[사이언스칼럼] 탄소중립에 기여할 수 있는 온실가스 감축 기술

장태선 한국화학연구원 미세먼지융합화학연구단장

장태선 한국화학연구원 미세먼지융합화학연구단장

기후변화협약(UNFCCC) 제1조에서는 기후변화를 '전 지구 대기의 조성을 변화시키는 인간의 활동이 직접적 또는 간접적으로 원인이 되어 일어나고, 충분한 기간 관측된 자연적인 기후변동성에 추가하여 일어나는 기후의 변화'로 규정하고 있다. 따라서 기후변화협약은 자연적 원인에 의해 야기되는 '기후변동성'과 대기 조성을 변화시키는 인간 활동으로 야기되는 '기후변화'를 구분하고 있다. 그동안 지구 환경변화는 지구의 자연적인 생태 주기라는 인류학자들의 주장과 인위적인 변화라는 과학자들 주장 간의 의견 차이가 있었다. 하지만 대기 중 온실가스 농도와 함께 기후변화가 비이상적으로 가속화돼 왔다는 과학자들의 주장에 설득력이 있어서 유엔 차원에서 대응하고 있는 실정이다.

세계기상기구(WMO)는 2022년에 발표한 연례보고서에서 '연간 평균 지구 온도가 향후 5년 가운데 1년은 일시적으로 산업화 이전(1850~1900년 평균)보다 1.5도 높을 확률이 50%에 가깝다. 그 가능성은 시간이 지날수록 높아지고 있다'라고 밝혔다. 또한 유럽환경청(EEA)에 따르면 이산화탄소는 무색, 무미의 기체로 자체의 독성은 거의 없으나 다량으로 존재하면 사람의 호흡 속도를 증가시켜 많은 유해가스의 흡입으로 인한 호흡장애와 두통, 이명 발생, 혈압 상승의 증상이 나타날 수 있는 등 조기 사망과 질병의 원인이 될 수 있다. 따라서 대기 중 온실가스 농도의 증가는 온실효과에 의한 지구온난화 발생과 함께 우리들의 건강을 해치는 요소라고 할 수 있다.

지구온난화 관점에서 온실가스가 과량으로 증가하면 온실효과를 발생해 지구 온도 상승과 함께 생태계를 파괴하는 등 지구 환경을 변화시키는 물질로 평가하고 있다. 또한 이산화탄소(CO2) 외의 가스는 비이산화탄소(Non-CO2)로 구분하고 있으며, 비이산화탄소는 이산화탄소에 비해 양은 적고 재활용하거나 파괴해 제거하는 방법이 용이하다. 하지만 이산화탄소는 매우 안정적인 물질이라서 이를 처리하기 위해서는 추가 에너지가 소모돼야 하는 등 기술개발 측면에서 쟁점이 돼 왔다.

국제적으로 이산화탄소를 줄이기 위한 노력은 1997년 교토의정서 채택과 함께 시작됐지만, 최대 발생 국가들의 무관심으로 미뤄지고 있었다. 이후 2014년 미국과 중국의 정상회담에서 이산화탄소 감축 공약을 발표하면서 새로운 국면에 돌입하는 계기가 되었으며 이후 유엔기후변화협약 당사국 총회(COP20)에서 196개국이 동참에 합의하기에 이르렀다. 2020년 OECD 보고서에서 배출순위 6위를 차지하고 있는 우리나라도 국제사회에 도전적인 목표를 제시해 현재까지 많은 노력을 해오고 있다. 이는 온실가스 감축을 위한 기술개발을 경쟁적으로 촉진하는 계기가 되었다. 전 세계를 기준 우리나라 기술 수준은 최고 선진국 대비 80~85%로 평가라서 결코 낮은 편은 아니며, 정부의 신산업 육성 의지에 따라 상용화가 가능한 기술군은 다양할 것으로 평가하고 있다. 온실가스 감축 기술은 발생을 억제하는 사전기술(공정 효율화, 신재생에너지 사용 등)과 발생한 온실가스를 처리하는 사후기술(탄소 포집·활용·저장, 산림)이 있다.

사실 최근까지 기업으로서는 온실가스 감축 효과보다 글로벌 시장수요 등을 고려한 경제성 확보가 더 중요했기 때문에 과감하게 시간과 투자를 하지 못했지만, EU와 미국 등을 중심으로 자국보다 탄소 배출을 많이 하는 국가의 제품에 대해 관세를 부과하는 제도인 '탄소국경조정세' 도입 등을 예고하는 등 국외 상황변화에 따라 감축과 경제성을 동시에 고려한 기술개발에 동참하고 있다.

결론적으로 기후변화는 국내만의 문제는 아니지만, 주요 배출국이 감축을 위한 이행을 하지 않으면 해결하기는 불가능한 상황이다. 따라서 주요 국가들이 기술 상용화를 하기 위해 경쟁적으로 노력하고 있는 상황에서, 우리나라가 기술을 선점할 수 있다면 '기술선진국'이 될 수 있지만, 반대라면 '기술종속국'이 될 수밖에 없을 것이다. 이러한 상황에서 한국화학연구원을 포함한 정부출연연구기관에서는 온실가스 활용에 관한 다양한 기초 연구를 수행해 왔고, 최근 들어서는 산업에 필요한 맞춤형 실증연구에 힘을 쏟고 있다. 온실가스 감축 기술이 산업을 접목되었을 때 탄소중립에 기여할 수 있는 성장동력이 될 것으로 기대하고 있다.
장태선 한국화학연구원 미세먼지융합화학연구단장