지구온난화(global warming)는 장기간에 걸쳐 지구 지표면의 평균 기온이 상승하는 것을 의미하며, 오존층 파괴, 환경 호르몬과 함께 세계 3대 환경문제로 등장하였다. 지구온난화 지속에 따라 기후시스템을 이루는 구성요소들은 변화하게 되고, 결과적으로 인간과 생태계에 심각하고 광범위하게 나쁜 영향을 미칠 것으로 예상된다. 현재까지 알려진 지구온난화의 원인과 영향에 관해 먼저 살펴보고자 한다.
지구온난화의 원인
기후 과학자들은 지구온난화의 원인을 규명하기 위하여 최신 기술을 이용한 많은 연구를 진행해 오고 있다. 지구온난화의 원인은 자연적 요인이 거의 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌으며, 인간 활동에 의해 대기 중 이산화탄소(CO2)를 포함하는 온실가스가 증가하기 때문인 것으로 알려져 있다.
주요 온실가스들이 지구온난화에 영향을 미치는 정도는 이산화탄소가 60%, 메탄(CH4)이 15%, 대류권 오존(O3)이 8%, 아산화질소(N2O)가 5%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 특히, 대기 중 이산화탄소의 농도는 제1차 산업혁명 후인 1850년에 280ppm이었으나 이후 기하급수적으로 증가하여 2017년에는 405ppm에 이르렀다. 대기 중 이산화탄소의 증가는 지구온난화의 직접적인 원인이며, 인간과 생태계에도 나쁜 영향을 다양하게 미치고 있다.
지구온난화의 영향
인위적인 온실가스 증가에 의한 지구온난화는 단순히 지구 지표면의 평균 기온 상승에만 국한되는 문제가 아니다. 현대인은 지구온난화로 열대우림의 소멸, 해수면의 상승, 해양 산성화, 생태계의 훼손 등 다양한 문제에 직면해 있다. 열대우림은 지구의 허파라고도 불리는데, 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출하며 대기를 정화한다. 가장 큰 규모인 아마존의 열대우림은 지구 산소의 20% 이상을 생성한다고 알려져 있다.
지구 전체의 14% 정도를 차지했던 열대우림은 상업용 목재 벌채와 대규모 농업 등으로 현재 6~7% 정도로 감소되고 있다. 열대우림의 소멸은 이 허파의 기능이 없어지는 것을 의미하며, 이산화탄소가 증가하기 때문에 지구온난화에도 나쁜 영향을 미친다. 지구온난화의 영향으로 건조해진 열대우림은 산불의 위험성에 노출되고 있으며, 실제로 열대우림에 빈번한 산불이 발생하면서 다량의 탄소가 발생해 지구온난화를 더욱 심각하게 만드는 악순환을 불러일으키고 있다.
오늘날 열대우림은 무자비한 개발로 빠르게 파괴되고 있다. 이산화탄소를 흡수하는 나무가 사라지면서 지구온난화는 더욱 심각해 질 것이며, 그에 따라 빙하가 녹으면서 해수면 상승을 유발할 것이다. 해수면은 제1차 산업혁명 전과 비교하여 2013년에 19cm 상승하였다. 앞으로 지구 지표면의 평균 기온이 2℃ 이상 증가한다면 해수면은 1m 이상 상승할 가능성이 있다. 지난 10월 11일 미국의 기후변화 연구단체 ‘클라이밋 센트럴’은 지구 지표면의 온도가 지금보다 3℃ 더 오르면, 해수면 상승과 홍수 등의 여파로 세계 50여개 도시가 물에 잠길 수 있다는 충격적인 시뮬레이션 결과를 발표하였다.
미국 버지니아주 알링턴의 펜타곤 건물, 영국 런던의 버킹엄 궁전, 호주 시드니의 오페라하우스, 베트남 하노이의 문묘 등과 우리나라에서는 서울 강서구의 김포공항이 이에 해당된다. 특히, 아시아 국가들은 지구온난화의 영향을 더 많이 받으며, 해수면 상승에 취약한 상위 5개국에 중국, 인도, 베트남, 인도네시아가 포함되었다. 우리나라도 작년에 그린피스가 해수면 상승과 홍수가 겹치면 2030년 부산, 전북, 충남, 인천의 일부 저지대가 물에 잠길 수 있다는 심각한 시뮬레이션 결과를 이미 발표한 바 있다.
대기 중 이산화탄소는 해양에서 약 23%, 생태계에서 약 15% 흡수된다. 최근 해양에서 이산화탄소를 더 많이 흡수함에 따라 해양 산성화가 급속히 진행되고 있으며, 해양 생태계에 나쁜 영향을 끼치게 될 것이다. 특히 산호 백화현상이 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 많은 산호 종이 멸종 위기에 놓여 있다. 지구온난화의 영향으로 육상 생태계 역시 나쁜 영향을 받고 있다. 동식물 서식지가 북쪽과 고도가 높은 곳으로 이동되고 있다. 이와 더불어 많은 생물 종이 멸종되면서 생태계의 다양성이 훼손되고 있다.
지구온난화의 대응방안
파리협약은 2020년 만료된 교토의정서를 대체하여 2021년 1월부터 적용되고 있는 기후변화협약으로 선진국에만 온실가스 감축 의무를 부여했던 교토의정서와 달리 195개 당사국 모두에게 구속력이 있다. 파리협약에서는 장기 목표로 산업화 이전 대비 지구 지표면의 평균 기온 상승을 1.5℃ 이하로 제한하기로 합의했으며, 지구의 재앙을 막으려면 모든 국가가 파리기후협약을 반드시 지켜야 한다.
그러나 전 세계가 2050년까지 ‘온실가스 배출 순제로’를 달성하는 낙관적인 시나리오에도 지구온도는 1.5℃ 이상 오를 것으로 전문가들은 예상한다. 지구온도가 3℃ 오르는 시점도 기존 2100년에서 2060년경으로 40년 앞당겨졌다. 이 때문에 파리기후협약보다 더 강력한 탄소 배출 규제를 도입해야 한다는 목소리가 커지고 있다. 또한, 산업체에서도 지구온난화를 극복하기 위하여 친환경 신재생에너지 개발, 전기차로 대변되는 화석연료를 적게 사용하는 제품 생산, 산업폐기물의 철저한 관리를 통한 토양과 해양오염 방지, 친환경 제품의 개발 등의 노력이 절실히 필요하다.
그렇다면 왜 종이와 물, 전기 등을 절약하는 것이 지구온난화와 관련이 있는지 살펴보고자 한다. 식물 광합성은 지구 대기 중 이산화탄소를 흡수하고 산소를 부산물로 방출하며, 지구상의 생명체에게 필요한 유기화합물과 대부분의 에너지를 공급한다. 종이는 목재를 기계적 또는 화학적으로 처리해 만든 펄프를 원료로 제조되고 있다. 그러므로 종이 재활용은 선택이 아니라 필수다. 재생지나 이면지 등 종이 재활용을 더 많이 해야 하는 이유는 열대우림의 벌목량을 줄이는 것이 지구온난화를 방지하고 지구생태계의 중심축인 숲 생태계를 지키는 일이기 때문이다.
현대인이 식용으로 사용하는 수돗물은 취수, 도수, 정수, 배수, 급수 등의 여러 단계의 상수도 시설들을 거치면서 많은 전기와 에너지를 사용하여 가정으로 공급된다. 그러나 우리나라는 수돗물이 풍족하고 저렴하다 보니 물을 절약하는 습관이 너무 부족하다. 생활 속에서 수돗물을 줄이기 위한 노력은 중요하며, 수돗물을 사용할 때 물줄기의 직경은 5mm면 충분하다.
또한, 우리나라에서는 발전설비 용량기준으로 화력발전 28%, LNG발전 30%, 원자력발전 22%, 신재생에너지 10% 정도로 전기를 생산하고 있다. 탄소를 배출하는 화력발전과 LNG발전이 58%를 차지하고 있다. 석탄 화력발전소의 경우 수입한 원료를 하역, 저장, 상탄과 혼탄작업, 석탄을 연소에 적합한 크기로 분쇄, 보일러에서 연소, 터빈으로 전기를 생산, 탈황 및 회처리 등 복잡한 공정을 거치며, 많은 탄소와 미세먼지를 발생시키며 전기를 생산하고 있다. 발전소에서 전기를 생산하는 공정 자체가 복잡하고 많은 에너지를 소모하기 때문에 절전을 생활화하는 것은 지구온난화에도 매우 중요하다. 전자제품을 사용하지 않을 때 플러그 뽑기, 사용하지 않는 전등 끄기, 백열등이나 형광등 대신에 전력소모가 1/10 수준인 LED등 사용하기 등 절전을 생활화하기를 권장한다.
이상에서 지구온난화의 원인, 영향, 대응방안을 살펴보았는데, 지구온난화는 이제 더 이상 먼 미래의 문제가 아닌 현재의 문제다. 그러므로 국가와 산업체의 노력뿐만 아니라 개인적으로도 지구온난화에 대해 좀 더 많은 관심을 갖고, 종이와 물과 전기 등 절약을 생활화하는 것이 매우 필요하다.
조태식 경북대 나노소재공학부 교수
