을 만드는 과정을 광물탄산화 공정이라고 할 수 있습니다. 우리 연구팀은 2030년이전까지 실증모델을 개발해 상용화에 기여하는 것을 1차 목표로 삼고 연구에 박차를 가하고 있습니다. 우리 연구원에서 진행하는 두 연구 모두 원천적으로 이산화탄소의 배출을 차단하는 방법은 아닙니다. 이산화탄소를 원천적으로 배출하지 않을 수 있다면 좋겠지만, 산업분야로 볼 때 계속해서 공장이 돌아가야 하고, 지금 당장 사용되고 있는 화석연료를 재생에너지로 모두 대체할 수 없습니다. 완벽한 넷제로가 실현되고 재생에너지 중심의 전력 공급체계가 마련될 때까지 이산화탄소를 지중에 격리하거나 산업부산물로 재생산하는 방식을 통해 온실가스가 대기중으로 배출되는 것을 차단하는데 목적을 두고 있습니다.

김구영: 탄소중립은 기후위기를 극복하고 미래세대의 지속가능한 발전을 위해 반드시 달성해야 하는 목표입니다. 이를 위해서는 온실가스 배출량을 줄이고 온실가스 흡수원을 늘려야 할 것이며, 또한 자원은 순환되고, 에너지는 재생되어야 할 것입니다. 일상생활에서도 탄소중립을 위해 친환경 에코백 활용, 에너지 다이어트 실천하기, 탄소포인트 참여하기 등을 통해 지속가능한 사회를 위해 노력해야 할 것입니다.