[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. 전국 농촌지도자, 천안 독립기념관에서 식량주권 독립 다짐
  2. 국가유산청 국감, 종묘 앞 세운4구역 놓고 여야 공방
  3. 대전샛-1 최초 교신 성공 대전 우주기업 도약 모멘텀
  4. 대전샛 밤사이 두 차례 양방향교신 성공…통신·전력·자세제어 '정상'
  5. 천안예술의전당, 문화센터 10월 대관전시 운영
  1. 김경문 감독, 한화와 작별… “최강한화 함성 영원히 못 잊어”
  2. 모래판 위에서 펼쳐진 한판 승부
  3. 대전 하나 전북을 18년만에 잡아내다! 득점 순간 대전 S석 표정(영상)
  4. 지금은 '축제 시즌'… 국내 축제, 세계 무대로 날아오른다
  5. 한화 허인서, 생애 첫 풀타임에 20홈런… 신인왕 정조준

헤드라인 뉴스


지금은 `축제 시즌`… 국내 축제, 세계 무대로 날아오른다

지금은 '축제 시즌'… 국내 축제, 세계 무대로 날아오른다

바야흐로 축제의 시즌이다. 이번 연휴 기간만 해도 전국 어디를 가도 축제의 현장을 만나볼 수 있는 정도다. '담양 국가유산야행, 양평 부추축제, 몽탄 코스모스축제, 대전 아트페스티벌, 독일마을 맥주축제, 세종 한글축제, 공주·부여 백제문화제, 생거진천 문화축제, 군산 짬뽕페스티벌, 서산 해미읍성축제, 정선 탄광문화축제, 임실N치즈축제, 울산 공업축제, 나주 영산강축제, 광주 추억의 충장축제, 횡성 한우축제, 수원 화성문화제, 인천 삼랑성 역사문화축제, 산청 한방약초축제, 서울 라이트 한강 빛섬축제, 파주페어 북앤컬처, 금산 세계 인..

김경문 감독, 한화와 작별… “최강한화 함성 영원히 못 잊어”
김경문 감독, 한화와 작별… “최강한화 함성 영원히 못 잊어”

지난해 한화를 19년 만에 한국시리즈 무대로 이끌었던 김경문 감독이 결국 지휘봉을 내려놓는다. 우승을 향한 기대 속에 출발한 올 시즌이 정규리그 9위라는 아쉬운 결과로 마무리되면서 김 감독과 한화의 동행도 막을 내리게 됐다. 김경문 한화이글스 감독은 10일 대전 한화생명볼파크에서 열리는 NC 다이노스와의 2026 신한 SOL뱅크 KBO리그 정규시즌 최종전을 앞두고 기자들과 만나 "오늘 경기가 마지막 경기가 될 것 같다"며 사실상 감독직에서 물러날 뜻을 밝혔다. 김 감독은 무엇보다 팬들에게 미안한 마음을 전했다. 그는 "감독으로서 팬..

가을 정취 물든 `국립수목원 3종 세트`… 어디로 가볼까
가을 정취 물든 '국립수목원 3종 세트'… 어디로 가볼까

가을 정취가 무르익는 전국 수목원이 문화·휴식 공간으로 변신하고 있다. 단풍이 물드는 숲길을 따라 걷거나 다양한 식물을 관찰하고 문화공연과 전시를 즐길 수 있는 프로그램이 전국 곳곳에서 펼쳐지고 있다. 산림청 산하 한국수목원정원관리원(이사장 심상택)은 10월을 맞아 국립세종수목원과 국립백두대간수목원, 국립정원문화원 등 3개 기관에서 가을맞이 문화·전시·교육 프로그램을 운영하고 있다. 올가을 프로그램은 단순한 식물 관람에서 벗어나 자연 속 걷기와 예술 감상, 정원 체험을 결합한 점이 특징이다. 가족 단위 방문객부터 연인, 친구, 걷기..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 모래판 위에서 펼쳐진 한판 승부 모래판 위에서 펼쳐진 한판 승부

  • 수확 앞둔 황금 들녘 수확 앞둔 황금 들녘

  • ‘와! 성공이다’ 대전샛 개발자들 누리호 발사 성공에 환호 ‘와! 성공이다’ 대전샛 개발자들 누리호 발사 성공에 환호

  • ‘은행 열매를 피해라’ ‘은행 열매를 피해라’