지구의 기후 변화를 막기 위한 대기 중 탄소 흡수 및 제거

자연은 인간이 기후 변화에 맞서 싸우는 데 도움이 될 수 있는 여러 개의 거대한 스펀지, 이른바 탄소 흡수원을 지구에 갖추고 있습니다. 이러한 천연 스펀지는 인간이 만든 스펀지와 마찬가지로 탄소를 흡수해 대기에서 효과적으로 제거할 수 있습니다. 독일의 기후학자이자 경제학자인 사빈 퍼스는 이러한 공상과학 같은 행위에 실제로 무엇이 수반되는지, 그리고 변화를 일으키고 기후 변화를 늦추기 위해 실제로 얼마나 큰 비용이 드는지에 대한 답을 찾기 위해 몇 년 동안 노력을 기울여 왔습니다. 글로벌 공유지 및 기후 변화에 관한 메르카토르 연구소의 연구 그룹을 이끌고 있는 퍼스는 기후 변화에 관한 정부 간 패널(IPCC)의 일원이었습니다. IPCC는 기후 변화의 과학, 위험 및 영향을 평가하기 위해 유엔에서 설립했습니다. 지구 온난화. 퍼스는 지구 온난화를 화씨 2.7도(섭씨 1.5도) 이하로 유지하려는 새로운 파리 협정 이후, 어떠한 탄소 제거 전략이 가장 유망하고 실행 가능한지 알아내는 임무를 맡았습니다.

 

조림과 재조림, 쉽게 말해 숲을 심거나 다시 심는 것은 이미 널리 알려진 천연 탄소 흡수원입니다. 수많은 나무는 광합성을 위해 온실가스인 이산화탄소(CO2)를 대기에서 격리할 수 있습니다. 광합성이란 태양 에너지를 사용해 이산화탄소와 물을 설탕과 산소로 바꾸는 화학 반응입니다. 지난 2019년 연구에 따르면, 1조 그루의 나무를 심을 때 약 2,250억 톤(2,050억 미터 톤)의 탄소를 저장할 수 있습니다. 이 수치는 산업 혁명이 시작된 이후 인간이 대기 중으로 방출한 탄소의 약 3분의 2에 해당합니다. 육상 생태학자 제인 젤리코바에 따르면 농업 토지 관리는 상대적으로 위험이 낮고 이미 테스트되고 있는 또 다른 자연적인 탄소 제거 접근 방식입니다. 경작과 윤작은 광합성에 의한 탄소 섭취를 증가시키며, 그 탄소는 결국 토양에서 분해되는 뿌리 조직에 저장됩니다. 토양에 탄소를 저장할 경우 미국 연간 순 배출량의 10%에 해당하는 약 6억3200만 톤의 이산화탄소를 저렴한 비용으로 상쇄하기에 충분합니다.

 

퍼스는 "그러나 숲을 심고 다시 심는 것과 같은 자연 기반 탄소 제거는 식량 생산과 같은 다른 정책 목표와 충돌할 수 있다"라고 지적했습니다. 규모를 확대할 때 이러한 전략에는 이미 사용 중인 땅을 비롯해 많은 토지가 필요합니다. 전문가들은 "이것이 바로 탄소 제거에 대한 기술 기반 접근 방식이 더 중요한 이유"라고 강조합니다. 직접적인 공기 포집 및 탄소 저장을 비롯한 화학 공정은 공기에서 이산화탄소를 제거하고 이를 필터에 결합시킵니다. 필터가 가열되면 이산화탄소를 포집해 지하에 주입할 수 있으며, 현재 전 세계적으로 15개의 직접 공기 포집 플랜트가 있습니다. 탄소 포집을 이용한 바이오 에너지도 있는데 이 방법을 사용하면 식물과 나무가 자라 탄소 흡수원을 만듭니다. 이후 유기 물질을 태워 바이오 에너지로 알려진 열이나 연료를 생산합니다. 연소 중 배출되는 탄소는 포집되어 지하에 저장되며 또 다른 탄소 포집 요령은 광물화와 관련이 있습니다. 이 과정에서 암석은 분쇄되어 CO2와 화학적으로 반응하고 결정화할 수 있는 표면을 증가시킵니다. 그리고 광물화된 이산화탄소는 지하에 저장됩니다.

 

그러나 이러한 기술 중 어느 것도 대규모로 구현되지는 않았습니다. 이산화탄소 1톤을 제거할 때 들어가는 비용은 최대 400달러라는 높은 금액으로 추산되며, 배치되기 전에는 여전히 많은 연구와 지원이 각각 필요합니다. 이 가운데 미국은 다양한 탄소 제거 해결책이 어떻게 함께 작동할 수 있는지 보여주는 좋은 예로 꼽힙니다. 퍼스는 "토지 관리는 중서부 농업 지역에서 사용될 수 있고 태평양 북서부의 현무암은 광물화에 좋다. 남서부의 유전에는 이미 지하 탄소 저장을 위한 적절한 기술과 숙련된 인력이 준비되어 있다"라고 설명했습니다. 궁극적으로 모든 국가는 자체적으로 성공할 수 있는 단일 개입이 없기 때문에 고유한 CO2 제거 전략 포트폴리오를 구성해야 합니다. 퍼스는 "우리가 이들 중 어느 하나라도 독점적으로 확장한다면 많은 토지를 사용하거나 엄청난 비용을 들여야 하므로 그것은 재앙이 될 것"이라 전망했습니다. 이어 그는 "조림과 재조림은 열대 지역에서 가장 생산적일 것이며 더 많은 북위도 지역의 태양 복사 차이와 우주로 다시 반사되는 빛, 즉 알베도는 해당 국가가 더 많은 기술적 개입에 투자하는 것이 더 나은 행운을 누릴 수 있음을 의미한다. 탄소 포집, 바이오매스 추출 등이 대표적"이라고 덧붙였습니다.

 

과학계에서는 이러한 해결책을 배포해야 할 필요성이 임박했다는 목소리가 이어지고 있습니다. 지구 온도가 산업화 이전 수준보다 2.7F(1.5C) 상승하기 전에 인간이 배출할 수 있는 이산화탄소의 양인 지구 탄소 예산은 약 300기가 톤입니다. 퍼스는 "최근 몇 년 동안 우리는 40기가 톤을 방출했고 다시 말해 그 예산은 몇 년밖에 남지 않았다"라고 말했습니다. 최근 과학 학술지가 소개한 논문에서 연구원들은 "파리 협정에서 설정된 목표를 달성하기 위해서는 지금으로부터 몇 년만 기다리는 것은 너무 늦을 수 있다"라며 목소리를 높였습니다. 논문의 저자들은 "기후 모델을 바탕으로 우리가 온실가스 배출을 완전히 중단하더라도 지구 온도는 1850년보다 3℃(5.4F) 더 따뜻해지고 해수면은 2500년 3미터(10피트) 더 높아질 것"이라고 예측했습니다. 이들은 기후 변화의 영향을 되돌리려면 올해와 앞으로 매년 33기가 톤의 기존 온실가스를 제거해야 한다고 강조했습니다. 그러나 이러한 접근 방식은 아직 준비되지 않았으며 비용을 지불하는 방법에 대한 합의 역시 이루어지지 않았다는 것이 우리의 현실입니다. 과학자들은 다음 단계에 대해 "즉각적으로 추가 배출을 중단해야 한다"라는 합의를 이뤘습니다. 퍼스는 "배출물은 우리의 일상생활과 인프라에 내재되어 있기 때문에 탄소 제거가 더 중요할 것"이라 지적했습니다.