[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. 당진 뒤흔든 폭로… "김기재, 시장 자격 없다" 피해자 측 초강수
  2. [주말 사건사고] 대전 오류동 식당서 불 1명 경상…금산서 다슬기 채취 50대 심정지
  3. 교육감 선거 막판 표심 어디로…후보들 투표장 선택 의미 담아
  4. 사건은 대전에서, 변론은 서울에서
  5. [건강]반복되는 우리 아이 코막힘···'부비동염' 의심해야
  1. "자살시도 부상자 진료체계 마련 시급"…타지역 이송 10배 늘고 내원환자 급감
  2. 지방선거 전 마지막 주말…대전시장 후보들 ‘뜨거운 호소’
  3. [건강]수술했는데도 허리가 계속 아프다면? 요추수술증후군 의심해봐야
  4. 6월부터 온열질환 '위험'…5월 이른 더위에 충청서 16명 병원행
  5. 사전투표함 보관장소 ‘이상무’

헤드라인 뉴스


20대 계약직 등 7명 사상...한화에어로스페이스 대전공장 폭발 사고(종합)

20대 계약직 등 7명 사상...한화에어로스페이스 대전공장 폭발 사고(종합)

대전 유성구 외삼동 한화에어로스페이스 대전사업장에서 폭발 사고가 나 5명이 숨지고 2명이 부상을 입는 등 총 7명의 사상자가 발생했다. 사망자 중에는 입사한 지 2년도 안 된 20대 계약직도 포함돼 있던 것으로 전해졌다. 사고 당시 로켓 추진체에 들어가는 공구들을 물로 세척 하는 공정과정에서 폭발이 일어난 것으로 파악됐다. 1일 대전소방본부와 대전경찰청, 한화에어로스페이스에 따르면 이날 오전 10시 59분께 유성구 외삼동 한화에어로스페이스 대전사업장에서 폭발과 함께 화재가 발생했다. 장비 34대, 인력 101명을 투입한 소방은 오전..

6.3 지방선거에 달린 충청 백년대계, 560만 `충청인`의 손으로 정한다
6.3 지방선거에 달린 충청 백년대계, 560만 '충청인'의 손으로 정한다

'552명.' 6월 3일 치러지는 제9회 전국동시지방선거로 선출하는 충청의 지역 일꾼 숫자다. 지방행정 전반을 책임지는 광역단체장과 기초단체장, 이를 견제·감시하는 광역·기초의원, 교육행정을 총괄하는 교육감까지, 새로운 '충청시대'를 열어갈 우리 동네의 참된 일꾼을 560만 충청인의 손으로 뽑는다. 그동안 지방자치는 발전해 왔지만, 이론과 현실의 괴리는 컸다. 거대한 중앙 정부의 틀 속에서 충청권 4개 시·도 광역정부와 지역별 기초지자체의 자율성과 권한은 제자리에 머물렀고, 지역민들의 실질적인 참여 또한 제한적이었다. 지방자치 산실..

코스피 신고점 행진에도 못 웃는 충청권 상장사…온도차 `극심``
코스피 신고점 행진에도 못 웃는 충청권 상장사…온도차 '극심''

반도체 대형주의 강세에 힘입어 코스피 지수가 사상 처음으로 8700선에 올라섰다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO) 방한 소식이 투자심리를 자극하면서 관련주들이 지수 상승을 이끌었다. 반면 코스닥 시장은 침체 분위기가 이어지면서 충청권 상장사들의 주가도 부진을 피하지 못했다. 1일 한국거래소에 따르면 오후 3시 30분 장 마감 기준 코스피 지수는 전 거래일보다 312.23포인트(3.68%) 오른 8788.38로 거래를 마쳤다. 장중에는 역대 신고가인 8874.16포인트까지 오르기도 했으며, 장 마감 직전에 상승 폭을 소폭 반납하..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘꼭 투표하세요’ ‘꼭 투표하세요’

  • 대전 한화에어로스페이스 사업장 폭발사고…5명 사망·2명 부상 대전 한화에어로스페이스 사업장 폭발사고…5명 사망·2명 부상

  • 지방선거 전 마지막 주말…대전시장 후보들 ‘뜨거운 호소’ 지방선거 전 마지막 주말…대전시장 후보들 ‘뜨거운 호소’

  • 사전투표함 보관장소 ‘이상무’ 사전투표함 보관장소 ‘이상무’