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지구온난화의 진정한 해법

이종수(경희대학교 응용물리학과 교수)

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청솔뉴스 PINENEWS
기사입력 2021-02-07

 

 

몇 년 전 재료분야 세계 최고의 학술대회인 국제재료학회(MRS)에 참석해서 해당 분야에서 아주 유명한 대가 과학자의 강연을 듣게 되었다. <인공광합성>에 관한 내용이었는데, 식물의 광합성 원리를 인간이 구현하여 에너지를 얻을 수 있고 이산화탄소를 저감시킬 수 있다는 내용이었다.

 

   물론 식물의 광합성 효율에 비해서 형편없는 효율이긴 하지만 ‘인간 기술의 발전이 엄청나구나’ 생각하며 탄복하였다. 최근 재료과학의 뜨거운 이슈 중 하나는 <친환경 에너지 효율화 기술>, <이산화탄소 저감기술>이다. 필자도 열원의 전기적 변환인 열전소재 연구를 하면서 에너지 효율화 연구를 진행하고 있다. 한번은 미국에서 열린 국제열전학회에 참석하였는데, 학회에서 제공하는 식사를 할 때 모두 일회용 용기를 사용하고 폐기해버리는 것을 보면서 “아니, 에너지 효율화를 연구하겠다는 사람들이 이런 식으로 해서야 되겠는가?” 생각하면서 연구에 회의를 느끼기도 했다.


  사실 이산화탄소 저감기술이라고 외치면서 진행하는 기술을 자세히 들여다보면 오히려 이산화탄소를 더 많이 생산하는 기술일 때가 많다. 최종 제품 자체는 이산화탄소를 적게 생산할지는 몰라도 그 제품을 생산하면서 들어가는 모든 제조공정에서 이산화탄소가 배출되고 있기 때문이다. 오히려 그런 제품을 생산하지 않는 편이 이산화탄소를 덜 내뿜는 방법일 때가 많다. 인공광합성을 하느니 차라리 나무를 하나 더 심는게 낫다.
 
  그런데, 이산화탄소가 정말 문제일까? 과거 2억년 전 공룡시대 때는 수많은 화산폭발로 이산화탄소 농도는 2000~5000 ppm 정도로 현재 400 ppm인 지금 농도의 5배 이상이었을 것이라고 추정된다. 매우 높은 이산화탄소 농도로 인해 온실효과에 의해 지구 북극과 남극은 온대기후가 되어서 연중 식물이 살았다고 한다. 극지방이 그렇게 따뜻하면 적도지방은 뜨거운 지옥이 되지 않았을까? 연구자들의 말에 의하면, 적도지방도 연평균 기온이 35도 미만으로 살기에 비교적 좋았다고 한다. 그 이유는 뜨거운 햇빛이 적도를 달구면 강력한 사이클론이 발생하여 바닷물을 뒤집고 적도와 극지방의 해류이동을 가속화 하여 열 분배가 잘 이루어졌기 때문이라고 한다.


  오래전에 많았던 이산화탄소가 지금의 수준으로 감소된 이유는 크게 두 가지 때문이다. 첫 번째는 이산화탄소가 많으면 암석의 풍화작용이 심화되어 암석의 칼슘 등 무기질이 바다로 흘러들어가 수중의 이산화탄소와 결합하여 탄산칼슘으로 변환되면서 바다 속으로 침전되었기 때문이다. 두 번째는 이산화탄소 농도 증가는 식물의 생장 속도를 빠르게 하여 식물의 광합성으로 소비된다. 그로 인해 공룡시대 때 식물이 거대하게 성장하고, 이를 먹는 초식공룡이 거대해졌으며, 육식공룡도 함께 거대해졌다는 설명이다. 실제로 최근 보스턴대 연구팀에 의하면 1980년대 이후 이산화탄소 증가에 의해서 중국과 인도 등 개발도상국가에서 자연토지녹화가 30 % 정도 증가했다는 보고가 있다. 따라서 이산화탄소 증가 자체가 지구의 생태에 악영향을 미친다고만 할 수는 없을 것이다.


  문제는 이산화탄소 증가가 지금 너무 급격히 이루어지고 있다는 점이다. 과거 지구의 이산화탄소 증가는 생물이 적응할 수 있을 정도로 천천히 이루어졌다면, 지금은 너무 빠르게 이루어지는 점이 문제이다. 온실효과가 이루어졌을 때 발생하는 해수면 증가에 의한 침수에 인간이 대처할 시간도 촉박하다. 자연은 스스로 치유하기 위해 태풍이나 사이클론을 더 많이 발생시킬 것이다. 북극곰 등 생물의 보금자리도 스스로 자리를 찾기 이전에 더 빨리 붕괴될 수 있다.


  한편, 지구는 인간이 일으킨 이 문제를 스스로 해결할 것이라고 필자는 조심스럽게 생각해 본다. 다소 과격한 주장일지는 모르지만, 지구의 입장에서 이산화탄소 증가는 거시적 관점에서 큰 문제가 아닐 수도 있다. 지구는 지금까지 그러했듯 스스로 상처를 치유할 능력이 있다. 인간이 그 자생적 치유 작용을 방해하지만 않는다면...


  지구 온난화의 관점에서 사회적으로 문제되고 있는 출산율 감소와 급격한 도시화로 인한 농촌의 붕괴는 오히려 지구의 자정에 도움이 된다. 출산율 감소는 인간의 생산과 소비활동을 낮추고 이는 에너지 소비를 감소시킴으로써 지구의 엔트로피 증가를 늦춘다. 인구감소로 인한 생산/소비의 저하는 인구의 도시 집중으로 어느 정도 해소될 수 있다. 도시집중으로 인해 물류비용이 낮아지고 생산/소비가 더 원활하게 진행되기 때문이다. 반면, 농촌의 공동화로 인해 사람 사는 곳이 녹화가 진행되면서 인간의 빈 자리를 자연에게 돌려주는 효과가 생긴다. 이렇게 자연적인 현상과 사회적인 현상은 지구의 문제를 스스로 해결하려는 자연의 거대한 치유과정일지도 모른다.


  다만, 확실한 점은 인간은 에너지 사용을 최소화하고, 화석연료사용 시 발생하는 이산화탄소를 잘 포집하여 고체로 변환시킴으로써, 대기 중 이산화탄소 증가를 억제해야 하는 노력은 지속되어야 한다. 또한 이보다 더 중요한 것은 자연녹지 개발을 최소화하여 자연이 스스로 지구를 정화할 수 있도록 가꾸어야 한다는 점이다. 그것이 <에너지 효율화기술>, <자연친화기술>을 개발하는 것 보다 더 유용한 기술이다.

 

 

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