영화 <설국 열차>는 지구온난화를 막기 위해 대기 중에 CW-7이라는 냉각제를 뿌렸는데 그 부작용으로 지구 전체가 얼어붙을 정도의 추위가 왔다는 설명으로 시작한다. 이렇게 온실가스 감축을 위해 시도되는 공학적 기술을 총칭해서 지구공학(geoengineering) 또는 기후공학(climate geoengineering)이라고 한다.

기후공학적 시도들은 크게 두 종류의 기술로 분류된다. 먼저 지구에서 흡수되는 태양복사에너지의 양을 줄이려는 시도로 일명 태양복사관리(solar radiation management: SRM)가 있다. 성층권에 이산화황과 같은 가스를 뿌려서 태양 복사에너지를 더 많이 반사시키거나(일명, SAI: sulfur aerosol injection), 우주에 태양 가리개를 설치해서 태양복사에너지를 반사시키는 것과 같은 방법이 제안된 바 있다. 다음으로 대기 중의 탄소를 제거하는 방법(carbon dioxide removal: CDR)이 있다. 제5차 IPCC 보고서에서 소개된 미래 시나리오 모델들은 모두 이산화탄소제거(CDR) 기술을 다룬다. CDR은 대기 중의 이산화탄소를 생물학적, 지화학적, 혹은 화학적 방법으로 제거하고 저장하는 기술을 의미한다.

일찍부터 논의된 CDR 기술로는 해양철분살포(ocean iron fertilization)가 있다. 철분이 부족한 해양 지역에 철분을 뿌리는 것인데, 이 철분으로 탄소를 흡수 저장할 수 있는 식물성플랑크톤을 대량증식하자는 것이다[1]. 그런데 식물성 플랑크톤이 많아도 곧 동물성 플랑크톤이 먹을 테고 바다 안의 다른 동물들이 플랑크톤들을 먹고 소화하면 다시 또 이산화탄소는 대기 중에 배출될 것이라는 우려가 있다. 또 식물성 플랑크톤들은 철분뿐 아니라 질소, 인, 규소 등 다른 영양물질들도 흡수할 것이라거나 바닷속 생태계 전체를 붕괴시킬 위험이 있다는 지적도 있었다.

제5차 IPCC 보고서는 공기 중의 이산화탄소를 제거하는 대표적인 방법으로 조림과 산림 복구(afforestation and reforestation; AR)와 BECCS를 주로 이야기한다. BECCS는 Bioenergy with Carbon Capture and Storage의 줄임말로, 바이오 에너지 생산과 연소를 탄소포집저장(Carbon Capture Storage)과 결합한 기술을 의미한다. BECCS 시스템은 연료용 목재, 숯, 부산물 등과 같이 숲에서 가져온 목재 바이오매스, 자트로파와 팜과 같은 에너지 작물, 옥수수나 사탕수수와 같은 식량 작물 등의 바이오매스를 직접 태우거나 액체 바이오 연료로 바꾸어서 에너지를 얻는다. 그리고 이때 나오는 이산화탄소를 포집하여 액체로 만든 다음 땅속이나 해저에 저장한다.

BECCS가 눈에 드러날 정도로 큰 효과를 가져오려면 엄청나게 많은 바이오매스를 재배하기 위해서 상당한 면적의 땅과 물이 투입되어야 하고, 연결되는 이산화탄소 포집 저장 기술 또한 안정적이어야 한다. 현재 수준에서는 경제적으로나 환경적인 측면에서 대규모로 채택하기 쉽지 않아 보인다.

BECCS에 회의적인 학자들은 자연기후해법(natural climate solutions: NCS)에 주목하고 있다. 자연기후해법은 산림복원, 조림, 토지 이용 변화 및 생태계 기반 접근을 통해서 대기 중 이산화탄소를 제거하는 것을 의미한다. 학자들은 자연 기후해법을 꾸준하게 증가시킨다면 2050년까지 이산화탄소 배출량을 현재 대비 20%를 줄일 수 있고, 공기, 물, 토양, 생물다양성에도 편익이 있을 것으로 예상한다. 그렇지만 조림과 산림복원이 대규모로 채택될 경우 토지-물 발자국 증가, 토지 용도 경쟁, 생물다양성 손실, 식량 안보 영향 등의 우려도 제기되고 있다.

참고문헌

Burns, W., & Nicholson, S. (2017). Bioenergy and carbon capture with storage (BECCS): the prospects and challenges of an emerging climate policy response. Journal of Environmental Studies and Sciences, 7(4), 527–534.

Griscom, B. W., Adams, J., Ellis, P. W., Houghton, R. A., Lomax, G., Miteva, D. A., . . . Fargione, J. (2017). Natural climate solutions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(44), 11645–11650.