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직접 공기 포집 (Direct air capture, DAC) 기술이 개발된 이후, 이 기술이 기후 변화와 각종 환경 파괴 문제를 막을 수 있는지에 대해 관심이 쏠린 상태다. 직접 공기 포집 기술이 친환경적임에는 분명하지만, 아직은 넘어가야 할 많은 장애물이 있다. 이와 관련해 2021년 1월 21일, The Conversation에서는 직접 공기 포집 기술의 개념을 간단히 설명하며, 이가 극복해야 할 어려움과 미래 전망에 대해 보도했다.
이번 주 수요일 (1월 21일 기준), 대기 중 이산화탄소 농도는 415ppm으로 측정되었다. 이는 인류의 역사상 가장 높은 수치이고, 해마다 증가하고 있다.
모든 집중이 탄소 배출의 감축으로 쏠린 가운데, 기후 변화에 관한 정부 간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPPC)는 위험한 수준의 지구 온난화를 피하는 것만으로는 감축량이 충분하지 않을 것이라고 말했다. 세계는 대기에 존재하는 이산화탄소를 적극적으로 제거하기 위해 합심해야 하고, 이 과정은 “마이너스 탄소 배출 (발생시킨 이산화탄소의 양보다 더 많은 탄소를 없애겠다는 의미)”로 설명된다.
이산화탄소의 제거는 두 가지 방법으로 시행될 수 있다. 첫 번째는 자연 생태계에서의 탄소 포집을 강화하는 것이다. 더 많은 숲을 조성하거나, 토양에 탄소를 저장하는 것이 그 예이다. 두 번째는 직접 공기 포집 (direct air capture, DAC) 기술을 사용하여 주변 공기에서 이산화탄소를 제거한 다음, 지하에 저장하거나 제품으로 전환하는 것이다.
지난주에 발표된 한 미국 연구에 따르면, 직접 공기 포집 기술을 사용하는 “이산화탄소 세정기(C02 scrubbers)”를 긴급 배치하게 된다면 지구 온난화를 늦출 수 있다고 한다. 하지만 이를 위해서는 정부와 기업의 전시 수준에 맞먹는 자금이 필요하다. 그렇다면 과연 직접 공기 포집 기술에 소비될 시간과 돈은 그만큼의 가치가 있는 것일까?
직접 공기 포집 기술은 무엇인가?
직접 공기 포집은 대기에서 이산화탄소를 포집 하는 기계 시스템을 의미한다. 오늘날 이 시스템으로 운영되는 공장은 액체 용매 또는 고체 흡착제를 사용하여 다른 가스로부터 이산화탄소를 분리한다.
스위스 회사인 클라임웍스(Climeworks)는 세계 최초의 상용 직접 공기 포집 시스템으로 구성된 15개의 기계를 유럽 전역에서 운영하고 있다. 이는 재생 가능한 지열 에너지, 또는 폐기물을 태워 생산된 에너지로 구동된다.
이 기계들이 팬을 사용하여 공기를 “수집기(collector)”로 끌어들이면, 내부에 있는 여과기가 이산화탄소를 따로 포집 한다. 여과기가 가득 차게 되면 수집기는 닫히고, 이산화탄소는 지하에 따로 보관된다.
다른 예로 캐나다 회사인 카본 엔지니어링(Carbon Engineering)은 거대한 팬을 사용하여 공기를 엄청난 규모로 끌어들인다, 이후 공기는 수산화칼륨 용액을 통과한다. 이는 화학적으로 이산화탄소와 결합하게 되는데, 결합된 이산화탄소들은 공기에서 제거되고, 이후 농축, 정제 또는 압축된다.
포획된 이산화탄소는 기름을 추출하기 위해 땅에 주입될 수 있다. 어떤 경우에서는 기름을 태운 후 생기는 배출을 막는 데 도움이 되기도 한다.
클라임웍스와 카본 엔지니어링 기술의 제안자들은 이 기술이 향후 대규모 상용과 투자를 위해 설계되었다고 말한다. 일부 추정에 따르면, 전 세계적으로 직접 공기 포집 기술의 잠재적 시장 가치는 2030년까지 1,000억 달러에 이를 수 있고 한다.
앞으로의 큰 도전
직접 공기 포집은 기후 변화에 실질적인 영향을 주기 전까지는 많은 장애물과 도전에 직면할 것이다.
이 기술이 현재 다른 이산화탄소 포집 방법들과 비교해 큰 비용이 드는 것은 맞다. 하지만 기술이 발전하고 확장됨에 따라 더 저렴해질 것으로 예상된다. 또한 경제적 측면의 실행 여부는 탄소 시장에서의 마이너스 배출 출현과 부상에 의해 도움을 받을 것이다.
직접 공기 포집 기계는 엄청난 양의 공기를 처리하므로 에너지 집약적이다. 한 연구에 따르면 이 이술이 2100년에 전 세계의 에너지 1/4을 소비할 수도 있다고 주장한다. 하지만 현재 개발 중인 새로운 직접 공기 포집 방법은 에너지 사용을 줄일 수 있다.
이 기술이 마주친 어려움을 극복하기는 힘들겠지만, 이는 숲을 심거나 토양에 이산화탄소를 저장하는 마이너스 배출 방법들보다 더 적은 땅과 물을 필요로 한다.
이는 또한 대기업의 지원을 점점 더 많이 얻고 있다. 마이크로소프트 (Microsoft)는 작년에 그들이 마련한 마이너스 배출 계획에 이 기술을 포함했다고 한다.
호주를 위한 기회
호주는 직접 공기 포집 분야에서 세계적인 리더가 될 수 있는 독보적인 위치에 있다. 작물 재배에 적합하지 않은 넓은 면적의 땅, 충분한 양의 햇빛은 태양 에너지를 이용해 구동되는 직접 공기 포집 시설 운영에 매우 알맞다. 호주에는 더불어 지하 저수지에 탄소를 격리하거나 저장 가능한 세계 최고의 장소가 있다.
직접 공기 포집은 호주에서 비교적 새로운 개념이다. 호주 기업 사우스던 그린 가스 (Southern Green Gas, SGG)와 연방 과학 산업 연구 기구(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, CSIRO)는 태양열로 구동되는 직접 공기 포집 기술을 개발하고 있다. 필자는 사우스던 그린 가스(SSG)에 참여 중인데, 이들이 진행 중인 프로젝트에는 포집 된 이산화탄소가 오일 회수에 사용되는 것과 영구적으로 저장될 수 있는 공간에 대한 개발도 함께 진행 중이다.
만약 직접 공기 포집 기술이 마주친 어려움을 극복할 수만 있다면, 이 기술은 기후 변화를 넘어서 더 큰 이득을 취할 것이다. 이는 새로운 제조업 영역을 만들어낼 수도 있고, 화석 연료의 쇠퇴로 인해 실직한 사람들에게 고용의 기회를 제공할 수도 있다.
전망을 기대하며
대기 중 이산화탄소를 없애는 일은 마치 거대한 도전처럼 보인다. 하지만 지금 아무런 행동도 취하지 않는다면 이는 후에 더 큰 장애물들을 불러올 것이다. 급격한 기후 변화, 복구 불가능한 생태계 파괴, 동식물들의 멸종. 더 나아가 건강, 음식, 물과 경제적 성장에 대한 위협들 말이다.
직접 공기 포집 기술은 현재 매서운 맞바람을 마주하고 있다. 하지만 올바른 정책, 올바른 운영자와 함께라면, 이는 기후 변화를 뒤집을 수 있는 가장 적절한 방법이 될 것이다.
코로나바이러스로 인해 화석 연료 생산은 단기적으로 줄긴 했지만, 기후 변화에 있어 앞으로 각 정부의 정책이 매우 중요하게 작용할 것은 분명하다. 교토의정서를 이은 파리 협정에서 많은 국가들이 환경 보호를 하겠다고 나섰지만, 사실상 그들의 말과 행동은 반대로 나타나고 있다. 이와 관련해 2020년 12월 2일, CNN에서 ‘지금 우리는 기후 변화 문제의 전환점이 될 수 있는 아주 중요한 시점에 있으며, 서둘러 청정에너지 개발에 힘을 쏟아야 한다.’라고 보도했다. 최근 새로운 보고서는 세계 각국 정부가 미래 기후 형성을 위한 “중요한 시점”에 있지만, 앞으로 10년간 지나치게 많은 화석 연료를 생산할 것임을 찾아냈다.
2020 생산격차보고서(Production Gap report, 이하 보고서)에 따르면, 2030년까지 각국은 화석 연료 생산을 매년 6%씩 감축해야만 한다고 한다. 이는 기후 변화의 끔찍한 피해를 막기 위해 지구 평균 온도 상승을 섭씨 1.5도로 제한하기 위함이다. 하지만 이와 다르게 국가들의 화석 연료 생산은 매년 2%씩 증가하는 추세를 보이고 있다. 현재 각국의 정부들은 코로나바이러스 전염병으로 인한 피해를 복구하기 위해 전력, 항공, 자동차 제조와 같은 화석 연료 산업 분야에 막대한 투자를 하고 있다. 이에 대해 스톡홀름 환경 연구소(Stockholm Environment Institute, SEI), 지속 가능한 개발을 위한 국제 연구소(International Institute for Sustainable Development, IISD), 영국의 해외개발연구소(Overseas Development Institute, ODI), E3G(Third Generation Environmentalism) 그리고 유엔환경계획(the UN Environment Programme)은 2020 생산격차보고서를 통해 ‘정부들의 이러한 행동은 스스로를 기후 재앙에 빠뜨리는 꼴’이라며 비판했다. 스톡홀름 환경 연구소(SEI)의 과학자이자 보고서의 공동 저자인 플로이 패태넌(Ploy Pattanun Achakulwisut)은 “우리는 현재 중요한 시점에 있다. 올해 잠시나마 전 세계 화석 연료 생산이 급격히 감소될 것처럼 보이지만, 이후 정부의 조치에 따라 우리 기후의 미래가 형성될 것”이라고 밝혔다. 그는 “정부는 코로나바이러스 이전의 화석 연료 생산 방식으로 돌아가 기후 문제를 다시 가속화할 수도 있고, 그와 반대로 기후 문제를 해결하기 위한 체계적인 관리 계획을 만들어 낼 수도 있다”라고 덧붙였다. 화석 연료 생산은 기후 목표와 얼마나 동떨어져 있는가? 첫 번째 생산 격차 보고서(2019)에 따르면, 정부들은 2030년까지 지구 온난화를 막고자 설정했던 상승폭인 섭씨 1.5 도 보다 120% 더 많은 화석 연료를 생산할 것임을 예측됐다. 이는 최대 상승 온도 섭씨 2도를 유지하기 위해 사용할 수 있는 연료량보다 50%나 많은 결과이다. 이 예상 수치는 올해에도 그대로 적용된다. 이 보고서는 미래의 화석 연료 생산에 관한 국제 협약이었던 ‘온실가스 방출 줄이기’가 잘 이행되고 있는지 검토해주었고, 결과적으로 많은 국가의 행동이 그들의 말과 일치하지 않음을 보여주었다. 배출량을 줄일 계획이라고 선언한 국가 중 일부는 여전히 새로운 화석 연료 프로젝트에 투자하고 있는 실정이다. 올해 미국, 일본, 한국을 포함한 몇몇 ‘기후 악당국가’는 2050년까지 온실가스 순 배출 제로(넷제로, Net-zero)를 달성하겠다고 밝혔고, 중국 또한 2060년까지 탄소 중립화를 약속하였다. 그러나 넷제로 달성까지는 갈 길이 아주 멀다. 이에 보고서는 목표 달성을 위해 2030년까지 전 세계 석탄 생산량이 매년 11%씩 감소해야 한다고 말했다. 이는 매년 석유 생산량과 가스 추출량을 각각 4%, 3%씩 감소해야 달성할 수 있다. 코로나바이러스로 인한 락다운(Covid-19 lockdown)으로 인해 올해 석탄, 석유와 가스 생산량이 일시적으로 감소했지만, 팬데믹 복구를 위한 기금은 청정에너지보다는 화석 연료 산업에 치우쳐져 있다. G20 정부들은 화석 연료 생산 및 소비를 담당하는 부분에 ‘코로나바이러스 조치’라는 명분으로 2,330억 달러 이상을 투입했는데, 이는 청정에너지 프로젝트에 약 1,500억 달러를 투자한 것과 매우 비교되는 수치다. 물론 캐나다가 메탄 배출량을 줄이고 유정과 가스정을 없애기 위해 18억 달러 투자를 약속한 것과 같은 긍정적인 정책도 있지만, 수많은 국가는 사회적 또는 환경적 고려 없이 화석 연료 생산에 조건 없는 지원을 제공하고 있다. 아르헨티나의 화석 연료 수입에 대한 세금 감면, 캐나다의 송유관 시스템에 대한 주식 및 대출 보증, 인도 정부의 석탄 추출 수익에 관한 리베이트, 노르웨이의 석유와 가스 산업을 위한 임시 세금 감면, 미국의 석유 및 가스 사용료 감소와 환경 규제 약화 등이 바로 그것이다. 유엔환경계획 기후변화 담당 전문가인 니클라스 하겔버그(Niklas Hagelberg)는 “이 모든 것은 우리가 미래 세대로부터 빌린 돈이다. 우리가 이 돈이 어떻게 사용되는지 철저하게 판단하지 않고 화석 연료에만 편중된 투자를 진행한다면, 우리는 아이들에게 심각한 기후 문제를 줄 뿐만 아니라, 그들의 돈을 낭비하는 것이다.”라고 말했다. 이 보고서는 파리 협정 목표를 달성하기 위해 정책 입안자들이 이 추세를 바꿔 나가야 할 것을 제시하며 뒤이어, ‘세계는 현재 기후 변화 문제에 대한 전환점에 있다. 코로나바이러스 상황 속에서 국가가 회복하고 재건하기 위해 정부가 할 수 있는 선택은 사회와 경제를 고 탄소 체제로 유지하거나, 건강하고 탄력적인 미래를 향해 ”더 나은 재건”을 하는 것 중 하나이다.’라고 덧붙였다. 저자는 화석 연료에 대한 생산 제한과 정부 보조금 중단, 부양 기금이 녹색 투자에 사용되도록 보장하는 등 화석 연료 생산을 억제하기 위한 몇 가지 정책 방법을 제시했다. 그가 쓴 보고서에는 세계가 어떻게 사회적 혼란을 최소화하며 화석 연료 사용을 공정하게 전환 할 수 있는지에 대한 것도 명시되어있다. 탈탄(decarbonization)에 직접적인 영향을 받는 근로자와 지역 사회를 지원하고, 그들에게 직업 보장, 훈련, 교육과 같은 사회 보호를 제공하는 것들이 그것이다. 유엔환경계획의 인저 앤더슨(Inger Andersen) 사무총장은 “올해의 끔찍한 산불, 홍수, 가뭄 등과 같은 이상 기상 현상은 우리가 기후 위기를 왜 해결해야만 하는지 다시 한번 강력히 상기시켜 줍니다.”라고 말했다. 이어 “코로나 이후 경제를 다시 복구시키는 과정에서 저탄소 에너지와 관련 시설에 대한 투자는 일자리, 경제, 건강, 그리고 깨끗한 공기 생성에 도움이 될 것입니다.”라고 덧붙여 말했다. 김다연 / 동일여자고등학교 / 대한민국 지속가능 청소년단(SARKA) 리포터 김민주 / 바람저널리스트 (http://baram.news / baramyess@naver.com)
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김다연 / 동일여자고등학교 / 대한민국 지속가능 청소 yess@live.com
