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동기로 장소였다라는 인간을 그 부드러운 때와 알았어.[편집자주] 지구온도 상승 속도가 빨라지고 이에 따른 이상기후 발생 빈도가 기하급수적으로 늘어나며, 과학의 다양한 분야를 더 적극적으로 사용해 기후변화를 늦추려는 노력이 강화되고 있다. 머니투데이는 우리나라에서 기후공학과 기후테크를 연구해 온 연구자들을 만나 이 분야가 무엇을 다루고, 한국적인 맥락에서는 어떻게 적용될 수 있는 지 들었다.






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"우주 거울로 햇빛 막아" 반발에 묻혔었는데…이젠 써야할 때 왔다

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-최후의 보루 기후공학, IP코스닥유망주
CC도 본격 논의




1991년 6월 필리핀 피나투보 화산이 분화하던 순간 /사진=필리핀 화산 및 지진학 연구소·워싱턴대프레스


#1. 1971년 북아메리카 오대호 중 가장 큰 호수인 슈피리어호에서 특제이브이엠 주식
이한 실험이 수행됐다. 연구진은 호숫물을 1600리터(L)의 대형 봉지에 담은 뒤 여기에 인, 실리카, 질소 등의 영양소를 넣었다. 인위적으로 영양소를 첨가할 때 식물 플랑크톤이 얼마나 잘 자라는지 확인하기 위해서다. 플랑크톤은 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수한다. 지구상의 플랑크톤 개체수를 늘리면 대기 중 이산화탄소가 자연스럽게 흡수될 거란 접근법이다. 실시간주식차트

#2. 1991년 필리핀 피나투보 화산이 폭발했다. 엄청난 화산재와 이산화황이 하늘로 치솟아 성층권을 덮었다. 그런데 의외의 효과가 나타났다. 지구로 들어오는 태양빛이 차단되면서 지구 평균 기온이 1년 여에 걸쳐 약 0.6℃ 낮아졌다. 이 사건은 성층권에 에어로졸 입자를 분사해 태양빛을 반사하자는 아이디어에 힘을 실었다. 2018년 미국영우통신 주식
하버드대 연구팀은 애리조나주 사막 상공에 에어로졸이 든 고고도 풍선을 띄워 성층권에서 분사하는 실험에 나섰다.
지구의 온도 상승을 공학적 방법으로 제어하려 한 '기후공학' 실험들이다. 실험은 모두 거센 반대에 부딪혔고 더 이상 진전되지 못했다. 기후공학은 기술을 이용해 기후를 인위적으로 변화시키기 위한 학문의 분야다. 산업화 이전 대비스마트그리드주
지구 평균기온 상승 폭을 1.5°C 이하로 억제하겠다는 파리기후협약 목표 달성이 거의 불가능해지면서 기후공학을 동원해서라도 기후변화 대응에 나서야 한다는 목소리가 커진다.
한국에도 기후공학을 연구해 온 학자들이 있다. 지난달 26일 서울 성북구 KIST(한국과학기술연구원) 본원에서 만난 박창의 기후탄소순환연구단 선임연구원은 "기후 공학 이론은 1960년대부터 꾸준히 제시됐지만 실증 사례는 전 세계적으로 많지 않다"며 "인간이 인위적으로 자연계에 개입함으로써 더 큰 부작용을 불러일으킬 수 있다는 사회적 우려와 거부감이 컸기 때문"이라고 기후공학을 소개했다.
박 연구원은 1970년대 미국에서 진행된 플랑크톤 실험에 대해 "수많은 후속 질문에 답하려면 연구를 이어가야 하는데 당시에는 기술적으로든 사회적 분위기로든 쉽지 않았다"고 했다. 당시 연구진은 영양분을 첨가하자 플랑크톤이 늘어나는 것을 확인했다. 하지만 애초에 플랑크톤이 생존하기 힘든 환경이었기에 인간이 계속 영양분을 공급하지 않으면 플랑크톤은 다시 죽었다. 플랑크톤이 죽을 때 이산화탄소가 방출된다는 문제도 제기됐다. 또 죽은 플랑크톤에서 배출된 이산화탄소가 해저 토양으로 가라앉는지, 대기 중으로 방출되는지 규명할 수 없었다.
그동안 지구 온도는 계속해서 상승했다. 특히 2015~2020년 사이 전 세계 곳곳에서 기록적인 폭염이 발생했고 지구 최고 기온은 매년 경신됐다. 예측보다 훨씬 이른 시기에 강도 높은 폭염이 발생하면서 기후과학계의 충격이 커졌다. 박 연구원은 "예측 모델이 잘못됐거나, 미처 발견하지 못한 메커니즘이 있거나, 기후 변화가 생각보다 더 심각하게 진행되고 있다는 뜻인데 이 때문에 기후 과학계를 중심으로 '탄소 감축 노력'만으론 부족하다는 목소리가 높아졌다"며 "적극적인 제어 행동에 나설 때가 됐다고 본 것"이라고 설명했다. 이에 따라 세계기상기구와 유엔환경계획이 공동 설립한 IPCC(기후변화에 관한 정부 간 협의체)는 2029년 대기 중 이산화탄소 제거 기술(CDR)과 성층권에 에어로졸을 분사하는 태양복사관리(SRM) 등의 기후 공학 기술을 제7차 평가보고서(AP7)의 핵심 의제로 다룰 계획이다.



박창의 KIST 기후탄소순환연구단 선임연구원이 26일 KIST 본원 연구실에서 머니투데이와 만나 연구 결과를 설명하고 있다. /사진=KIST


◆ '땅속 탄소 포집'부터 '우주 거울'까지…한국 '딱' 맞는 기후 공학 기술은?



다양한 기후공학 기술을 나타낸 모식도. 숲 조성(1), 바이오에너지 탄소 포집(2), 토양 탄소 저장 기술(4), 우주 거울 기술(8), 성층권 에어로졸 분사(9), 구름 표백(11) 기술 등이다./사진=네이처


기후 공학 기술은 자연계의 어떤 요소를 활용하느냐에 따라 다양하다. 대규모 숲을 조성해 이산화탄소를 흡수하는 조림(造林·숲을 조성하는 것)도 기후 공학에 속한다. 우리나라를 포함해 미국, 중국 등 많은 나라에서 기술을 개발 중인 '이산화탄소 포집·활용·저장 기술'(CCUS)은 주로 공장에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 이를 땅이나 해양에 묻는 방법이다. 토양(흙)이 자연적으로 대기 중 이산화탄소를 흡수하는 데 착안해 토양이 더 많은 탄소를 포집할 수 있도록 성능을 개선하는 '토양 탄소 저장' 기술도 있다.
그런가 하면 유엔환경계획은 우주에 거대 거울을 설치해 태양빛을 반사시킴으로써 지구 표면 온도를 낮추는 '우주 거울' 방법을 제시했다. 유사한 방법으로 바다 위 낮게 떠 있는 구름에 매우 작은 바닷물 입자를 뿌려 구름을 더 하얗게 만드는 이른바 '구름 표백' 기술이 있다. 바닷물의 염분이 구름에 분사되면 구름의 입자가 더 조밀해지면서 더 하얗게 변하고, 태양빛을 반사하기에 용이하다는 것이다.
박 연구원은 "전 세계적으로 기후 공학에 대한 관심이 커지는 만큼, 우리나라도 국토 환경에 맞고 실현 가능한 방법을 찾아야 한다"고 했다. 특히 한국은 2030년까지 이산화탄소 배출량을 2018년 대비 40%로 감축하고 1120만t(톤)에 이르는 이산화탄소를 포집하겠다는 목표를 세운 상황이다.
박 연구원은 "우리나라에는 이미 산림이 많은데다 국토가 작은 탓에 신규로 만들어낼 수 있는 산림도 적다. 하지만 삼면이 바다로 둘러싸인 만큼 해양을 활용한 탄소 포집이 유리하다"고 했다. 한계는 있다. 바다가 흡수하는 탄소량이 국가온실가스 통계에 포함되지 않기 때문이다. 박 연구원은 "해양 흡수 탄소량을 실질적인 탄소 흡수량으로 인정하자는 국제적 합의가 아직 이뤄지지 않았기 때문"이라며 "(탄소중립 목표를 고려하면) 해양 인접국에 불리한 조건"이라고 했다.
그러면서 "(가장 빠르게는) 국내 토양을 개선해 탄소 포집량을 늘리는 방법을 생각해 볼 수 있다. 토양이 한 해 흡수하는 이산화탄소의 양이 기가톤(Gt·10억톤) 단위인데 이 포집량을 1%만 늘려도 엄청난 양의 탄소를 흡수하게 되는 것"이라고 했다. 박 연구원은 "다만 현재 우리나라 토양의 상태를 가늠할 데이터부터 부족한 상황"이라며 "지금부터라도 국내 토양과 해양 환경에 대한 분석 데이터를 충실히 쌓아 기후공학 시대를 대비해야 한다"고 했다.



박창의 KIST 기후탄소순환연구단 선임연구원이 26일 KIST 본원 연구실에서 머니투데이와 만나 연구 결과를 설명하고 있다.







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"韓과 손잡고 싶어요"…유럽서 쏟아지는 기후테크 '러브콜'

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-기술로 탄소 줄이는 기후테크




이상협 국가녹색기술연구소 소장은 2일 서울 여의도 국가녹색기술연구소 본원에서 머니투데이와 만나 '기후테크 R&D 전략'에 대해 제언했다. /사진=박건희 기자


"우리나라는 기후 테크 R&D(연구·개발)에 매우 민감하게 반응해야 합니다. 전략적 글로벌 연대가 필요한 때입니다."
8일 서울 여의도 국가녹색기술연구소(이하 녹기연) 본원에서 머니투데이와 만난 이상협 녹기연 소장은 이처럼 말했다. 녹기연은 기후변화 대응을 위한 정책·제도·국가 전략을 연구하는 과학기술 분야 정부출연연구기관이다.
이 소장은 "2030년까지 온실가스 배출량을 2018년 7억 2760만 톤(t) 대비 40%를 감축하겠다는 게 우리나라가 세운 탄소중립 목표다. 그런데 2030년까지 5년밖에 남지 않은 현재 달성률은 약 11% 정도"라고 지적했다. 그러면서 "탄소중립 목표를 달성할 방법을 빠르게 강구해야 한다는 점에서 우리나라는 누구보다 기후 테크에 민감하게 반응해야 할 나라"라고 했다.
기후 테크는 기후와 테크(기술)의 합성어로 온실가스 배출을 줄이는 과학기술을 말한다. 이산화탄소 배출 없는 친환경소재·식품 개발부터 수소에너지같은 친환경 재생에너지까지 기후 테크 분야는 광범위하다. 이 소장은 "한 국가가 원천기술 연구부터 상용화까지 혼자 이끄는 건 투자 규모와 시간이 엄청나 불가능에 가깝다"며 "전략적인 협력 파트너를 찾는 게 중요하다"고 했다.
지난달 말 EKC(한-유럽 과학기술학술대회) 참석차 오스트리아 비엔나, 독일 베를린 등지를 방문한 이 소장은 "유럽은 지구온난화를 막아야 한다는 명분을 실제 산업까지 끌고 간 유일한 대륙이다. 그런데 경제가 둔화되면서 기후 테크의 선봉장 역할을 해 온 유럽조차 점점 동력을 잃어가는 모습이 눈에 띄었다"고 했다. 그는 "그럼에도 유럽이 마지막까지 놓지 않는 분야가 수소 에너지인데, 특히 이 부분에서 한국과의 기술적 협력을 원한다"고 전했다.
자연계에 풍부하게 존재하는 수소는 지구에서 가장 가벼운 기체다. 수소에너지는 수소를 공기 중의 산소와 반응시켜 전기와 열을 발생시키는 발전 방식이다. 연소 과정에서 이산화탄소를 발생시키지 않아 차세대 청정 에너지로 주목받는다. 그런데 기체 상태의 수소는 액체·고체에 비해 단위 부피당 저장할 수 있는 에너지가 적다. 발전용으로 효율이 떨어진다는 의미다. 또 공기와 만날 때 연소 반응이 폭발로 이어질 위험도 크다.
이 때문에 전 세계 연구계는 생산한 수소를 액체로 변환하거나 압축해 저장 후 안전하게 운송하는 기술을 개발 중이다. 전 과정에 드는 비용을 낮추고 안전성을 확보하는 게 수소에너지 상용화의 핵심이다. 이 소장은 "특히 그린수소 생산 여건이 상대적으로 좋지 않은 독일, 영국에서 협력 수요가 높다"고 했다. 그린수소는 풍력, 태양광 등 신재생에너지로 만든 전기로 물을 분해해 만든 수소로 '가장 깨끗한 수소'로 불린다. 다만 자연환경에 따른 제한이 커 높은 발전효율로 그린수소를 생산할 수 있는 국가는 소수에 그친다. 그렇지 않은 국가는 수소 저장, 운송 분야에서 비용을 낮출 방법을 찾아야 한다. 이 소장은 "유럽은 한국이 보유한 수소연료전지 기술과 첨단 제조업 인프라에 주목한다. 에너지를 오랜 기간 저장하는 전지 기술과 대량생산에 최적화된 첨단 제조 인프라를 활용하려는 것이다. 우리나라는 이같은 협력 관계에서 유럽이 오랜 기간 쌓아온 원천기술 노하우와 자본을 얻을 수 있다"고 했다.



녹기연이 2024년 12월 발표한 글로벌 R&D 전략지도 '수소공급 분야' 일부 /사진=과학기술정보통신부


이같은 분석을 기반으로 녹기연은 오는 12월 '2025년도 수소 에너지, 이차전지, CCUS(이산화탄소 포집 및 활용·저장) 글로벌 R&D 전략지도'를 공개할 예정이다. 전 세계 각국의 신재생에너지 비중과 인프라, 산업군 현황은 물론 외교적인 요인까지 고려해 우리나라와 기술 협력 시 가장 좋은 시너지를 낼 수 있는 국가 및 세부 기술 분야를 선별한 지도다.
이 소장은 "협력 대상을 발굴한 뒤에는 촘촘한 제도적 지원이 필요하다. 상대국의 규제, 무역 장벽, 암묵적인 외교적 규칙 등 다양한 요소를 고려해 효율적으로 대응해야 하는데 이는 한 기관이나 기업이 감당하기엔 매우 어렵고 복잡하다"며 "정부가 먼저 기후 테크 분야에 특화된 정책과 법률을 검토하고 부족한 부분은 채워, 우리나라 기후 테크 기술이 해외로 진출할 길을 적극적으로 터줘야 한다"고 강조했다.
박건희 기자 wissen@mt.co.k