맑은 날에는 태양빛으로, 비가 오는 날에는 떨어지는 빗방울의 힘으로 전기를 만든다면…. 여기에다 흐린 날에도 발전이 가능하다면 어떨까. 말 그대로 전천후 발전이 가능한 태양광 패널이 되는 셈이다. 날씨에 따라 출력이 크게 흔들렸던 기존 태양광의 약점을 보완하는 하이브리드 에너지 기술이 현실에 한 걸음 더 다가왔다. 스페인 국립연구위원회(CSIC) 산하 세비야 재료과학연구소와 세비야 대학교 공동 연구팀은 최근 태양광과 빗물을 동시에 에너지원으로 활용하는 하이브리드 발전 소자를 개발했다고 발표했다. 이 연구는 에너지 소재 분야의 대표 학술지인 '나노 에너지(Nano Energy)' 저널에 게재됐다. ◇태양전지 위에 '빗방울 발전기'를 얹은 구조 이 발전 설비는 태양빛을 전기로 바꾸는 페로브스카이트 태양전지(PSC) 위에, 빗방울이 떨어질 때 생기는 마찰과 정전기 현상으로 전기를 만드는 액적 기반 마찰전기 나노발전기(D-TENG)를 결합한 구조다. 하나의 '패널'이 두 가지 발전 방식을 동시에 수행하는 셈이다. 태양광 발전은 전지 내부의 흡수층이 빛을 받아 전자를 이동시키는 광전 효과를 이용한다. 반면 빗방울 발전은 빗방울이 표면에 닿고 퍼졌다가 떨어지는 과정에서 전하가 분리되고, 이때 생기는 전위차를 전기로 끌어낸다. 연구팀은 두 장치가 서로 방해하지 않도록, 투명 전극(FTO)을 태양전지의 전극이자 빗방울 발전기의 하부 전극으로 공유하도록 설계했다. 연구팀이 이 문제를 해결하기 위해 도입한 것이 CFx 박막이다. CFx 박막은 불소(F)가 풍부한 고분자 물질로, 테플론과 유사한 성질을 가진다. 물을 거의 튕겨내다시피 하는 강한 소수성(hydrophobic)을 띠는 것이 가장 큰 특징이다. 이 박막은 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)이라는 방식으로 만들어진다. 쉽게 말해, 기체 상태의 재료를 플라즈마로 활성화해 아주 얇고 균일한 막으로 표면에 입히는 기술이다. 상온에서, 액체 용매 없이 진행되기 때문에 열과 화학물질에 약한 페로브스카이트 전지를 손상시키지 않는다. CFx 박막은 두 가지 역할을 동시에 수행한다. 첫째, 태양전지를 수분과 산소로부터 보호하는 봉지재(encapsulation) 역할이다. 봉지재란 태양전지의 핵심 재료를 외부 환경으로부터 감싸 보호하는 일종의 방수·방습 보호막을 뜻한다. 둘째, 이 박막은 빗방울이 닿을 때 마찰전기를 만들어내는 발전층으로도 작동한다. 보호막이 곧 발전 장치가 되는 셈이다. ◇비 오는 날뿐 아니라, 흐린 날에도 발전은 계속된다 이 하이브리드 설비의 강점은 비 오는 날에만 국한되지 않는다. 비가 오지 않는 흐린 날에도 발전은 이어진다. 그 이유는 페로브스카이트 태양 전지(perovskite solar cell)가 약한 빛과 확산광에 특히 강한 특성을 갖고 있기 때문이다. 흐린 날에는 직사광선은 줄어들지만, 구름에 의해 산란된 빛이 사방에서 들어온다. 실리콘 태양전지는 이런 조건에서 출력이 크게 떨어지는 반면, 페로브스카이트 태양전지는 상대적으로 효율 저하가 적다. 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지의 '후계자'로 자주 언급된다. 페로브스카이트는 특정 결정 구조를 가진 물질군을 통칭하는 이름으로, 빛을 매우 잘 흡수하고 전하 이동이 빠르다는 장점이 있다. 이 덕분에 얇은 두께로도 높은 발전 효율을 낼 수 있고, 제조 공정이 비교적 단순해 비용을 낮출 수 있다. 또한 유연한 기판에도 만들 수 있어, 창문이나 건물 외벽, 이동형 전자기기 등에 적용할 가능성도 크다. 다만 결정적인 약점이 하나 있다. 바로 물과 습기에 극도로 취약하다는 점이다. 수분이 스며들면 결정 구조가 빠르게 무너져 성능이 급격히 떨어진다. 이 때문에 상용화의 최대 걸림돌로 '내구성' 문제가 지적돼 왔다. 연구팀에 따르면, 이번에 개발된 태양전지는 낮은 조도에서도 전압을 안정적으로 유지할 수 있어, 흐린 날이나 비가 오기 직전처럼 빛이 약한 조건에서도 전력 생산이 가능하다. 즉, 맑은 날에는 태양광, 비 오는 날에는 태양광과 빗방울, 흐린 날에는 확산광을 활용한 태양광 발전으로 에너지 공백 구간을 최소화하는 구조다. 빗방울 발전은 순간적으로 높은 전압을 만들어내지만 전류가 작고 신호가 불규칙하다. 이를 그대로는 전자기기에 쓰기 어렵다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 부스트 컨버터를 결합했다. 부스트 컨버터는 낮고 들쭉날쭉한 전압을 끌어올려, LED(발광다이오드)나 센서 같은 전자기기가 실제로 사용할 수 있는 안정적인 전력으로 바꿔주는 장치다. 이 회로를 통해 연구진은 하이브리드 소자로 LED 어레이를 성공적으로 점등시켰다. 이는 이 기술이 실험실 수준을 넘어, 실제 저전력 기기에 적용될 수 있음을 보여준다. ◇맑은 날에도 발전 효율 저하 없어 이 같은 하이브리드 구조에 대해 중요한 질문은 “이중 구조 때문에 맑은 날 태양광 효율이 떨어지지는 않을까"하는 것이다. 우려와 달리 실험 결과는 오히려 긍정적이었다. CFx 박막을 적용한 뒤에도 태양전지 효율은 약 16.4~17.9% 수준을 유지했다. 이는 보호막을 적용하지 않은 일반 페로브스카이트 태양전지의 효율(약 16.9~17.1%)과 거의 차이가 없다. 조건에 따라서는 미세한 효율 향상도 관측됐다. 즉, 맑은 날 발전 성능을 희생하지 않으면서, 비와 흐린 날까지 발전 시간을 확장한 셈이다. 경제성 측면에서도 연구진은 가능성이 크다고 본다. 페로브스카이트 태양전지는 이미 낮은 제조 비용과 대(大)면적 발전 가능성으로 주목받고 있다. 추가되는 CFx 박막은 매우 얇고 공정이 단순해 비용 부담이 크지 않다. 무엇보다 장점은 발전 시간이 늘어난다는 점이다. 맑은 날에만 의존하던 태양광과 달리, 흐린 날과 비 오는 날에도 일정 수준의 전력을 생산할 수 있다면, 단위 면적당 연간 발전량은 분명히 증가한다. 이는 전력망에 연결되지 않은 센서, 사물인터넷(IoT) 기기, 스마트 인프라처럼 항상 소량의 전력이 필요한 분야에서 특히 매력적인 대안이 될 수 있다. 이번 연구는 태양광의 약점이었던 '날씨 의존성'을 정면으로 겨냥했다. 태양전지의 최대 적이었던 물과 습기를 새로운 에너지원으로 전환했다는 점에서 이 기술은 차세대 분산형·지속가능 에너지 시스템의 중요한 단서를 제시하고 있다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

한국 경제가 탄소중립으로의 이행을 상대적으로 늦추면서 단기적인 비용 부담은 피하고 있지만, 그 대가로 미래에 훨씬 더 급격하고 파괴적인 '좌초 자산(stranded assets)' 충격에 직면할 수 있다는 경고가 제기됐다. 지금의 정책적 완만함이 오히려 산업 구조를 낡은 기술에 고착시키고, 향후 규제가 본격화될 경우 대규모 자산 가치 붕괴와 지역 경제 충격으로 이어질 수 있다는 분석이다. 이 같은 경고는 덴마크 오르후스대학교 비즈니스개발·기술학과 교수이자 영국 서섹스대학교 비즈니스 스쿨의 과학정책 부문 연구원인 아바스 압둘라피우 박사가 내놓았다. 압둘라피우 박사는 국제 기후·에너지 전환 정책과 탈탄소화 전략 분야에서 활동하는 학계 연구자로, 학제간 접근을 통해 기후변화 대응 정책의 경제·기술 측면을 분석해 온 경력을 가지고 있다. 그는 최근 국제 학술지 '에너지 연구 및 사회과학 (Energy Research & Social Science)' 저널에 발표한 논문에서 한국과 유럽연합(EU)·미국·일본·캐나다·호주 등 주요 6개 선진국을 대상으로 탈탄소화 과정에서 산업별 좌초 자산 위험을 비교·분석했다. 좌초 자산이란 기후 규제 강화와 기술 혁신, 시장 수요 변화 등으로 인해 설비나 인프라가 예상 수명보다 훨씬 이르게 경제적 가치를 상실하는 자본 투자를 의미한다. 압둘라피우 박사는 논문에서 탈탄소화가 가속될수록 이러한 자산이 점진적으로 쇠퇴하는 것이 아니라, 특정 시점에 급격히 가치가 붕괴되는 '비선형적 위험'에 노출된다고 강조한다. ◇한국 산업의 구조적 위험: '기술적 고착'과 '지연된 전환의 역설' 논문이 한국 경제에서 가장 위험한 요소로 지목한 것은 단순히 탄소 배출량이 많다는 사실이 아니다. 핵심은 정책 강도가 낮은 상태가 장기간 유지되면서 산업 전반에 '기술적 고착(technological lock-in)'이 심화되고 있다는 점이다. 한국과 호주는 EU나 미국에 비해 상대적으로 완만한 탄소 규제 환경을 유지해 왔다. 논문은 한국의 탄소가격 수준을 국제 비교 기준으로 톤당 약 30~35달러 수준으로 설정하고 분석했는데, 이는 EU(약 80달러 이상)나 미국(약 60달러 내외)에 비해 현저히 낮은 수치다. 이로 인해 한국 산업은 단기적으로는 규제 비용 부담을 덜고, 기존 설비를 더 오래 활용할 수 있는 여지를 확보해 온 것으로 보인다. 그러나 연구진은 바로 이 지점이 한국 산업의 가장 큰 취약점이라고 지적한다. 규제가 느슨할수록 기업은 조기 전환을 미루고, 결과적으로 더 많은 자본이 탄소 집약적 기술에 추가로 묶이게 된다. 이는 미래의 규제 강화 국면에서 자산 가치가 한꺼번에 붕괴되는 '집중형 충격'을 초래할 가능성을 높인다는 것이다. 논문은 이를 “완만한 현재(shallow now)가 급격한 미래(steep later)를 만든다"는 구조적 역설로 설명한다. 전환을 미룰수록 조정 비용은 사라지는 것이 아니라 누적되며, 어느 순간 더 이상 분산시킬 수 없는 형태로 현실화된다는 것이다. ◇철강·정유·화학 산업, '완만한 쇠퇴'가 아닌 '급락 시나리오' 논문이 지목한 한국의 고위험 산업은 철강·정유·석유화학 부문이다. 한국 철강 산업의 경우 일부 노후 고로와 평로 설비가 탄소 가격이 상승할수록 운영 비용과 유지보수 비용이 급격히 증가할 것으로 분석됐다. 이는 단순한 수익성 악화를 넘어, 설비의 조기 폐쇄 또는 대규모 감가상각을 불가피하게 만드는 구조적 요인으로 작용한다는 뜻이다. 정유·화학 산업 역시 상황이 비슷하다. 이들 산업은 화석연료 기반 원료와 공정에 깊이 의존하고 있는데다 전동화나 저탄소 원료로의 전환에는 막대한 선제 투자가 필요하다. 논문은 한국의 경우 이러한 전환이 지연될수록 기술 전환이 '점진적 개선'이 아니라 '급격한 단절'의 형태로 나타날 가능성이 높다고 평가했다. 즉, 경쟁력은 서서히 약화되는 것이 아니라, 어느 시점에서 갑작스럽게 사라질 수 있다는 것이다. 이 논문이 특히 강조하는 부분은 좌초 자산 문제가 단순히 기업 회계상의 손실로 끝나지 않는다는 점이다. 철강·정유·발전 설비가 밀집된 지역에서는 단일 공장의 폐쇄가 지역 전체의 고용과 소득 구조를 동시에 흔들 수 있다고 우려한다. 한 개의 대형 산업 시설이 폐쇄되면 협력업체와 지역 서비스업에 연쇄적으로 영향을 미치고, 수백 가구의 생계가 동시에 위협받을 수 있다고 논문은 지적한다. 탈탄소화 지연은 결국 충격의 규모를 줄이는 것이 아니라, 특정 시점과 특정 지역에 집중시키는 선택이 될 수 있다는 경고다. ◇해법은 '속도 논쟁'이 아니라 '예측 가능성' 논문이 제시하는 해법은 단순히 “더 빨리 탈탄소화하라"는 주문이 아니다. 핵심은 예측 가능하고 신뢰 가능한 정책 신호다. 첫째, 정부는 탄소가격 경로, 성능 기준, 기술 전환 의무 등에 대해 일관된 로드맵을 제시해야 한다. 이는 기업과 투자자가 자산 수명을 합리적으로 조정하고, 좌초 위험을 분산시킬 수 있는 최소 조건이다. 둘째, 전환 금융(transition finance)이 제 역할을 해야 한다. 노후 설비의 저탄소 개조, 관리된 폐쇄, 신기술 도입을 지원하기 위한 저금리 융자와 공공 보증이 필요하다. 수소환원제철, 화학 공정 전동화처럼 초기 자본 부담이 큰 분야에서는 금융 접근성이 전환 속도를 좌우한다. 셋째, 수소·재생에너지·탄소 포집 및 저장(CCUS) 등 인프라 준비성 없이는 기술 전환도 불가능하다. 에너지 정책과 산업 정책을 분리하지 않는 통합적 접근이 요구된다. 마지막으로, 정의로운 전환 전략이 병행돼야 한다. 노동자 재교육, 사회 안전망 강화, 산업 의존 지역의 경제 다변화 없이는 탈탄소 정책의 지속 가능성 자체가 흔들릴 수 있다. 압둘라피우 박사는 논문에서 “탈탄소화를 늦춘다고 해서 비용이 사라지는 것은 아니다"라면서 “비용은 단지 미래로 떠넘길 뿐이며, 그 형태는 더 급격하고 더 불평등해질 가능성이 크다"고 강조했다. 한국 경제에 필요한 것은 '낮은 탄소가격이 주는 안도감'이 아니라 충격을 관리 가능한 경로로 분산시키는 예측 가능한 전환 전략이라는 주문이다. ◇EU는 자초 자산이 관리 가능한 수준 EU는 높은 탄소가격과 엄격한 규제로 인해 단기적인 좌초 자산 부담은 크지만, 산업 전반에서 조기 전환이 진행되고 있어 장기적 자산 붕괴 위험은 상대적으로 낮은 편으로 평가된다. 즉, 충격은 분산되어 나타나며 '관리 가능한 좌초(managed stranding)' 경로에 가깝다. 미국은 연방 차원의 탄소가격은 제한적이지만, 주(州) 단위 규제와 보조금 중심 정책으로 산업 탈탄소화가 점진적으로 진행되고 있다. 이로 인해 좌초 자산 위험은 산업·지역별로 불균등하게 분포하며, 일부 화석연료 집약 산업은 여전히 높은 노출도를 보인다. 호주는 한국과 유사하게 정책 강도가 낮아 단기적 비용 부담은 작지만, 그만큼 기술적 고착과 지연된 전환 위험이 크다고 평가된다. 특히 자원·에너지 집약 산업에서 미래 규제 강화 시 급격한 자산 가치 하락 가능성이 높다. 일본은 에너지 효율 개선과 점진적 기술 전환이 진행되고 있으나, 화석연료 기반 산업 구조가 여전히 강해 좌초 자산 위험이 완전히 해소되지는 않은 상태다. 다만 정책 신호의 일관성 측면에서는 한국보다 상대적으로 예측 가능성이 높다고 평가된다. 캐나다는 명시적인 탄소가격 제도를 통해 장기적 전환 신호를 제공하고 있지만, 자원 채굴 및 에너지 산업 비중이 커 산업별 위험 격차가 크다. 전반적으로는 단기 충격은 있으나 장기적 구조조정은 비교적 질서 있게 진행될 가능성이 높은 국가로 분류된다. ETS 시장가격과 정책·분석용 탄소가격의 중요한 차이 압둘라피우 박사 논문에서 한국의 탄소가격을 톤당 약 30~35달러 수준으로 설정했는데, 현재 한국 배출권 거래제(ETS)에서 형성되는 실제 배출권 시장가격은 톤당 약 1만 원대 중반, 달러 기준으로 환산하면 10달러 안팎에 불과하다. 이는 EU ETS나 북미 시장과 비교할 때 매우 낮은 수준이다. 논문에서 사용한 톤당 30~35달러 수준의 탄소가격은 실제 거래 가격이 아니라 정책 분석에서 흔히 사용되는 '암묵적 탄소가격(implicit carbon price)', 혹은 각국의 규제 강도, 보조금, 기준 등을 종합해 환산한 '정책적 유효 탄소가격', 또는 산업 의사결정에 영향을 미친다고 가정하는 '장기 기대 탄소가격'에 가깝다. 즉, 시장에 형성된 가격이 아니라, '정책이 신뢰될 경우 기업이 직면하게 될 비용 수준'을 가정한 분석용 지표다. 이처럼 한국의 ETS 시장가격이 상대적으로 낮다는 사실은 단기 비용 부담이 작다는 뜻이지만, 동시에 탄소가격 신호가 산업 투자 결정에 충분히 작동하지 않고 있음을 의미한다. 결과적으로 기업은 “지금은 싸다"는 신호에 반응해 기존 설비를 유지·연장하지만, 정책이 강화되거나 ETS 설계가 바뀌는 순간 낮은 가격은 더 이상 완충장치가 되지 못하고 충격을 증폭시키는 요인으로 작용할 수 있다는 것이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

기후 변화가 인간 사회에 미치는 영향은 폭염과 가뭄, 홍수에 그치지 않는다. 이제 출생 성비(性比)라는 인구학적 지표에까지 영향을 미친다는 사실이 새롭게 드러나고 있다. 영국 옥스퍼드대학교 너필드 칼리지와 레버흄 인구과학센터 등 국제연구팀은 기온 상승이 출생 시 성비(sex ratio at birth, SRB)를 체계적으로 변화시킨다는 연구 결과를 최근 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 발표했다. 연구팀은 사하라 이남 아프리카 33개국과 인도의 출생자료 500만 건 이상을 고해상도 기온 데이터와 결합해 분석했다. 그 결과, 임신 기간 중 일(日)최고기온이 20°C를 넘는 날이 늘어날수록 남아 출생 비중이 감소하는 일관된 경향이 확인됐다. ◇같은 폭염, 다른 메커니즘 흥미로운 점은 성비 변화의 원인이 지역에 따라 전혀 다르게 작동했다는 사실이다. 사하라 이남 아프리카에서는 임신 초기(제1분기, 제12주차까지)의 고온 노출이 남아 출생률 감소와 가장 강하게 연결됐다. 일최고기온이 20~25°C인 날이 하루 추가될 때 남아 출생 확률은 0.022%p 감소했고, 25~30°C인 날이 하루 추가될 때 남아 출생 확률은 0.023%p 감소했다. 임신 1분기 동안 30°C 이상의 날이 1표준편차(SD, 약 34.8일)만큼 증가하면, 성비는 여아 100명당 남아 103.54명에서 101.08명으로, 남아 수가 약 2.47명 감소하는 효과가 있었다. 이는 남아 태아가 환경적 스트레스에 더 취약하다는 이른바 '취약한 남아(frail male)' 가설을 뒷받침한다. 폭염은 임산부의 체온 조절, 수분 균형, 태반 혈류에 부담을 주고, 이 과정에서 생물학적으로 더 약한 남아 태아의 자연유산 가능성이 높아진다. 반면 인도에서는 전혀 다른 경로가 작동했다. 인도에서는 임신 중기(제2분기, 13~27주차)의 고온 노출이 남아 비중 감소와 연결됐다. 임신 제2분기에서 25~30°C인 날이 1표준편차(SD, 약 19.3일) 증가할 때 여아 100명당 남아 수가 약 1.15명 감소(109.95명 → 108.81명)했다. 제3분기에 25~30°C인 날이 하루 추가될 때 남아 출생 확률이 0.015%p 감소했다. 특히 출산 2개월 전(임신 후기)에 25~30°C인 날이 하루 추가되면 남아 확률이 0.037%p 유의미하게 감소하는 경향을 보였다. 이는 생물학적 유산보다는 행동 변화의 결과로 해석된다. 인도 사회에는 오랫동안 남아 선호와 여아 선택적 낙태라는 구조적 문제가 존재해 왔다. 그런데 폭염이 심해지면 소득이 줄고 이동이 어려워진다. 의료 접근성도 떨어진다. 그 결과, 평소에는 이루어지던 여아 선택적 낙태가 일시적으로 감소하고, 통계적으로는 남아 비중이 낮아지는 현상이 나타난 것이다. 즉, 폭염은 인도에서 역설적으로 성차별적 관행을 약화시키는 방향으로 작용했다. ◇산모의 교육 수준에 따라 영향 더 커 기온 상승이 출생 성비에 영향을 미치는 현상은 농촌 지역 거주자, 교육 수준이 낮은 산모, 넷째 이상 다자녀 임신에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 기후 충격이 사회적 취약성과 겹치며 증폭된 것이다. 사하라 이남 아프리카에서 정규 교육을 전혀 받지 않았거나 초등 교육만 받은 산모의 경우, 제1분기에 25~30°C인 날이 하루 추가될 때 남아 확률이 0.031%p 감소했다. 중등 교육 이상 산모에게선 영향이 없었다. 또, 넷째 아이 이상의 다자녀 임신에서 30°C 이상의 날이 1표준편차 증가할 때 남아 출생 확률은 1.28%p나 크게 감소했다. 인도에서는 30세 이상 산모가 임신 중기(제2분기)에 20°C 이상의 고온에 노출될 경우, 남아 확률은 하루당 0.056%p에서 최대 0.099%p까지 급격히 감소했다. 특히, 남아 선호도가 강한 북부 지역에서 아들이 없는 상태로 넷째 이상을 임신한 경우, 제2분기에 25~30°C 날이 하루 추가될 때 남아 확률이 0.183%p 감소했다. 이를 1표준편차 증가로 환산하면 남아 출생 확률이 2.77%p나 줄어드는 매우 강력한 수치를 보였다. 이러한 수치는 폭염이 임산부의 생물학적 스트레스를 높여 남아의 자연 유산을 유발하거나(아프리카), 경제적·물리적 제약으로 인해 여아 선택적 낙태를 줄임으로써(인도) 성비에 직접적인 영향을 미치고 있음을 입증했다. ◇온대지역도 예외는 아니다 이 연구는 중요한 경고를 던진다. 성비 변화는 특정 문화권이나 개발도상국만의 현상이 아니라는 점이다. 연구팀은 과거 문헌을 인용, 북반구의 온대·고소득 국가들에서도 기온 변동이 성비에 영향을 미친 사례가 이미 보고돼 왔다고 설명한다. 특히 이번 분석에서는 성비 변화가 지역이나 기후대보다 '절대 기온이 특정 임계치(약 20°C)를 넘느냐'에 따라 반응한다는 점이 확인됐다. 이는 지금까지 상대적으로 시원했던 온대 지역이 기후 변화로 이 임계치를 넘게 될 경우 향후 출생 성비와 인구 구조에 새로운 변화가 나타날 수 있음을 의미한다. 연구팀은 기온 상승이 단순히 더위를 견디는 문제를 넘어 태아의 생존 가능성, 부모의 출산 선택, 성차별적 관행, 그리고 장기적으로는 노동시장과 결혼 구조까지 수십 년 뒤 사회의 모습에 영향을 줄 수 있다고 강조한다. 기후 변화는 더 이상 자연환경의 문제가 아니다. 이 연구는 폭염이 인간의 생물학과 사회적 선택을 동시에 흔들며, 인구 구성 자체를 바꿀 수 있다는 사실을 분명하게 보여줬다. 출생 성비라는 지표는 기후 위기의 깊은 파장을 예고하고 있는 셈이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

기후 위기가 깊어지고 화석연료 사용에 대한 우려가 커지는 가운데 해상 재생에너지는 전 세계 에너지 전환 전략의 핵심 축으로 부상하고 있다. 특히 해상 풍력에 파력(波力)과 조류(潮流) 에너지를 결합한 해상 하이브리드 발전 시스템(hybrid offshore renewable energy harvest system, HOREHS)은 단일 에너지원의 한계를 극복할 차세대 해양 에너지 솔루션으로 주목받고 있다. 파력 발전은 파도의 상하·전후 운동에 담긴 에너지를 기계적 운동으로 변환해 전기를 생산하는 방식으로, 에너지 밀도가 높지만 파도의 불규칙성으로 인해 제어와 내구성이 기술적 과제로 남아 있다. 조류 발전은 밀물과 썰물로 발생하는 바닷물의 흐름을 터빈으로 회전시켜 전기를 생산하는 방식으로, 조류 주기가 규칙적이어서 발전 예측성이 높다는 특징이 있다. 영국 서리대학교 공학부와 중국 광저우대학교 연구팀은 최근 국제 학술지 '에너지 보존과 관리 (Energy Conversion and Management)'에 발표한 종설 논문을 통해 해상 하이브리드 재생에너지 시스템의 기술적 진화와 남은 과제를 종합적으로 정리했다. 이들은 풍력과 파력, 나아가 조류 에너지를 하나의 플랫폼에서 통합적으로 수확하는 접근이 기술·경제·환경 측면에서 모두 의미 있는 진전을 보이고 있다고 평가했다. ◇하이브리드 해상 발전의 핵심 이점 ① 비용 절감과 경제성 향상 = 하이브리드 시스템의 가장 큰 강점은 기초 구조물과 플랫폼의 공유다. 풍력 터빈과 파력·조류 발전 장치가 동일한 기초를 사용함으로써 개별 설치 대비 초기 투자비용(CAPEX)을 크게 줄일 수 있다. 해저 케이블과 계통 연계 설비를 공동으로 활용해 에너지 균등화 비용(LCOE)도 낮출 수 있다. ② 에너지 생산의 안정성 = 풍력과 파력, 조류 에너지는 시간적 특성이 서로 다르다. 바람이 약한 조건에서도 파랑이나 조류가 존재하는 경우가 많아, 복수의 에너지원 결합은 발전량의 변동성을 줄이고 전력망에 보다 안정적인 출력을 제공한다. ③ 해양 공간 효율성과 환경 영향 저감 = 단일 플랫폼에 여러 발전 장치를 통합하면 해양 점유 면적을 최소화할 수 있다. 이는 해양 생태계에 대한 간섭을 줄이고, 항로·어업 활동과의 공간적 충돌을 완화하는 효과로 이어진다. ④ 구조적 안정성 증대 = 특히 파력 발전 장치(WEC)를 부유식 해상 풍력 플랫폼에 통합할 경우, 파력 장치의 운동이 플랫폼의 피치(pitch)나 히브(heave) 운동을 억제하는 동적 댐퍼 역할을 수행한다. 수치해석과 실험 결과, 이는 풍력 터빈의 피로 하중을 줄이고 구조물 수명을 연장하는 부수적 효과를 제공하는 것으로 나타났다. ◇자이로스코프 파력 발전기의 기술적 돌파구 파력 발전의 효율 문제를 해결하기 위한 이론적 성과도 주목된다. 일본 오사카대학의 이이다 타카히토 교수는 최근 '유체역학 저널(Journal of Fluid Mechanics)'에 발표한 연구에서 자이로스코프 파력 발전기(GWEC)가 광대역 파랑 주파수에서 이론적 최대 흡수 한계인 입사 에너지의 50%에 도달할 수 있음을 선형 이론으로 증명했다. 자이로스코프는 회전하는 물체가 각운동량 보존 법칙에 따라 자신의 회전축 방향을 유지하려는 성질을 이용해, 방향 변화나 기울기를 감지하고 안정화에 활용되는 장치이다. GWEC는 파도로 인해 흔들리는 해상 구조물의 움직임을 내부 자이로스코프의 세차 운동으로 전환하고, 이 회전 에너지를 발전기에 전달해 전기를 생산하는 파력 발전 장치이다. GWEC는 플라이휠 회전 속도라는 추가 제어 변수를 활용함으로써, 특정 공진 주파수에만 의존하던 기존 파력 발전기의 한계를 넘어선 것이 핵심이다. 나아가 부유체를 비대칭 구조로 설계할 경우, 이론적으로는 더 높은 에너지 흡수 가능성도 제시된다. ◇풍력과 조류 에너지의 결합이 만드는 시너지 풍력과 조류 에너지를 결합한 하이브리드 시스템 역시 뚜렷한 장점을 보인다. 조류 터빈은 에너지 밀도가 높고 예측 가능성이 커, 풍력의 간헐성을 효과적으로 보완한다. 연구 결과에 따르면 풍력 터빈과 조류 터빈이 동일 기초를 공유할 경우, 전체 발전량은 조류 단독 시스템 대비 약 70% 증가하고, LCOE는 10~12% 낮아질 수 있는 것으로 분석됐다. 또한 조류 터빈은 플랫폼 운동을 억제해 구조적 안정성을 높이는 역할도 수행한다. 전문가들은 해상 하이브리드 발전이 단순한 전력 생산을 넘어, 해상 수전해 기반 그린수소 생산과 결합될 경우 진정한 '해상 에너지 허브'로 진화할 수 있을 것으로 보고 있다. 풍력·파력·조류라는 복수의 해양 에너지를 통합적으로 활용하는 기술은, 향후 탄소중립 사회로의 이행 과정에서 해양이 수행할 역할을 근본적으로 확장시키고 있다. ◇한반도 해역의 파력 잠재량과 하이브리드 발전의 현실성 해상 하이브리드 재생에너지의 가능성을 논의할 때, 실제 해역 조건에 대한 정량적 분석은 필수적이다. 이와 관련해 최근 국내 연구진이 한반도 주변 해역의 파력 에너지 분포를 고해상도로 분석한 연구 결과를 발표해 주목을 받고 있다. 지난달 한양대 정재홍 교수팀은 '확률적 환경 연구와 리스크 평가(Stochastic Environmental Research and Risk Assessment)' 저널에 발표한 논문에서 수치 파랑 모형과 장기 해상 관측 자료를 결합해 한반도 전 해역의 파력 밀도(spatial wave power density)를 체계적으로 평가했다. 분석 결과, 동해 외해와 제주 남방 해역이 연중 평균 파력 에너지가 가장 높게 나타났으며, 특히 겨울철에는 단위 길이당 수십 kW/m 수준의 파력 잠재량이 형성되는 것으로 확인됐다. 연구진은 이러한 해역 특성이 부유식 해상 풍력과 파력 발전을 결합한 하이브리드 시스템에 특히 유리하다고 평가했다. 바람과 파랑이 동시에 강해지는 계절적 특성이 뚜렷해, 단일 에너지원 대비 발전량 변동성이 줄어들고 설비 이용률(capacity factor)을 높일 수 있다는 것이다. 이는 앞서 유럽 연구진이 제시한 풍력–파력 상보성 이론이 동북아 해역에서도 실증적으로 적용 가능함을 보여주는 중요한 사례로 평가된다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

최근 기후변화의 영향으로 우리나라 산림 생태계의 계절적 리듬이 뚜렷하게 변하고 있다는 연구 결과가 발표됐다. 서울대학교 환경대학원 정수종 교수와 국립수목원 김동학 박사 등 연구팀은 2009년부터 2024년까지 국내 산림의 낙엽활엽수의 계절 지표 관측 자료를 분석해 한국기상학회 학술지인 '대기(Atmosphere)'에 최근 논문으로 발표했다. 이번 연구는 국립수목원이 전국 10개 수목원을 통해 체계적으로 수집한 장기 모니터링 자료를 바탕을 두고 있다. 국립수목원은 현재 256종의 식물을 대상으로 잎눈파열과 개화, 단풍, 낙엽 등 총 13개의 식물계절 지표를 7~10일 간격으로 관측하고 있다. 연구팀은 이 중 낙엽활엽수 20종을 골라 기후 변화를 가장 잘 나타내는 잎눈파열, 개화시작, 개엽시작, 단풍 절정(90~100%) 등 4가지 주요 지표를 핵심적으로 분석했다. 잎눈파열은 눈 안에서 어린 잎이 보이기 시작하는 단계이며, 개엽은 적어도 세 개의 다른 가지에서 잎자루나 펼쳐진 잎이 보일 때를 의미한다. 연구팀이 지난 16년간의 데이터를 분석한 결과, 국내 산림의 생장 기간은 평균 17일에서 20일가량 늘어난 것으로 나타났다. 이는 봄철 식물계절 지표가 앞당겨지고 가을철 단풍 시기가 늦춰지면서 나타난 현상이다. 구체적으로 잎눈파열은 연평균 0.94일, 개화 시작은 0.83일, 개엽 시작은 0.79일씩 빨라졌다. 반면 가을의 상징인 단풍 절정 시기는 연평균 0.33일씩 늦춰져, 전체적으로 약 5일 정도 지연되는 경향을 보였다. 이러한 변화는 식물의 종류에 따라 다르게 나타났다. 봄철 변화에 가장 민감하게 반응한 식물은 산수유로, 잎눈파열 시기가 매년 1.39일씩 앞당겨지는 가장 빠른 조기화 현상을 보였다. 그 외에도 노각나무와 자귀나무 등이 상대적으로 빠른 변화를 보였다. 개엽 시작 단계에서는 산벚나무·졸참나무·히어리 등이 매년 1일 이상 빠르게 잎을 틔우는 것으로 확인됐다. 가을 단풍의 경우 종별로 차이가 더 뚜렷했다. 당단풍나무와 산벚나무는 오히려 시기가 앞당겨진 반면 노각나무와 백목련 등은 지연되는 등 종 특이적인 반응을 보였다. 지역별로도 변화의 속도가 달랐다. 봄철 현상의 조기화가 가장 두드러진 곳은 전북과 충북 지역이었고, 국립수목원이 위치한 경기 북부 지역도 개화 시기가 빠르게 앞당겨지는 경향을 보였다. 반면 강원도와 제주도 같은 지역은 상대적으로 변화 폭이 작거나 통계적으로 뚜렷한 경향이 나타나지 않아, 고위도 지역이나 해양의 영향을 받는 환경 조건이 식물계절 변화에 영향을 미치고 있음을 보여주었다. 식물의 계절 시기를 결정짓는 가장 핵심적인 기상 요인은 온도였다. 분석 결과, 봄철 현상은 1월에서 5월 사이의 기온 및 지면 온도와 매우 강한 상관관계를 보였다. 특히 개화와 개엽 단계는 기상 요인만으로 변동의 95% 이상을 설명할 수 있을 만큼 민감하게 반응했다. 가을 단풍은 7월에서 9월 사이의 늦여름 기온과 지면 온도, 이슬점 온도가 높고 습윤할수록 지연되는 특성을 보였다. 이처럼 식물계절 지표가 달라지면 산림 생태계 전반에 연쇄적인 영향을 미치게 된다. 생장 기간이 길어지는 것은 일시적으로 탄소 흡수량을 늘릴 수 있으나, 장기적으로는 영양분 재분배의 불균형을 초래하고 식물과 수분 매개 곤충 사이의 활동 시기가 어긋나는 문제를 일으킬 수 있다. 이는 결국 생물 다양성 감소와 생태계 서비스의 기능 저하로 이어질 수 있어, 기후 위기에 대응하는 체계적인 산림 생태계 모니터링과 적응 전략 수립이 필요하다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

지난해 전력 소비량이 사상 최고치를 기록한 중국은 석탄·원자력·가스 발전소 확충과 더불어 태양광· 풍력과 같은 재생 에너지원을 대규모로 도입하며 새로운 발전 용량을 빠르게 확대하고 있다. 세계 최대 규모로 태양광과 풍력 설비를 설치하고 전기차 보급을 가속화하는 동시에 신규 석탄 화력발전소 건설 승인에서도 세계 최고 수준을 기록하고 있다. 이같은 중국의 기후·에너지 정책은 외부 시각에서 보면 모순적으로 보인다. 이 때문에 중국이 과연 기후 위기 해결에 진정성을 갖고 있는지, 아니면 기후·에너지 문제를 산업 전략과 성장 동력의 수단으로만 활용하고 있는지에 대한 의문을 낳는다. 이에 따라 최근 학술 연구와 국제 분석 자료를 종합해서 중국의 속내를 짚어봤다. 결론은 중국의 정책은 '위선'보다는 경제 성장, 에너지 안보, 정치적 안정이라는 세 가지 목표를 동시에 관리하려는 고위험 전략에 가깝다는 것이다. ◇청정에너지는 환경 정책이 아니라 '핵심 산업 정책' 중국이 재생에너지와 전기차 산업에 집중하는 가장 직접적인 이유는 명확하다. 이 부문이 이미 중국 경제 성장의 실질적인 엔진이 되었기 때문이다. 핀란드 에너지·청정공기연구센터(CREA)의 수석 분석가 라우리 밀리비르타와 벨린다 셰이프는 지난 5일 기후변화 분석 전문 매체인 '카본 브리프(Carbon Brief)'에 발표한 분석에서 2025년 중국 국내총생산(GDP) 증가분의 3분의 1 이상이 태양광·풍력·배터리·전기차 등 청정에너지 산업에서 발생했다고 밝혔다. 이 부문은 중국 전체 신규 투자의 약 90%를 차지했고, GDP의 약 11.4%에 해당하는 15조4000억 위안 규모로 성장했다. 이는 브라질이나 캐나다의 연간 경제 규모에 필적한다. 카본 브리프에 실린 이 분석은 중국의 기후 정책이 단순한 감축 의무 이행이 아니라, 미래 제조업과 수출 경쟁력을 선점하기 위한 산업 전략임을 분명히 보여준다. ◇석탄 발전 증설의 역설: “지금 아니면 기회가 없다" 이와 동시에 중국의 석탄 정책은 외부 관찰자들에게 가장 큰 혼란을 준다. 핀란드 CREA와 글로벌에너지모니터(GEM)가 공동으로 수행한 분석에 따르면, 중국은 2025년에만 161GW(기가와트) 규모의 신규 석탄 화력발전 프로젝트를 제안했다. 이 분석 보고서는 지난 3일 카본 브리프에 게재됐다. 공동 저자인 GEM의 크리스틴 쉬어러는 이를 “석탄 산업 이해관계자들의 마지막 돌진"이라고 표현했다. 중앙 정부의 장기적 탈탄소 목표와 달리, 지방 정부와 국유 발전 기업들은 향후 기후 규제가 강화될 것을 예상하고, 규제 창이 닫히기 전에 최대한 많은 프로젝트를 승인받으려는 행동을 보이고 있다는 분석이다. 이는 중국의 석탄 증설이 기후 정책에 대한 부정이라기보다, 정책 전환기의 불확실성 속에서 나타나는 방어적 투자 행동임을 시사한다. 석탄이나 석유, 가스 등 화석연료 공급업체와 장기적으로 체결한 경우가 많아 이를 활용하려는 시도도 한몫하고 있다. 발전소 가동률을 높여 이미 싼 값에 구매한 연료의 처리를 가속화하려는 강력한 인센티브를 갖게 된다. 화석연료를 멀리는 분위기 속에서 화석연료 가격이 내리면, 발전소는 값싼 연료로 더 많은 전력을 생산하게 돼 결과적으로 온실가스 배출량이 늘어나는 이른바 '그린 패러독스(green paradox)'가 발생하기도 한다. ◇'1+N' 체계의 구조적 한계: 2030과 2060 사이의 간극 중국은 2030년 이전 탄소 배출 정점 도달과 2060년 탄소중립 달성을 목표로 하는 '1+N' 정책 체계를 운용하고 있다. 여기서 '1'은 국가 차원의 최상위 가이드라인이고, 'N'은 에너지·산업·교통 등 부문별 실행 계획이다. 칭화대학교 공공정책관리학원의 장팡 교수와 미국 터프츠대학교의 켈리 심스 갤러거 교수 등이 지난해 9월 '환경 과학 기술(Environmental Science & Technology)' 저널에 발표한 연구는 이 체계의 한계를 지적한다. 연구팀은 현재 정책 수준만으로도 2030년 탄소 피크 달성 가능성은 높지만, 2060년 탄소중립을 달성하기에는 감축 강도와 정책 범위가 현저히 부족하다고 평가했다. 현재의 1+N 정책만으로는 2060년에 약 43억 톤의 온실가스 배출량이 여전히 남을 것으로 전망된다는 것이다. 특히 농업 부문의 메탄 배출, 시멘트·철강 등 산업 공정에서 발생하는 비(非)에너지 배출, 그리고 CCS(탄소 포집·저장) 확대 전략이 미흡하다는 점이 구조적 약점으로 지적된다. 또, 중앙 정부의 설계와 지방 정부의 실행 사이의 불일치도 문제로 지적됐다. 중앙 집중식 계획과 지방의 보호주의가 충돌하면서 재생에너지 통합에 어려움을 겪고 있다는 것이다. 이를 극복하기 위해서는 농업과 산업 공정까지 포함하는 '확장된 1+N' 정책 패키지와 더불어, 국유 기업 및 에너지 시장의 근본적인 제도 개혁이 필요하다는 지적이다. ◇지방 정부의 '전시 행정'과 지역 불평등 중앙 정책이 현장에서 어떻게 해석되는지도 중요한 변수다. 미국 캘리포니아대학 샌디에이고의 21세기 중국센터의 웨이라 공은 지난해 12월 '카본 브리프'와의 인터뷰에서 중국 지방정부의 기후 정책 참여가 크게 세 가지 유형으로 나뉜다고 분석했다. 실질적 감축을 목표로 하는 '실행 중심 참여'가 있는 반면, 상급 기관에 보여주기 위한 '전시 행정(performative participation)'과 형식적 계획 수립에 그치는 '상징적 참여(symbolic participation)'도 적지 않다는 것이다. 특히 중간급 지방 관료들은 저탄소 시범사업을 상급자의 정치적 성과로 포장하고, 이를 통해 자신의 승진 기회를 확대하려는 유인을 갖고 있다. 이러한 구조는 중국의 기후 정책이 외부에서 과장되거나 불균질하게 보이는 원인 중 하나다. 기후 정책의 또 다른 그림자는 지역 불평등이다. 중국과학원(CAS)의 왕푸는 지난해 12월 '환경 과학 기술' 저널에 발표한 논문에서, 중국의 탈탄소 전략이 지역 간 격차를 심화시키고 있다고 분석했다. 상하이와 저장성 같은 동부 연안 지역은 청정기술 산업을 통해 고부가가치를 창출하는 반면, 신장과 닝샤 등 서북부 지역은 여전히 에너지 집약적 산업과 오염 부담을 떠안고 있지만 경제적 보상은 제한적이라는 것이다. 연구팀은 이를 환경 부담과 경제 손실이 동시에 발생하는 '루즈-루즈(lose–lose) 구조', 즉 동반 불이익 구조가 고착화되고 있다고 규정했다. 또한 베이징화학기술대학교의 윈후이민 등은 지난해 8월 '환경 과학 기술' 저널에 발표한 연구에서 급격한 전환이 석탄 의존 지역에서 대규모 실업과 좌초자산 문제를 초래할 수 있다고 경고하기도 했다. ◇중국의 기후 정책은 '위선'이 아니라 '고위험 관리 전략' 종합하면, 중국의 기후·에너지 정책은 진심이냐 위선이냐라는 이분법으로 설명하기는 어렵다. 중국이 보이는 전진과 후퇴, 때로는 모순적으로 보이는 정책 선택은 방향 상실의 결과라기보다, 서로 긴장 관계에 있는 세 가지 국가적 목표를 동시에 추구하는 과정에서 나타나는 구조적 결과에 가깝다. 중국은 한편으로는 에너지 수입 의존과 지정학적 리스크를 최소화하기 위해 석탄을 기반으로 한 에너지 안보를 유지하려 하고, 다른 한편으로는 재생에너지·전기차·배터리 등 청정산업을 미래 성장 동력으로 키워 글로벌 주도권을 확보하려 한다. 동시에 급격한 전환이 초래할 수 있는 실업, 지역 격차, 사회 불안을 관리해야 하는 정치적·사회적 제약도 안고 있다. 이 세 목표는 동일한 속도와 방향으로 달성될 수 없다. 에너지 안보와 지역 안정성은 기존 산업에 대한 완충 장치를 요구하는 반면, 청정산업 중심의 성장 전략은 빠르고 집중적인 구조 전환을 전제로 한다. 그 결과 중국의 기후·에너지 정책은 중앙 정부의 장기적 탈탄소 비전과 현장에서의 석탄 유지·유예 정책이 병존하는 '이중 궤도' 형태를 띠게 되며, 이는 외부에서 볼 때 갈지(之)자 행보로 인식된다. 세계 최대 온실가스 배출국인 중국은 기후 문제를 국가 생존과 경제 패권의 문제로 진지하게 받아들이고 있다. 그럼에도 해법은 환경적 일관성보다 경제적 안정성, 정치적 통제 가능성, 사회적 충격 관리에 우선순위를 두는 방식으로 설계돼 있다. 결국 중국의 기후·에너지 정책은 도덕적 위선의 산물이 아니라, 성공할 경우 거대한 전환을 이끌 수 있지만 실패할 경우 심각한 내부 불안을 초래할 수 있다. 문제는 중국의 성공과 실패가 중국만의 이슈가 아니라는 데 있다. 트럼프 체제의 미국이 국제 기후정치에서 리더십을 포기하고, 유럽연합도 주춤하고 있는 지금 전 세계가 중국 정부의 일거수일투족을 주시해야 하는 이유다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

최근 한반도에서는 여름철이면 기록적인 폭염과 가뭄, 국지적 집중호우 등이, 겨울철에는 한파와 이상 고온이 자주 나타나는 등 날씨 변동성이 커지고 있다. 하지만 이러한 변화는 한반도에서만 나타나는 지역적인 현상이 아니라, 기후변화로 인해 전 지구 대기 순환 체계가 재편되고, 그 영향이 '원격상관'을 통해 한반도까지 전달된 결과라는 지적이 나온다. 원격상관(遠隔相關, teleconnection)은 멀리 떨어진 지역의 날씨·기후 변화가 대기나 해류의 흐름을 통해 서로 연결되어 함께 변하는 현상을 말한다. 지구 한쪽에서 생긴 기후 변화가 보이지 않는 공기 길을 따라 지구 반대편 날씨까지 바꿔 놓는 것이다. 나비효과(butterfly effect)와는 다른 개념이다. 나비효과는 '혼돈(chaos)이론'에서 나온 개념으로, 아주 작은 초기 변화가 시간이 지나며 전혀 예측하기 어려운 큰 결과로 증폭될 수 있음을 뜻한다. 원격상관으로 날씨를 설명하려는 시도는 최근에 발표된 두 가지 연구에서도 확인된다. ◇북반구 따뜻할수록 여름 몬순 강화돼 중국과학원 지질·지구물리연구소 연구팀은 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 발표한 논문에서 아시아–호주 여름 몬순 체계가 남반구-북반구 간 온도 차이에 의해 장기적으로 조절돼 왔음을 1만3500년에 이르는 홀로세의 기후 자료를 통해 밝혀냈다. 연구팀은 호주 북동부 몬순 전면 지역에 위치한 브롬필드 늪에서 채취한 호수 퇴적물의 입자 크기와 유기물 함량을 활용해 호주 여름 몬순 기록을 복원했다. 그 결과, 홀로세 초기부터 약 7800년 전까지는 여름 몬순이 약해지다가 다시 점진적으로 강화됐다는 사실을 확인했다. 연구팀은 아시아와 호주 몬순 시스템이 남북반구 간의 온도 구배에 의해 지배된다는 점을 밝혀냈다. 고위도 기후 변화가 남북반구의 에너지 불균형을 일으켜 열대수렴대(ITCZ)의 위치를 이동시키고 몬순에 영향을 미친다는 통합적인 메커니즘을 제시했다. 연구에 따르면 북반구가 상대적으로 따뜻해질수록 대기의 에너지 균형을 맞추기 위해 열대수렴대가 북쪽으로 이동하게 되고, 그 결과 동아시아 여름 몬순이 강화된다는 것이다. 이는 한반도에 더 많은 수증기와 강수를 공급하는 방향으로 작용한다. 반대로 북반구와 남반구의 온도 차이가 줄어들면 몬순 순환 자체가 약화된다. 열대수렴대는 적도 부근에서 북반구와 남반구의 무역풍이 만나 공기가 상승하면서 구름과 강수가 집중되는 강수대를 말한다. 중요한 점은 이 과정이 단순히 여름에만 국한되지 않는다는 것이다. 연구팀은 북반구의 장기적 온난화가 동아시아 겨울 몬순의 세기를 약화시키는 경향도 함께 보인다고 설명한다. 즉, 기후변화는 한반도의 여름을 더 습하고 불안정하게 만들면서도, 겨울철에는 한파의 빈도와 성격 자체를 바꾸는 이중적인 영향을 미치고 있는 셈이다. ◇한반도 겨울 불규칙하고 극단적으로 바뀌어 이는 한반도의 겨울이 전반적으로 따뜻해지면서도, 한파는 사라지지 않고 오히려 더 불규칙하고 극단적인 형태로 바뀌고 있다는 의미다. 기후변화는 한반도의 겨울을 단순히 온화하게 만드는 것이 아니라, 예측하기 어려운 위험한 계절로 재편하고 있다는 것이다. 시베리아 고기압과 북극의 한랭 공기 저장고가 약해지고, 그 결과 한반도로 지속적으로 유입되던 차고 건조한 북서풍 계열의 겨울 몬순 바람이 전반적으로 약해진다. 과거처럼 한겨울 내내 강한 추위가 길게 이어지는 전형적인 '계절형 한파'의 빈도는 줄어드는 대신 한파가 '짧고 강하게' 나타나는 비정형적 양상이 늘어난다. 평상시에는 비교적 온화한 겨울 날씨가 유지되다가도 대기 순환이 일시적으로 크게 흔들릴 경우 고위도의 강한 한기가 한반도로 급격히 쏟아져 내려올 수 있다. 이와 함께 한파와 함께 나타나는 동반 현상도 달라지고 있다. 겨울 몬순이 약화되면 기본적으로 공기가 덜 건조해지지만, 강한 한기가 돌발적으로 유입될 경우에는 폭설·강풍·급격한 체감온도 하락이 동시에 발생하는 '복합 한파' 형태가 나타날 가능성이 커진다. 한파의 횟수는 줄어들 수 있으나, 한 번 발생할 때 사회·경제적 충격은 오히려 더 커질 수 있다. ◇유라시아 제트기류, '흔들림'에서 '동조화'로 이와 동시에, 대기 상층을 흐르는 제트기류의 성격 자체도 달라지고 있다. 중국 저장대학교 연구팀은 '네이처 커뮤니케이션스'에 발표한 논문에서 최근 20여 년 사이 유라시아 제트기류가 과거와는 전혀 다른 방식으로 변하고 있다는 사실을 제시했다. 최근에는 유라시아 대륙 전반에서 제트기류의 세기가 동시에 강해지거나 약해지는 '상류–하류 동서 일관성(UDZC)' 현상이 뚜렷하게 나타나고 있다. 제트기류는 서쪽에서 동쪽으로 흐르는데, UDZC에서 상류는 제트기류의 서쪽(유럽·대서양), 하류는 동쪽(동아시아·한반도)을 의미한다. 동서 일관성은 이 두 지역의 제트기류가 동시에 같은 방향으로 변하는 현상을 말한다. 과거에는 상류의 제트기류가 북쪽으로 치우치면 하류의 제트기류는 남쪽으로 치우치는 등 상류와 하류가 남북으로 엇갈려 움직였지만, 최근에는 제트기류의 세기와 대기 순환이 유라시아 전역에서 동시에 변하는 방향으로 바뀌고 있다는 것이다. 이러한 변화는 제트기류가 단순한 경계선이 아니라, 대륙 전체의 날씨를 한꺼번에 묶는 '동기화 장치'로 작동하고 있음을 의미한다. 실제로 연구팀은 2022년 동아시아와 유럽, 북미 일부 지역에서 동시에 발생한 기록적인 폭염과 가뭄이 이 새로운 제트기류 패턴과 밀접하게 연관돼 있음을 보여준다. ◇실크로드 원격상관, 대서양에서 한반도까지 두 번째 논문이 특히 주목하는 개념은 '전 지구적 실크로드 원격상관(Circumglobal Silk Road, CGSR)'이다. 이는 북대서양에서 시작된 대기 이상이 '로스비 파동(Rossby wave)'이라는 형태로 제트기류를 따라 유라시아 대륙을 횡단하고, 다시 북미까지 전달되는 거대한 파동 구조를 말한다. 로스비 파동은 지구 자전과 위도에 따른 코리올리 효과 때문에 중위도 제트기류가 남북으로 크게 굽이치며 형성된다. 매우 느리게 움직이는 저주파 구조로, 고기압과 저기압의 위치를 오래 고정시켜 폭염·가뭄·한파 같은 극한 날씨를 지속시키는 역할을 한다. 최근에는 제트기류가 약해지면서 파수(wavenumber)가 6인, 즉 지구 한 바퀴를 도는 동안 산-골 쌍이 6번 나타나는 로스비 파동이 제트기류와 공진해 정체하기 쉬운 조건이 자주 만들어지고 있다. 그 결과 유럽·동아시아·북미가 하나의 파동 체계로 연결돼, 멀리 떨어진 지역에서 극한 기상이 동시에 발생하는 현상이 늘어나고 있다. 이 파동은 이동 경로상에 있는 지역마다 고기압과 저기압의 배치를 바꿔 놓는다. 동아시아에 이 파동이 도달하면, 티베트 고기압과 북태평양 고기압이 동시에 강화되며 상층과 하층에서 하강 기류가 겹치는 '열돔' 조건이 형성된다. 이로 인해 구름이 억제되고, 비는 줄어들며, 지표면의 열이 빠져나가지 못해 극단적인 폭염과 가뭄이 지속된다. 중요한 점은 이 현상이 한반도만의 문제가 아니라는 것이다. 같은 파동 구조가 북미 서부에도 고기압을 형성해, 동아시아와 북미의 폭염이 동시에 발생하는 '연결된 재난'으로 나타나게 된다. ◇한반도 날씨, '국지적 상황'으로 설명되지 않아 두 연구가 공통적으로 시사하는 바는 분명하다. 오늘날 한반도의 날씨는 더 이상 한반도 주변만 살펴봐서는 설명할 수 없다는 점이다. 남북반구 간의 온도 불균형, 유라시아 대륙 상공의 제트기류 구조 변화, 그리고 대서양에서 시작되는 원격상관이 서로 맞물리면서, 한반도는 전 지구 기후 시스템의 변화에 훨씬 더 직접적으로 노출되고 있는 셈이다. 기후변화는 평균 기온을 조금씩 올리는 데서 그치지 않고, 대기 순환의 '연결 방식' 자체를 바꾸고 있다. 그 결과 한반도의 폭염, 가뭄, 집중호우, 한파는 앞으로도 더 잦고, 더 예측하기 어려운 형태로 나타날 가능성이 크다. 이러한 변화에 대응하기 위해서는, 이제 지역 기상 현상을 넘어 전 지구적 대기 연결 구조를 함께 고려하는 기후 인식과 정책 대응이 필요하다는 점을 두 논문은 강하게 시사하고 있다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

지구 온난화가 전 세계의 냉난방 에너지 수요 구조를 근본적으로 바꾸고 있고, 그에 따라 지역 간·국가 간 에너지 불평등을 더욱 심화시킬 것이라는 전망이 나왔다. 특히, 인위적 기후 변화는 전 세계적으로 인간이 체감하는 열 스트레스를 빠르게 증폭시키고 있는데, 그 피해는 냉방·보건 인프라가 취약한 저소득 국가에 집중될 수밖에 없다는 경고도 나온다. ◇영국 팀 냉난방 필요한 날짜 산출 영국 옥스퍼드대학교 ZERO 연구소 등 연구팀은 기후 변화 시나리오에 따른 전 세계 냉난방 수요 변화를 분석, 그 결과를 최근 국제 학술지 '네이처 지속가능성(Nature Sustainability)' 저널에 발표했다. 이 연구는 산업화 이전 대비 지구 평균기온이 1.0℃, 1.5℃, 2.0℃ 상승했을 때 난방도일(暖房度日, heating degree days)과 냉방도일(冷房度日, cooling degree days, CDD)이 어떻게 달라질 것인지를 전 세계 고해상도 격자 자료를 활용해 정밀 분석했다. 냉방도일은 하루 평균기온이 기준 온도보다 높을 때, 그 초과분을 누적해 냉방이 얼마나 필요한지를 나타내는 지표다. 값이 클수록 에어컨 등 냉방 에너지 수요가 많다는 뜻이다. 난방도일은 하루 평균기온이 기준 온도보다 낮을 때, 그 기준온도와의 차이를 누적해 난방이 얼마나 필요한지를 나타내는 지표다. 값이 클수록 난방 에너지 수요가 크다는 뜻이다. 연구 결과에 따르면 산업화 이후 지구 평균 기온이 1.0℃ 상승한 2010년을 기준으로 전 세계 인구의 23%(약 15억4000만 명)가 연간 냉방도일이 3000을 넘기는 '극심한 폭염 조건'에 노출돼 있다. 여기서 지구 평균 기온 상승 폭이 2.0℃에 이를 경우 노출 인구가 41%(약 37억9000만 명)로 급증할 것으로 예측됐다. 이는 불과 수십 년 만에 폭염 위험에 노출되는 인구가 두 배로 늘어난다는 의미다. ◇냉방 수요 증가는 열대 개도국에 집중 냉방 수요 증가의 중심은 저위도 지역, 특히 개발도상국에 집중된다. 기온 상승에 따른 절대적인 냉방도일 증가 폭이 가장 큰 국가는 중앙아프리카공화국·나이지리아·남수단·라오스·브라질 순으로 나타났다. 이들 국가는 산업화 이후 기온 상승폭이 1.0℃에서 2.0℃로 진행되는 동안 냉방도일이 약 524~560 증가할 것으로 분석됐다. 인구 규모가 큰 인도·인도네시아·방글라데시·파키스탄·필리핀 등도 폭염 노출 인구와 냉방 에너지 수요가 동시에 급증하는 국가로 분류됐다. 연구팀은 냉방 인프라가 충분히 갖춰지지 않은 국가일수록 기온 상승이 곧바로 건강 피해와 생산성 저하, 전력 공급 불안으로 이어질 가능성이 크다고 지적했다. 반면 고위도 지역에서는 기온 상승으로 난방 수요가 뚜렷하게 감소하는 경향이 나타났다. 캐나다·러시아·핀란드·스웨덴·노르웨이는 난방 수요 감소 폭이 가장 큰 상위 5개국으로 꼽혔다. 이들 국가는 온난화가 진행되면서 난방도일이 554~850 감소할 것으로 예측됐다. 이는 겨울철 에너지 부담이 구조적으로 완화될 수 있음을 의미하지만, 동시에 기존 난방 중심 에너지 시스템과 산업 구조의 전환 필요성을 시사한다. 한반도 역시 이러한 변화의 흐름에서 예외가 아니다. 이번 연구에서 북한은 기온 상승에 따른 난방 수요 감소가 큰 국가 상위 20개국 가운데 14위로 나타났다. 북한은 지구 평균기온이 2.0℃ 상승할 경우 난방도일이 약 423 감소할 것으로 분석돼, 한반도 북부 지역이 온난화의 직접적인 영향을 크게 받는 지역임을 보여준다. 연구의 주요 순위표에 남한이 직접적으로 포함되지는 않았지만, 동아시아 전체를 대상으로 한 분석 결과를 보면, 한반도 전반이 난방 수요 감소와 냉방 수요 증가라는 이중적 변화를 동시에 겪게 될 가능성이 크다는 점이 분명히 드러난다. 연구진은 이러한 결과가 단순한 에너지 수요 변화에 그치지 않고, 건축물 설계 기준, 전력망 투자, 사회적 취약계층 보호 정책까지 전방위적인 대응을 요구한다고 강조했다. 특히 과거 난방 중심으로 설계된 지역이나 냉방 설비 보급률이 낮은 국가들은 비교적 작은 기온 상승에도 냉방 부하가 급격히 증가할 수 있어, 지속 가능한 냉방 기술과 에너지 효율 개선 전략이 시급하다고 지적했다. ◇육지면적의 67%에서 열 스트레스 발생일수 증가 중국 베이징대학교와 호주 퀸즐랜드대학교 연구팀은 최근 인위적 기후 변화가 전 세계 열 스트레스와 경제적 불평등에 미친 영향을 분석한 연구 결과를 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 발표했다. 연구팀은 단순 기온이 아니라 습도·복사열·풍속까지 종합해 인간이 체감하는 열 환경을 나타내는 유니버설 열 기후 지수(UTCI)를 활용해 1981년부터 2020년까지 40년간의 변화를 분석했다. 그 결과, 전 세계 육지 면적의 52%에서 평균 열 스트레스 강도가 유의미하게 증가했고, 67%의 지역에서 극심한 열 스트레스 발생 일수가 늘어난 것으로 나타났다. 더욱이 2001~2020년의 증가 속도는 이전 20년보다 약 3배 빠르게 가속화된 것으로 분석됐다. 분석 결과, 인간 활동에 따른 온난화가 자연 요인보다 열 스트레스 증가에 약 두 배 더 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 이러한 인위적 온난화 신호는 북위 30도에서 남위 30도 사이의 저위도 지역에서 특히 강하게 나타났는데, 브라질과 사하라 이남 아프리카, 중앙아프리카 일대가 대표적인 고위험 지역으로 지목됐다. ◇열 스트레스 증가폭 지역에 따라 큰 격차 문제는 열 스트레스의 증폭이 전 세계에 균등하게 나타나지 않고, 경제 수준에 따라 뚜렷한 격차를 보인다는 점이다. 저소득 국가의 열 스트레스 증가 속도는 고소득 국가보다 2~3배 더 가파른 것으로 나타났다. 이는 고소득 국가가 냉방 설비와 보건 인프라를 통해 폭염의 충격을 일정 부분 흡수할 수 있는 반면, 저소득 국가는 실외 노동 비중이 높고 기후 회복력을 고려하지 않은 도시 확장이 진행되면서 인위적 온난화의 영향을 직접적으로 받기 때문이다. 지역별로는 호주 북부와 동부, 중앙아프리카, 남아프리카 동부, 남미 북동부에서 평균 열 스트레스 강도와 극심한 폭염 일수가 동시에 급증했다. 특히 호주 북부는 최근 20년 동안 극심한 열 스트레스 일수가 연간 2일 이상 증가해, 전 세계에서 가장 빠른 상승세를 기록했다. 연구팀은 이러한 열 스트레스의 비대칭적 증폭이 이미 전 세계 노동 인구의 70% 이상을 심각한 열 위험에 노출시키고 있으며, 노동 생산성 저하와 사망률 증가로 이어지고 있다고 경고했다. 특히 냉방 접근성이 낮은 국가일수록 폭염은 단순한 기후 문제가 아니라 생존과 경제 안정성을 위협하는 구조적 위험으로 작용한다는 것이다. 연구진은 인위적 기후 변화가 만들어낸 이 같은 열 스트레스 불평등을 완화하기 위해 저소득 국가를 대상으로 한 국제 금융 지원과 냉방 인프라 확충, 실외 노동자 보호 정책, 지역 맞춤형 기후 적응 전략이 시급하다고 강조했다. 이는 냉방 에너지 수요의 급증과 맞물려, 기후 위기가 에너지 문제이자 동시에 글로벌 불평등의 문제임을 다시 한번 보여주는 결과로 평가된다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

오는 6일부터 22일까지 이탈리아에서는 제25회 동계올림픽(밀라노–코르티나담페초 동계올림픽)이 열린다. 이어 동계 패럴림픽(장애인올림픽)은 다음달 6일부터 15일까지 개최될 예정이다. 올림픽 개막을 불과 2주 앞둔 지난달 이탈리아 북부 알프스 지역에는 그야말로 '반가운 소식'이 전해졌다. 보르미오와 안톨츠 계곡 등 주요 설상 경기장 일대에 강력한 폭설이 쏟아진 것이다. 현지 기상학자인 마티아 구소니는 “눈이 드디어 도착했다"며 “올림픽 개막 시점에 눈 부족을 걱정해야 할 상황은 일단 벗어났다"고 안도했다. 그러나 이 한마디에는 동계 스포츠가 처한 구조적 위기가 함께 담겨 있다. 불과 얼마 전까지만 해도 이탈리아 알프스 지역은 예년보다 높은 기온 탓에 인공 제설조차 밤 시간대에만 가능할 정도로 여건이 나빴다. 장기 통계로 보면 이 지역의 적설량은 지난 100년 사이 절반 수준으로 감소했다. ◇'눈 없는 동계올림픽'은 이미 시작됐다 눈 부족으로 인한 위기는 더 이상 가상의 시나리오가 아니다. 이미 여러 차례 현실이 됐다. 지난 2010년 캐나다 밴쿠버 동계올림픽에서는 기록적인 고온과 엘니뇨 현상으로 눈이 사라지자, 헬리콥터와 트럭을 동원해 다른 지역의 눈을 실어 나르는 초유의 상황이 벌어졌다. 당시 옮겨진 눈의 양은 언론에서 흔히 '빅벤 20개 분량'에 비유될 만큼 막대했다. 빅벤은 영국 런던 웨스트민스터 궁전 옆에 있는 시계탑(종탑), 공식 명칭으로는 엘리자베스 타워를 말한다. 2014년 일본 소치 올림픽에서는 따뜻한 날씨로 눈이 녹아 코스가 질척한 슬러시 상태가 되면서 알파인 스키와 스노보드 종목에서 낙상과 부상이 눈에 띄게 증가했다. 선수들의 체력 문제가 아니라, 경기 환경 자체가 위험 요인으로 작동한 것이다. 가장 상징적인 사례는 2022년 중국 베이징 동계올림픽이다. 이 대회는 역사상 처음으로 거의 100% 인공 눈에 의존해 치러졌다. 제설을 위해 투입된 물의 양은 약 200만㎥, 이는 1억 명이 하루 동안 마실 수 있는 물에 해당한다. 여기에 경기장 조성을 위한 산림 훼손과 생태계 교란 문제까지 더해지며, 동계올림픽의 환경적 지속 가능성에 근본적인 의문이 제기됐다. ◇“2050년대엔 절반, 2080년대엔 더 줄어든다" 이 같은 현실을 체계적으로 분석한 연구가 최근 학계에 발표됐다. 지난달 국제 학술지 '투어리즘의 현대적 이슈(Current Issues in Tourism)'에 '동계 올림픽–패럴림픽의 기후 변화 회복력 강화'이란 제목의 논문이 게재됐다. 이 연구는 캐나다 워털루대학교의 다니엘 스콧 교수와 오스트리아 인스브루크대학교의 로베르트 슈타이거 등 국제연구팀이 공동 집필했다. 연구팀은 과거 동계올림픽을 개최했던 93개 지역을 분석한 결과, 현재 수준의 기후 정책이 유지될 경우 2050년대에는 52곳, 2080년대에는 단 46곳만이 기후적으로 올림픽 개최가 가능할 것으로 전망했다. 문제는 패럴림픽이다. 올림픽보다 늦은 3월에 열리는 특성상 기온 상승의 영향을 더 직접적으로 받는다. 분석 결과 2080년대에는 패럴림픽을 개최할 수 있는 지역이 전 세계적으로 16곳에 불과한 것으로 나타났다. 패럴림픽 개최 가능 지역이 더 급격히 줄어드는 이유는 단순히 일정 때문만은 아니다. 패럴림픽 설상 종목은 코스의 균질성, 눈의 안정성, 접근성에 대한 요구 수준이 훨씬 높다. 인공설과 자연설이 뒤섞이거나, 낮 동안 눈이 녹았다가 밤에 얼어붙는 상황에서는 노면 경도가 불균일해지고, 이는 휠체어 이동이나 의족·보조기 사용 선수들에게 직접적인 안전 위협이 된다. 기후 변화는 패럴림픽 선수들에게 단순한 불편이 아니라 경기 자체의 성립 조건을 흔드는 변수로 작용할 수도 있다. 연구팀은 “2월 동계올림픽과 3월 동계 패럴림픽 개최 일정이 유지된다면, 기후적으로 적합한 잠재적 개최지의 수가 크게 줄어들게 된다"면서 “우선 과제는 패럴림픽을 1월과 2월 중 기후적으로 더 안정적인 주로 옮거나, 2월 중 기후적으로 가장 안정적인 주에 올림픽과 패럴림픽을 통합하는 것"이라고 지적했다. 하지만 통합 개최는 여러 가지 장점이 있으나, 통합 비판론자는 패럴림픽 경기가 올림픽 경기에 가려질 수 있다는 우려를 제기한다. 규모 확대로 인해 숙박 시설이나 식사, 교통 수요 증가도 문제가 될 수 있다. ◇부상 위험 키우는 인공 눈 연구팀은 인공 눈 제조가 이제는 선택이 아닌 필수 전략이 됐다고 진단한다. 인공 눈을 사용하지 않을 경우 2050년대에 동계올림픽 개최가 가능한 지역은 전 세계에 단 4곳만 남는다는 분석도 제시했다. 그러나 인공 눈은 분명한 한계가 있다. 인공 눈은 자연설보다 결정 구조가 치밀하고 밀도가 높아 훨씬 단단하다. 이로 인해 스키와 보드의 속도는 빨라지지만, 낙상 시 관절·척추에 전달되는 충격은 더 커진다. 실제로 인공 눈 비중이 높은 대회일수록 무릎 인대 손상과 골절 비율이 높아진다는 의학적 보고도 축적되고 있다. 여기에 눈의 수명을 늘리기 위해 사용되는 화학 첨가물, 제설기 가동에 필요한 막대한 전력과 물 소비는 또 다른 환경 부담을 만들어낸다. 기후 변화에 대응하기 위해 사용한 기술이 역설적으로 기후 위기를 가속하는 구조다. ◇종목 자체를 바꾸자는 논의도 시작됐다 이번 밀라노–코르티나담페초 올림픽은 눈이 내린 덕분에 일단 한숨을 돌렸지만, 장기적으로 보면 동계올림픽은 인공 눈 없이는 존립하기 어려운 구조로 고착되고 있다. 이 때문에 기후 변화에 대응해 동계올림픽 종목을 조정하거나 재편하자는 논의도 국제 스포츠계에서 조심스럽게 나오고 있다. 고산·자연설 의존도가 높은 일부 설상 종목의 경기 방식 단축, 실내화 가능성이 있는 종목의 시설 이전, 혹은 장기적으로는 새로운 하이브리드 종목 도입 가능성까지 검토 대상에 올라 있다. 아직 공식 결정 단계는 아니지만, “기후 조건을 전제로 설계된 종목 체계 자체를 재검토해야 한다"는 문제의식은 분명히 확산하고 있다. 스콧 교수는 논문에서 “최고의 기량을 발휘하기 위해 평생을 바친 선수들은 그에 걸맞은 안전하고 공정한 경기 환경을 제공받을 권리가 있다"면서 “동계 스포츠 공동체가 즉각적이고 창의적인 기후 적응 전략을 마련해야 한다"고 강조했다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

아한대림 혹은 타이가(Taiga)라고 하는 '보레알 숲(boreal forest)'은 특정 국가나 지역을 가리키는 지명이 아니라, 기후 조건과 식생 구조로 정의되는 산림 생태대(帶)를 의미한다. 보레알 숲은 북반구 고위도 지역에 띠 모양으로 분포하며, 알래스카와 캐나다 북부, 러시아 시베리아, 북유럽 일부 지역을 포괄한다. 이 지역은 겨울이 길고 춥고 여름이 짧으며, 가문비나무·전나무·소나무 등 침엽수가 우점하는 것이 특징이다. 분해 속도가 느린 기후 조건 때문에 토양에 유기물이 두껍게 축적되고, 일부 지역에는 영구동토층이 존재한다. 이 보레알 숲에서도 낙엽활엽수의 비중이 높아질수록 산불로 인한 피해와 탄소 배출 규모가 뚜렷하게 감소한다는 연구 결과가 나왔다. 국내에서도 소나무 등 침엽수 위주의 산림 조성이 대형 산불 피해를 키운다는 지적이 이어지는 가운데, 북미 고위도 산림을 대상으로 한 이번 국제 연구는 국내 문제 제기에도 중요한 과학적 근거를 제시하고 있다. 미국 노던아리조나 대학교와 우드웰 기후연구센터 소속 연구팀은 최근 국제 학술지 '네이처 기후 변화(Nature Climate Change)'에 '낙엽활엽수의 우점 증가가 보레알 숲의 산불 탄소 손실을 줄인다'는 제목의 논문을 발표했다. ◇활엽수림, 침엽수림보다 산불 탄소 손실 '절반 이하' 연구진은 알래스카와 캐나다 유콘 지역에서 발생한 8개 대형 산불 지역 내 242개 조사구를 대상으로 산불 이후의 탄소 손실량과 수종 구성을 정밀 분석했다. 그 결과, 낙엽활엽수가 우점한 숲에서는 산불 발생 시 연소로 인해 손실되는 탄소량이 침엽수림의 절반에도 미치지 못하는 수준인 것으로 나타났다. 이 차이는 나무의 생리적·구조적 특성에서 비롯됐다. 자작나무와 사시나무 같은 낙엽활엽수는 가문비나무 등 침엽수에 비해 잎의 수분 함량이 높고, 불이 붙더라도 불길의 확산 속도가 느리다. 또한 활엽수는 불에 비교적 강한 굵은 줄기 형태(fire-resistant boles)로 탄소를 저장하는 경향이 있어, 산불이 발생해도 장기 연소와 대규모 탄소 방출로 이어질 가능성이 낮다. 반면 침엽수림은 수 세기 동안 지표에 축적된 두꺼운 토양 유기물층(soil organic layer)이 산불과 함께 타면서 막대한 탄소를 대기 중으로 방출한다. 연구 대상이 된 보레알 숲의 경우, 전체 산림 탄소의 60~85%가 바로 이 토양 유기물층에 저장돼 있어, 산불 피해의 핵심은 나무보다 토양 연소에 있다는 점이 확인됐다. ◇인위적 조림보다 자연 복원이 산불에 강해 논문은 산불 이후의 숲 복원 방식에도 중요한 시사점을 제시한다. 연구진은 심각한 산불로 토양 유기물층이 크게 소실된 지역에서는 침엽수를 다시 심지 않아도 활엽수가 자연적으로 먼저 정착해 우점화되는 경향이 뚜렷하다고 분석했다. 이러한 자연 복원이 진행되면 경관 차원에서 산불 발생 확률이 낮아지고, 화재가 발생하더라도 연소 면적이 줄어들며, 화재 진압 실패 가능성 또한 감소하는 효과가 나타난다. 연구진은 이를 산불–기후–식생 사이의 양의 피드백, 즉 “산불 → 탄소 배출 → 온난화 → 더 큰 산불"이라는 악순환을 지연시키는 자연적 완충 메커니즘으로 평가했다. ◇국내 산림에 적용할 수 있는 것과 없는 것 한국의 산림은 이러한 보레알 숲에 속하지 않으며, 기후적으로는 온대 몬순 기후의 온대림에 해당한다. 따라서 이번 연구 결과를 국내에 그대로 수치화해 적용하는 것은 적절하지 않다. 그럼에도 불구하고 이 연구가 국내 산림 정책에 주는 메시지는 분명하다. 토양 구조나 기후 조건은 다르지만, 수종 간 기능적 차이는 기후대가 달라도 상당 부분 공통적으로 작용하기 때문이다. 국내의 참나무류 등 낙엽활엽수 역시 소나무에 비해 수분 함량이 높고, 불길 확산이 느리며, 지표 연료를 상대적으로 덜 형성한다. 이는 산불 피해지 복원 과정에서 과거처럼 침엽수를 대규모로 다시 심기보다, 활엽수의 자연 복원과 혼합림 조성을 유도하는 전략이 장기적으로 산불에 더 탄력적인 산림을 만들 수 있음을 시사한다. 다만 연구진은 기후 변화가 일정 임계점을 넘어서면 활엽수의 산불 억제 효과조차 극심한 고온·가뭄·강풍 같은 기상 조건에 의해 압도될 수 있다고 경고한다. 이는 자연의 자정 능력에만 의존하기보다, 온실가스 감축과 산림 관리 전략이 병행돼야 한다는 점을 분명히 한다. ◇산불과 탄소를 함께 줄이는 산림 전환 전략 이번 연구는 “활엽수 중심의 숲은 산불에도 덜 타고, 탄소도 덜 잃는다"는 사실을 생태학적으로 입증했다. 보레알 숲이라는 특수한 조건을 감안하더라도, 산불 대응과 탄소 중립이라는 이중 과제를 동시에 고려해야 하는 한국 산림 정책에 중요한 참고 자료가 된다. 산불 피해지에서의 무조건적인 침엽수 재식재가 아니라, 자연 천이를 존중하고 수종 다양성을 높이는 방향으로의 산림 관리 전환이 기후 위기 시대의 새로운 해법이 될 수 있다는 점을 이 연구는 분명히 보여주고 있다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr