1. IPCC 제6차 보고서 제3실무그룹 보고서 ‘기후변화 완화’ 발표
IPCC 제6차 보고서 제3실무그룹의 보고서인 ‘기후변화 완화'(Mitigation of Climate Change)가 지난 4월 5일 발표되었습니다. IPCC는 2021년 8월에 제1실무그룹의 보고서(자연과학적 근거)를, 지난 2월에 제2실무그룹의 보고서(영향, 적응, 취약성)를 발표했습니다. 이들 세 보고서들과 함께 다음 특별보고서들을 종합해 올해 9월에 6차 기후변화 보고서가 발간될 예정입니다. 제5차 기후변화 보고서(한국어-요약본,한국어-종합보고서, 영어)는 2014년에 발간되었습니다.
- 지구온난화 1.5도 특별보고서 (Global warming of 1.5C). 2018.
- 기후변화와 토지 특별보고서 (Climate change and land). 2019.
- 변화하는 기후와 해양 및 빙권 특별보고서 (The ocean and cryosphere in a changing climate). 2019.
제3실무그룹의 이번 보고서 ‘기후변화 완화’의 ‘정책결정자를 위한 요약본‘은 195개국의 정부대표단이 참여해 승인되었습니다. 보고서에 대한 ‘정책결정자를 위한 요약본’의 내용은 개요, 최근 기후변화 완화와 관련된 발전과 현재 추세, 지구 온난화를 제한 하기 위한 시스템 변화, 완화-적응-지속가능개발 사이의 연결 고리, 대응 강화 방안 등 입니다. 이번 보고서(이하 WG3 보고서)의 핵심 내용에 대해서는 기상청의 정책브리핑 “2030년까지 전 세계 온실가스 순 배출량 43% 줄여야”. 2022. 4. 5.)과 보도자료(pdf)를 참고하실 수 있습니다.
여기서는 완화 방법별 잠재력을 간략하게 정리하고, 배출 흡수 기술로 중요하게 고려되고 있는 BECCS에 대해 비판적인 시각으로 정리해보았습니다.
2. 보고서의 내용 개요
WG3의 본 보고서(Full Report)는 아래 [그림 1]과 같이 17개의 챕터로 구성되어 있습니다. 온실가스 배출량 추이, 요인과 경로, 분야별 & 분야간 전망, 여러 동인들, 지속가능 발전 맥락에서 어떻게 전환을 가속화할 것인가 등이 주요 내용입니다.
WG3에서는 지구 기온상승폭을 1.5도 혹은 2도 이하로 억제하기 위한 에너지 시스템과 배출 경로 등을 광범위하게 분석하여 크게 8가지 설명 시나리오(또는 실례(實例)가 되는 시나리오; illustrative Scenario. 기상청 기후용어사전)를 도출하고(C1~C8), 시나리오별 전망을 내놓았습니다.
이러한 다양한 경로에는 역배출(net-negative emissions)과 이산화탄소 제거(carbon dioxide removal; CDR)가 이루어지는 경우, 재생가능에너지가 확대되면서 화석연료가 빠르게 축소되는 경우 그리고 전세계적으로 에너지 수요가 빠르게 감소하는 경우 등도 포함됩니다.지구 평균 기온을 안정화시키기 위해서는 이산화탄소 배출량을 0으로 만들어야(넷-제로; net-zero) 합니다. 온난화 수준을 2도 이하로 억제하는 시나리오에서 이산화탄소 넷-제로 도달 시점은 “2070년대 초반”이며, 1.5도 억제 시나리오에서는 2050년대 초반”입니다. 세계가 온실가스(greenhouse gas; GHG) 넷-제로에 도달하면 지구 기온은 떨어질 것이라고 합니다.
2015년 파리협정(2015)을 통해 각국은 2100년까지 1.5도 혹은 2도 이내로 온난화를 억제하기로 약속했고, ‘2030 국가 온실가스 감축 목표'(Nationally Determined Contributions; NDCs)를 만들어 작년에 개최된 유엔기후변화협약 당사국총회(COP26) 이전에 제출했습니다. 그런데 이 약속들이 지켜지더라도 온난화 수준을 목표대로 억제할 수는 없다는 사실이 현재 광범위하게 인정되고 있습니다.
온난화 수준을 10 분의 몇 수준으로 줄일 수 있을 뿐입니다. 2030년까지 감축 약속과 실제로 2100년까지 2도 혹은 1.5도 이하로 억제하기 위해 필요한 배출량 감축량 사이에는 상당한 차이가 존재하기 때문입니다. 현재의 국가 온실가스 감축 목표대로 추진하면 이번 세기에 약 3도 증가합니다. 불확실성을 감안하면 가능한 상승기온 범위는 최저 2.3도, 최대 4도입니다. 따라서 억제 수준에 맞추려면 감축 약속 보다 더 줄이는 노력이 필요합니다.
WG3의 거의 모든 시나리오에서 배출량 감축 속도를 높이고, 잔여배출량(residual emissions; 1.5도 시나리오 기준으로도 줄여지지 않는 배출량)을 벌충하고, 이산화탄소 역배출 옵션을 제공하기 위해 국가 온실가스 감축 목표에 의존하고 있습니다. 단 이전 IPCC 보고서에 비해 WG3 보고서는 배출량 감축이 더 빨리 이루어지고 국가 온실가스 감축 목표를 더욱 제한하는 모델들을 면밀하게 분석하여 포함시켰습니다.
3. 지구 평균 기온 상승폭 1.5도 혹은 2도 미만으로 제한하기 위해
지구 평균 기온 상승폭을 산업화 이전 대비 1.5도 이하로 제한하기 위해서는 2030년까지 2019년 온실가스 순배출량의 43%, 2050년까지 84%를 감축해야 합니다. 지구 평균 기온 상승폭을 1.5~2도 미만으로 제한하는 경로로 갈 경우 온실가스 배출량 정점은 최소 2025년이 될 것으로 예상됩니다.
2010-2019년 동안 인간에 의한 온실가스 배출량은 계속 증가해왔습니다. 1850~2019년까지의 이산화탄소 누적배출량 2260~2640 GtCO2 중 2010년대 누적 이산화탄소 배출량은 17%로 380~440 GtCO2였습니다. 170년 동안 배출한 양의 17%를 마지막 10년 동안 배출한 것이라고 할 수 있습니다.
지역적인 불균형도 지속되고 있습니다. 국가별 누적 온실가스 배출량을 보면 미국 등 북아메리카 지역이 1위, 유럽 지역이 2위 그리고 중국 등이 포함된 지역이 3위입니다. 연간 일인당 온실가스 배출량은 북아메리카 지역의 경우 19톤이었고, 아시아 남부지역의 경우는 2.6톤으로 7분의 1 이하 수준이었습니다.
온실가스 배출량으로 보아도 전지구적인 불평등 문제가 드러납니다. 전세계 인구의 48%가 일인당 6톤 이상 배출하는 국가에 살고 있고, 41%는 일인당 3톤 이하를 배출하는 국가에 살고 있습니다.
이번 보고서가 온난화를 제한하고 완화하는 방법에 대한 것이고 위와 같이 국가별 불균형이 심하다보니 보고서를 합의하는 과정도 쉽지 않았습니다. 이번 WG3 보고서의 발표 시점이 예상보다 48시간 이상 늦어졌습니다. 보고서 초안 문장 하나하나에 대해서 각국이 모두 동의해야 하는데, 소위 선진국과 개도국 간의 상황과 의견차이가 클 수 밖에 없어 이러한 결과가 나타난 것입니다. 합의된 방법들을 실천하는 데에는 더 많은 협력과 소통이 필요할 것이라고 전문가들은 말합니다.
4. 기후변화 완화 방법
부문별 감축 잠재력
[그림 3]은 옵션별로 탄소 감축 잠재력을 분석한 것입니다. 우리가 어디에서 얼마나 줄이는 것이 가장 비용대비 효과가 좋은지 나타내는 그림으로, 이번 보고서에서 가장 중요한 그래프 중 하나입니다.
여기서 가로축은 완화 잠재력으로, 현재(2019년 당시) 정책을 따르는 시나리오와 비교하였을 때 각 완화 옵션을 사용함으로써 감축할 수 있는 연간 CO2 배출량을 나타냅니다. 이 그림에 표시된 잠재력은 기술 수준, 새로운 기술을 채택하는 비율, 효율성에 따라 달라질 수 있어 불확실성이 내재하며, 세계 각 지역별 상황별로도 달라질 수 있음을 감안해서 보아야 합니다.
IPCC는 “전 세계 부문별 온실가스 감축 수단 43가지의 온실가스 배출량 저감 잠재량과 비용을 한곳에서 비교했습니다. 이 중 ‘이산화탄소상당량 1톤당 저감비용 100달러 이하인 수단’만 다 시행해도 2030년까지 전 세계 온실가스 배출량을 2019년(약 590억 이산화탄소상당량 톤; 59 [±6.6] GtCO₂-eq)의 절반 이상으로 줄일 수 있습니다.”
– 기후변화행동연구소
비용대비 효과로 보면 풍력과 태양에너지를 이용한 에너지 전환 부문의 완화 잠재력이 가장 큽니다. 또한 운송, 교통 부분에서 에너지 전환, 수단 전환을 통해 큰 효과를 볼 수 있는 것으로 나타나고 있습니다. 주요한 기후변화 해결책으로 제시되기도 하는 핵에너지는 1기가톤까지는 감축 효과를 보이지만 초반에만 효과가 있을 뿐 그 후에는 빠르게 잠재력이 감소하여 비용대비 효과가 낮은 것으로 나타났습니다.
기후금융
WG3 보고서에서는 따로 한 챕터를 들여 기후금융 부문도 더 상세히 다루고 있습니다. 분석에 따르면 2030년까지 기온 상승폭을 1.5 혹은 2도 이하로 억제하는 데 필요한 투자 규모는 현재 수준의 3~6배입니다.
또한 계속 문제가 되고 있는 화석연료에 대한 보조금을 폐지할 경우 2030년까지 온실가스를 세계적으로 최대 10% 더 감축할 수 있는 것으로 예측되었습니다. 그런데 이 경우 화석연료를 기반으로 하고 있는 개발도상국의 발전을 위해 추가적인 지원이 필요합니다.
5. 탄소 포집과 저장 : BECCS의 문제점과 실현가능성
WG3에서는 1.5도 혹은 2도 이하로 온난화를 억제하기 위해 목표 기한 내 넷-제로를 달성하려면 이미 발생한 탄소를 제거하는 노력이 필수적이라고 말하고 있습니다. 탄소를 제거하는 기술(carbon dioxide removal; CDR)은 대기 중에 있는 탄소를 빼내는 ‘배출 흡수 기술’ 혹은 ‘역배출 기술'(negatie-emissions technologies) 등으로 불리는데 이는 또 다른 대규모 지구공학적 기술이라는 점, 따라서 비용이 크다는 점, 식량 생산과 생태계에 악영향을 미칠 수 있다는 점에서 부정적인 의견과 비판적인 분석이 많습니다.
대기 중에서 이산화탄소를 제거하는 방법으로는 크게 두 가지, 즉 나무를 심어 삼림을 복원하는 방식과 대기 중에서 탄소를 직접 제거하는 방식이 있습니다. 전자는 나무에 포집된 탄소가 산불 등을 통해 대기로 다시 돌아갈 수 있다는 단점, 후자는 필요한 에너지와 물 그리고 비용이 엄청나게 높다는 단점이 있습니다.
IPCC 기후 보고서에서 사용하는 모델은 이 두 가지 방식을 혼합해 장점을 취하는 ‘바이오에너지 탄소 포집과 저장'(Bioenergy Carbon Capture and Storage; BECCS)을 활용하고 있는데, 여기에는 또 방대한 토지가 필요해 식량 생산에 위협이 될 수 있다는 등 여러 가지 큰 문제가 있습니다.
BECCS는 오스트리아의 미하엘 오베르슈타이너의 논문(“Managing Climate Risk”, 2001, Obersteiner et al)에서 제안된 방법으로, 그 과정은 나무를 심고 키워서 펠릿으로 만들고 이를 태워서 에너지를 취하고 배출되는 탄소는 포집해 지하에 저장하는 것으로 이루어집니다.
이 논문이 처음 나왔을 때는 가설에 불과했지만, 지구 온난화 2도 이하라는 목표를 달성하기 위해 방법을 찾던 사람들에게 BECCS는 매력적인 대안으로 보였고 2014년 5차 기후평가 보고서(AR5)에서 중심적인 역할을 하게 되었습니다. AR5는 파리협정의 기반이 되는 보고서입니다.
제이슨 히켈은 BECCS의 문제를 크게 네 가지로 봅니다(<적을수록 풍요롭다> pp.174-186). 첫째, 이 정도의 규모로 실현 가능한지 입증된 적이 없다는 것입니다. 이 기술이 제대로 작동하는 데에는 연간 이산화탄소 150억톤을 흡수할 수 있는 탄소 포집과 저장 시스템이 전세계적으로 필요합니다. 현재 기술로는 2800만톤을 처리할 수 있는 능력이 있지만 그것도 일부만 검증이 되었고, 전형적인 CCS 시설 한 곳이 처리할 수 있는 이산화탄소의 양은 100만톤에 불과합니다. 따라서 전세계에 1만 5000개 시설을 새로 만들어야 한다는 계산이 나옵니다.
둘째 문제는 이 기술이 일단 지금은 배출하고 청소는 나중에 하려고 하는 전략을 만들어낼 수 있는 위험이 존재한다는 것입니다. 실제로 과학자 열 다섯 명은 2014년 파리 기후정상회의를 앞두고 학술지 <네이처 기후변화>(Nature Climate Change)에 BECCS의 한계와 문제점을 지적하는 글을 실었습니다. 이 기술을 광범위하게 사용한다면 우리는 배출 감축 의무에서 멀어지려고 할 수 있으며 매우 위험한 방법이라는 것입니다.
세 번째 문제는 IPCC에서 BECCS 기술을 적용하려고 하는 만큼의 탄소를 제거하려면 인도 크기의 두세배 면적의 땅에 바이오연료 플랜테이션을 만들어야 한다는 것입니다. 이는 지구 경작지의 약 3분의 2에 해당하는 면적입니다. 식량 작물을 재배하던 땅을 전환한다면 심각한 식량 부족 문제와 이로 인한 분쟁이 생길 수 있으며, 기후 식민주의에 대한 우려도 하지 않을 수 없습니다.
마지막으로 BECCS는 그 자체가 생태적 재앙이 될 수 있습니다. 독일의 과학자 베라 헥의 연구팀(Vera Heck et al, 2018)은 바이오연료 플랜테이션을 대규모로 확장할 경우 생태계에 파괴적인 영향을 미칠 것이라고 전망했습니다. 세계 숲 덮개를 10% 줄일 것이며, 생물종 다양성은 7% 감소하고 멸종은 더욱 가속화될 것이라고 분석했습니다. 또한 대규모로 단일종 재배를 하기 위해 화학비료를 사용하게 되면서 곤충의 개체 수는 줄어들 것이고, 물오염과 토양 오염, 토양 고갈 또한 심해질 수 밖에 없습니다.
BECCS 개념을 처음으로 제안했던 오베르슈타이너는 이 기술을 일종의 ‘위험 관리 전략’ 또는 ‘백스톱 기술’로서, 기후 되먹임 고리가 심각하게 나빠질 경우를 대비한 것이었다고 말했습니다. 즉 비상시에 사용할 수 있는 방법으로 고안했다는 것입니다. 그의 의도와 다르게 정치인들과 모델러들이 그의 기술을 오용했다고 보아야 할지 의문이 듭니다.
2018년 초 유럽과학자문위원회(European Academies’ Science Council)는 BECCS 등 배출 흡수 기술에 의존하고 있는 정책들을 비난하는 보고서를 냈습니다. 과학자 공동체는 이 보고서 보다 더 강력하게 기술 환상에 대해 비판합니다. 최근 평가에 따르면 BECCS를 안전하게 사용할 경우 줄일 수 있는 이산화탄소의 양은 최대 전세계 배출량의 1% 정도입니다.
6. 지금 이산화탄소 농도는?
가장 최근의 대기중 이산화탄소 농도는 지난 4월 7일 기준 418.9ppm입니다. 지금으로부터 1년 전에는 400ppm이하였고, 안전한 수준은 350ppm이며, 산업화 이전 시기의 이산화탄소 농도는 280ppm이었습니다.
글 : 황승미 (녹색아카데미)
참고자료
“2030년까지 전 세계 온실가스 순 배출량 43% 줄여야” 기상청 정책 브리핑. 2022. 4. 5. (보도자료(pdf))
“지구 ‘1.5도 상승’ 지키려면 … 2003년 탄소배출 43% 감축해야” 최우리, 이근영, 김민제. 한겨레신문. 2022. 4. 5.
“2030년 온실가스 감축 잠재력 예상…원전 < 재생에너지” 최우리, 김민제, 2022. 4. 4. 한겨레신문.
“Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change” IPCC. 2022.
“Scientists react: What are the key new insights from the IPCC’s WG3 report?” Carbon Brief staff. 2022. 4. 7. CarbonBrief.
“Analysis: What the new IPCC report says about how to limit warming to 1.5C or 2C”. Zeke Hausfather. 2022. 4. 6. CarbonBrief.
“In-depth Q&A: The IPCC’s sixth assessment on how to tackle climate change” D. Dunne et al. 2022. 4. 5. CarbonBrief.
“The History of BECCS” Leo Hickman. 2016. 4. 13. CarbonBrief.
