[중도시평] 탄소중립과 엔트로피 법칙

  • 오피니언
  • 중도시평

[중도시평] 탄소중립과 엔트로피 법칙

이원묵 건양사이버대 총장

  • 승인 2021-12-28 10:35
  • 신문게재 2021-12-29 18면
  • 박수영 기자박수영 기자
이원묵 건양대총장
이원묵 건양사이버대 총장
인류 문명사는 불(火)과 도구의 발전사라고 한다. 근대 문명을 견인해 온 화석연료가 기후변화의 주범으로 등장했다. 탄소중립(Carbon neutral)은 생활과 산업에서 사용된 화석연료에서 발생 되는 탄산가스양만큼을 회수하여 지구의 탄산가스 순 배출이 없도록 하겠다는 정책이다. 전체 에너지는 지구가 포함하고 있는 화석연료에서 우라늄에 이르기까지 다양한 종류의 에너지원과 지구 밖에서 오는 태양복사 에너지로 구분되며, 그 에너지양은 일정하다. 최근 화석연료 소비량 증가로 인하여 쓸모있는 에너지가 쓸모없는 에너지인 탄산가스를 급증시키고 있다. 탄산가스는 열용량이 크고 확산성이 작아서 국지적 기류변화와 기온상승 효과에 의한 기후변화의 주인으로 알려졌다. 탄산가스의 급증으로 광합성과 흡수 등에 의한 지구의 자연적 환경생태 복원력은 급격히 상실돼 가고 있다고 한다. 사람은 체온이 1℃만 상승해도 열병을 앓는 것처럼, 지구 온도가 1℃만 올라가면 극지방 해빙으로 해수면 상승과 생태계에 큰 변화가 일어난다고 한다. 혹자는 지금의 코로나 팬데믹도 지구 온난화로 인한 생태계 교란에 따른 X-이벤트(extreme event)의 전조현상이라 경고한다. 지난달에 산업혁명의 발상지인 글래스고에서 197개국 세계 정상들이 모여 2050년까지 탄소중립 달성을 위한 'UN 기후협약 COP26'을 선언하였다. 이 약속을 지키기 위해 각국은 산업, 인구, 경제 규모에 따라 복잡한 이해관계가 얽혀져 있다. 우리나라는 2030까지 화석연료 사용량을 40%나 감축한다고 약속하였다. 지키기 어려운 '심 봉사의 공양미 300석' 약속과 다르지 않다.

엔트로피 법칙은 자연과학을 배운 대학생들은 잘 알고 있는 열역학 제2법칙이다. 엔트로피의 이론적 정의는 열량을 절대온도로 나눈 상태함수다. 에너지 활용을 위해서는 저장, 전달 그리고 변환과정들이 불가피한데, 자연적 에너지 흐름방향은 높은 온도에서 낮은 온도로 진행하므로 에너지 사용은 무조건 엔트로피 증가를 뜻한다. 이는 쓸모있는 에너지가 쓸모없는 에너지로 변한다는 것을 의미한다. 안정적인 질서 구조의 고체나 액체의 화석연료가 비가역적 과정을 통하여 무질서도가 훨씬 높은 기체 상태의 탄산가스로 배출되기 때문에, 이는 지구 엔트로피의 증가를 의미한다, 따라서 탄소중립은 탄산가스 회수보다 대체에너지(Alternative energy)를 통한 지구 엔트로피 증가를 최소화하기 위해 노력해야 한다. 따라서 풍력, 태양전지, 원자력, 수력, 수소, 연료전지와 같은 신재생 에너지(Sustainable and renewable energy) 중에서 화석연료보다 엔트로피 변화가 작은 친환경적이고, 경제적인 대체에너지를 찾는 것이 근본적 해결과제다.



대체에너지의 환경 친화성 평가는 원료, 소재, 공정, 운전, 폐기 단계로 소비되는 전 주기 엔트로피 증가량을 기준으로 하는 전 주기적 평가(LCA: Life cycle assessment)방법을 사용한다. 전문가들은 세계적 기술 동향을 고려하여, 국내 대체에너지 사업 중, 태양광 발전은 태양전지의 소재, 공정 그리고 운전 관리에 이르기까지 전 주기의 엔트로피 증가가 높게 나타나서, 우리나라 현실에서는 경쟁력을 낮게 평가하고, 원자력에너지가 가장 높은 경쟁력을 갖추고 있다고 한다. 더구나 청정에너지인 인공태양으로 불리는 핵융합 기술개발에 세계가 경쟁하고 있지만, 실용화까지는 요원한 실정이기 때문이다.

국가 에너지 정책은 매우 현실적 문제이므로 과학기술에 근거한 합리적 기준으로 실현돼야 한다. 정책은 이념의 영향을 받을 수 있을지 몰라도, 실현은 과학기술만이 가능하기 때문이다. 역사적으로 대재앙 앞에서 불합리한 정책선택이 또 다른 X-이벤트를 만든 사례는 많다. 중세 종교개혁과 페스트 전염병 창궐 시기에 "마녀사냥"이 일어나고, 18세기 산업혁명 기간에는 프랑스 혁명과 볼셰비키 혁명이 촉발되었던 것처럼, 정치적 레토릭은 잠시 시민을 열광시킬지 모르지만, 결국 그 결과는 국민의 고통으로 귀착되기 때문이다. 이원묵 건양사이버대 총장



중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 인천 남동구, 2026년 이렇게 달라집니다
  2. 서산시 대산읍 삼길포항, 전국 단위 체류형 관광단지로 키워야
  3. 갑천 한빛대교 교각에 물고기떼 수백마리 '기현상'… 사람손으로 흩어내며 종료
  4. 대전경찰, 병원서 의료법 위반여부 조사
  5. 선박해양플랜트연구소 배터리·수소연료전지 기반 추진시스템 설계 기본승인
  1. 건양대 김용하 총장, 유학생 실습 현장 방문·격려
  2. "두 달 앞둔 통합돌봄 인력과 안정적 예산 확보를"
  3. [썰] 박범계, '대전·충남통합시장' 결단 임박?
  4. 건양대병원 박상현 주임, 의료데이터 활성화 보건복지부장관 표창
  5. 배재대 스포츠문화진흥원, 유학생 대상 ‘피클볼 아카데미’ 운영

헤드라인 뉴스


갑천 물고기떼 사흘째 기현상… 방류 가능성까지 제기

갑천 물고기떼 사흘째 기현상… 방류 가능성까지 제기

대전 갑천에서 물고기 떼 수백 마리가 교각 아래 수심이 얕은 곳으로 몰려드는 이상 현상을 두고 대규모 방생 가능성이 제기됐다. 물고기 떼가 손바닥만 한 길이로 대체로 비슷한 크기였다는 점, 또 붕어 외 다른 어종은 이번 기현상에서 관찰되지 않았다는 이유에서다. <본보 1월 13일자 6면 보도> 13일 오후 1시 30분께 유성구 전민동 한빛대교 교각 주변, 물과 지면이 만나는 수심이 얕은 곳으로 물고기가 몰려드는 현상이 재차 확인됐다. 최초로 발견된 날보다는 확연하게 개체가 줄어 십여 마리 정도 수준이었지만, 사흘째 같은 장소에서 비..

‘비상계엄’ 윤석열에 사형 구형… 특검 "중대한 헌법파괴 사건"
‘비상계엄’ 윤석열에 사형 구형… 특검 "중대한 헌법파괴 사건"

내란 우두머리 혐의로 기소된 윤석열 전 대통령에게 법정 최고형인 사형이 구형됐다. 조은석 내란 특별검사팀은 13일 서울중앙지법 형사합의25부(지귀연 부장판사) 심리로 열린 결심 공판에서 이같이 선고해달라고 재판부에 요청했다. 박억수 특검보는 "비상계엄 사태는 헌법 수호 및 국민 자유 증진에 대한 책무를 저버리고 국가 안전과 국민 생존을 본질적으로 침해한 것으로 목적, 수단, 실행 양태를 볼 때 반국가 활동의 성격을 갖는다"며 "윤 전 대통령이 비상계엄 선포의 명분으로 지적한 반국가세력이 누구였는지 명확하게 드러났다"고 비판했다. 이..

문진석 의원 등 독립기념관 이사들, 김형석 관장 해임 촉구
문진석 의원 등 독립기념관 이사들, 김형석 관장 해임 촉구

충남 천안시에 있는 독립기념관 이사들이 김형석 관장의 해임을 요구하고 나섰다. 더불어민주당 문진석 의원(충남 천안시갑)을 비롯해 백범 김구의 증손인 김용만 의원과 김일진·송옥주·유세종·이상수 이사 등은 13일 국회 소통관에서 기자회견을 열고, “국가보훈부 감사 결과에 따르면 김형석 관장은 독립기념관 설립 목적과 정체성을 정면으로 부정하며 법령을 위반하고 기관을 사유화했다는 사실이 드러났다”며 네 가지를 사유를 들어 해임을 촉구했다. 우선 김 관장의 ‘광복은 연합국의 승리로 얻은 선물’, ‘원자폭탄 두 방으로 일본이 패망, 그 결과..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘자동차세, 1월 연납하고 할인 받으세요’ ‘자동차세, 1월 연납하고 할인 받으세요’

  • 대목에도 한산한 꽃시장 대목에도 한산한 꽃시장

  • 갑천 물고기떼 수 백마리 이상행동 갑천 물고기떼 수 백마리 이상행동

  • 설 연휴 승차권…‘15일부터 예매하세요’ 설 연휴 승차권…‘15일부터 예매하세요’