전 세계가 기후위기를 막기 위해 탄소중립 사회로의 전환을 서두르고 있다. 탄소중립을 위해서는 태양광 같은 재생에너지 확보가 필수이지만 대부분의 나라에서는 넉넉한 부지를 확보하기가 쉽지 않다. 만일 도로와 철도, 방음벽과 고가도로 같은 일상적 인프라를 '에너지 생산의 주체'로 바꿀 수 있다면 의외로 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 도로 주변 유휴지와 고속도로 위, 그리고 철도 방음벽까지 태양광 패널을 입히려는 아이디어를 보면 '도로를 따라 펼쳐지는 녹색혁명'이 현실이 될 날도 머지않아 보인다. ◇도로변 유휴지, 잠자는 공간이 에너지 밭으로 중국 란저우교통대 연구팀은 최근 국제학술지 '에너지(Energy)'에 발표한 연구에서 세계 도로 인프라의 숨은 에너지 잠재력을 정량화했다. 논문에 따르면 전 세계 도로 주변 유휴지에 태양광 발전 시스템(도로변 태양광, PV+RN)을 설치할 경우 수평 설치 시 16.01테라와트(TW, 1TW=10억kW)의 발전 용량을, 최적 경사각 설치 시 10.9TW의 발전 용량을 확보할 수 있다. 이는 인류가 한 해 동안 소비하는 전력의 수백 배에 달하며, 수명주기 전체로는 각각 56만3000 테라와트시(TWh)와 44만8000 TWh의 전력 생산 잠재력을 갖는다. 태양광 패널을 수평으로 설치하면 그림자가 지지 않기 때문에 촘촘하게 설치할 수 있어 발전 용량은 크지만 최적 경사각 설치에 비해 발전 효율은 떨어진다. 최적 경사각 설치는 간격을 둬야 하기 때문에 같은 면적에 설치할 경우 수평 설치보다 용량이 적지만, 효율이 높아 실제 발전량은 많을 수 있다. 이번 연구는 위도·일사량·전기요금·설치비용 등을 통합해 지리정보시스템(GIS) 기반으로 계산했다. 평균 투자수익률(ROI)은 최적 경사각에서 7.47%, 수평형에서 6.53%로 나타났다. 특히 쿠바·소말리아·아이티·말리·자메이카 등은 태양광 자원이 풍부하고 설치비용이 낮아 25~45%에 이르는 높은 수익률을 보였다. ◇탄소배출 30% 감축 가능…한국은 공간 제약이 변수 이 연구는 도로변 태양광이 탄소중립 실현에도 큰 역할을 할 수 있음을 보여준다. 한국을 포함한 상위 28개 전력 생산국이 도로변 유휴지에 태양광 패널을 설치, 화석연료 발전을 전면 대체할 경우, 총 111억 톤의 이산화탄소 배출을 줄일 수 있을 것으로 추정됐다. 이는 이들 국가의 총 배출량의 33.9%, 전 세계의 28.6%에 해당한다. 그러나 연구진은 국가별로 지형적 제약이 크다고 지적했다. 한국은 위도가 상대적으로 높아 태양광 자원이 약하고, 전력 수요는 높아서 인도네시아·일본·베트남과 함께 도로변에 태양광 설치 폭이 가장 넓게 필요한 국가로 꼽혔다. 한국이 도로변 태양광으로 화석연료 발전을 대체하려면 필요한 발전 용량 기준으로 국토의 3.6%(최적 경사 설치)를 태양광 패널로 덮어야 한다. 논문에서 비교한 28개 주요국 가운데 국토 면적에서 차지하는 비율이 가장 높다. 2위인 네덜란드가 3.5%, 일본이 1.85% 수준이다. 한국의 경우 도로망 밀도는 높지만, 산지가 많고 도로 주변 유효 면적이 좁아 도로변 태양광으로 문제를 해결하는 데는 한계가 있다는 것이다. 전문가들은 “이 같은 공간 제약을 극복하기 위해, 단순히 도로변에 그치는 것이 아니라 방음벽·고가도로·터널 상부·고속도로 휴게소 부지 등 복합형 인프라로 확장할 필요가 있다"고 지적했다. 또한 기후·계절별 일사량 편차가 큰 한반도의 조건을 고려할 때, 남향 고정식보다 수직형 양면 모듈이나 동서향 분산 배치가 효율적이라는 분석도 나온다. ◇한국형 도로변 태양광 모델, 도심형 재생에너지 실험대로 국내에서도 이미 도로와 철도 시설을 활용한 '한국형 PV+RN' 모델이 일부 도입되고 있다. 한국도로공사는 일부 고속도로 방음벽과 비탈면에 태양광을 설치해 시범 운영 중이며, 국토교통부는 고속도로 상공의 유휴 공간을 민간 발전사업자에게 개방하는 방안을 검토하고 있다. 이와 맞물려 (주)더블유피 기술연구소와 한국철도공사 연구팀은 한국태양에너지학회지의 '태양에너지(2025년 제1호)'에 발표한 논문에서 철도 방음벽이 소음 저감과 청정에너지 생산을 동시에 수행할 수 있음을 입증했다 연구팀은 양면형 모듈을 적용해 반사광(알베도 효과)을 활용할 경우 단면형 대비 최대 20% 발전량 증가가 가능하다고 밝혔다. 또한 MLPE(Module Level Power Electronics) 시스템을 통해 열차 그림자나 오염으로 인한 효율 저하를 최소화하고, 인공지능 사물인터넷(AIoT) 기반 스마트 유지관리 시스템으로 이상 징후를 실시간 감지한다. 좁은 국토에서 유휴 공간을 활용할 수 있다는 점에서, 철도 방음벽 태양광은 한국형 PV+RN의 대표적인 모델로 꼽힌다. ◇고속도로를 덮는 태양광 지붕, '이동형 발전소'의 가능성 중국과학원·칭화대·미국 컬럼비아대 공동 연구팀은 지난해 8월 국제학술지 '지구 미래(Earth's Future)'에 발표한 논문에서 전 세계 320만 ㎞의 고속도로를 태양광 패널로 덮을 경우 연간 17.85페타와트시(PWh, 1경7580조Wh), 즉 미국 전체 전력 생산의 4배에 달하는 전력을 생산할 수 있다고 분석했다. 이 시스템은 연간 96억 6000만 톤(Gt)의 이산화탄소 배출을 줄이고, 눈·비·진눈깨비 등으로 인한 교통사고 사망자 중 10.8%(약 14만 명)를 줄이는 등 사회경제적 편익이 4300억 달러에 달할 것으로 추정됐다. 태양광 패널은 고속도로 위 약 5.5m 높이에 10도 경사로 설치되어 차량을 직사광선과 악천후로부터 보호하고, 도로 포장 수명을 연장하며 전기차 충전소로도 활용 가능하다. 물론 도로 위 태양광 패널의 설계·관리가 잘되지 않으면 문제가 생길 가능성도 없지 않다. 예를 들어, 빗물이 모여 고속도로 표면에 쏟아질 경우 운전 위험이 증가할 수 있고, 빛과 그림자 패턴의 변화가 교통사고 가능성을 높일 수도 있다. ◇한국의 과제 ― 제도 통합과 기술 실증 도로·철도 인프라를 에너지 거점으로 전환하려면 공공 인프라 개방과 법제 정비가 병행돼야 한다. 국내에서는 발전사업 허가, 교통안전 기준, 환경영향평가가 서로 다른 법령에 흩어져 있어 실제 설치 과정이 복잡하다. 전문가들은 “도로관리청·지자체·전력회사 간의 협업체계를 구축하고, '도로 기반 신재생 인프라 표준모델'을 마련할 것"을 제안한다. 또한 도로 주변은 미세먼지와 제설제 염분에 노출되어 유지 보수가 어렵기 때문에, 방진형 모듈, 자가세척 코팅, 모듈 경량화 기술 등 현장형 연구가 병행돼야 한다. 태양광 발전의 간헐성을 보완하기 위해, 인근 휴게소나 물류기지에 에너지 저장장치(ESS)를 연계하는 방안도 강구할 필요가 있다. 대규모 태양광 발전은 먼 나라 사막의 발전소에서만 가능한 것이 아니다. 우리 곁의 도로를 잘 활용한다면 거기서 녹색혁명이 시작될 수도 있다는 얘기다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

전 세계 건설 부문에서 배출되는 탄소 발자국(온실가스 배출량)이 오는 2050년까지 현재의 두 배 이상으로 증가할 것이라는 연구 결과가 나왔다. 더욱이 지금의 추세가 계속될 경우 건설 부문만으로도 지구 평균기온 상승을 1.5°C로 제한하기 위한 잔여 탄소 예산을 2030년 안에 모두 소진하게 된다는 것이다. 탄소예산은 파리기후협정의 목표를 지킬 수 있는 한계 내에서 배출할 수 있는 온실가스의 양을 말한다. 중국 베이징대, 독일 포츠담 기후영향연구소(PIK), 바우하우스 어스(Bauhaus Earth) 등 국제 공동 연구팀은 최근 '커뮤니케이션스 지구와 환경(Communications Earth & Environment)' 저널에 발표한 논문을 통해 이 문제를 제기했다. 연구팀은 1995년부터 2022년까지의 데이터를 기반으로 전 세계 건설 산업의 공급망 전반에 걸친 온실가스 배출을 정량 분석했고, 2050년까지의 추세도 예측했다. 그 결과 지난 30년간 건설 부문의 탄소 발자국은 두 배로 증가했으며, 지금과 같은 '현상 유지 시나리오(SSP2)'가 지속되면 2050년까지 다시 두 배 이상으로 늘어날 것으로 추정됐다. ◇시멘트·철강 등 재료 중심 구조가 핵심 원인 2022년 기준으로 건설 산업의 전 세계 탄소 배출 비중은 전체의 33%를 차지했다. 1995년(20%)과 비교하면 급격히 증가한 수치다. 특히 건설 부문 탄소 발자국의 절반 이상(55%)은 시멘트·벽돌·금속 등 탄소 배출이 많은 재료에서 비롯됐다. 시멘트 단독으로 28%를 차지했고, 여기에 클링커·벽돌·점토를 합치면 40%에 이르렀다. 다시 금속류(철강·알루미늄·구리 등)를 추가하면 55% 수준이 된다. 이 다섯 가지 재료군의 비중은 1995년 39%에서 2022년 57%로 증가해, 건설 산업이 갈수록 '재료 의존형'으로 변하고 있음을 보여준다. 연구팀은 “지금의 재료 구조는 과거보다 3.8배 더 탄소 집약적"이라며 “건설 산업의 지속 가능성을 위협하는 근본적 요인"이라고 지적했다. ◇탄소 예산 2025년부터 초과… “다른 산업 감축해도 역부족" 논문에 따르면 지금처럼 건설 부문 활동이 계속된다면 올해부터는 건설 부문이 배출하는 탄소량이 파리 기후협정의 '1.5°C 목표'를 지키기 위해 허용된 연간 한계선과 맞닿게 된다. 즉, 인류가 매년 배출해도 기온 상승을 1.5°C로 억제할 수 있는 '탄소 예산'을 건설 부문으로만 다 써버리기 시작한다는 뜻이다. 더욱이 2050년까지의 건설 부문의 누적 배출량은 440GtCO₂(기가톤, 1Gt=10억톤), 즉 4400억톤으로, 이는 1.5°C 목표(83% 확률 기준) 달성을 불가능하게 만든다. 연구팀은 “건설 산업은 탈탄소화가 가장 어려운 부문 중 하나"라며 “시멘트·철강·벽돌 같은 전통 재료에 대한 의존이 깊고, 생산성 향상도 정체돼 있다"고 분석했다. 건설 산업은 또한 매년 모래와 자갈 40억 톤을 소비하고, 전 세계 담수 사용량의 20% 이상을 차지하는 등 환경 부담이 중첩돼 있다고 지적했다. ◇선진국의 비중 감소, 신흥국 비중 급증 1995년에는 전 세계 건설 탄소 발자국의 절반이 고소득 국가에서 발생했다. 이 가운데는 유럽과 미국, 그리고 한국과 일본 등 동아시아의 산업화 국가들이 포함됐다. 반면 2022년에는 구조가 급변해, 중국이 전체의 49%를 차지하며 단독 1위로 부상했고, 인도·인도네시아·브라질 등이 뒤를 이었다. 한국의 건설 부문 탄소 발자국은 절대량 기준으로는 안정세를 보였지만, '고소득국의 책임'이라는 점에서 다른 선진국과 마찬가지로 선도적 감축 역할이 요구된다. 연구팀은 “경제력이 높은 국가일수록 순환건설, 모듈식 설계, 재료 혁신을 주도해야 한다"고 강조했다. 논문은 탄소 감축의 핵심 해법으로 '재료 혁명(material revolution)'을 제안했다. 즉, 시멘트와 철강 같은 고탄소 재료 대신 바이오 기반 소재(목재·대마·흙·대나무 등)나 알칼리 활성 재료(alkali-activated materials) 등으로 대체해야 한다는 것이다. 다만 이 과정에서 벌목, 생물다양성 손실, 식량 생산과의 토지 경쟁 등 환경적 상충 관계를 함께 관리해야 한다고 경고했다. ◇지역별 맞춤 전략과 제도 혁신 필요 연구팀은 “전 세계에 일률적인 정책을 적용하는 것은 비효율적"이라고 지적했다. 유럽·미국 등 고소득 지역은 순환건설(circular construction)과 재료 혁신 중심으로, 신흥국은 저비용·현지조달형 솔루션을 통해 기후 목표와 경제 성장을 병행해야 한다는 것이다. 또 건축법과 안전 기준을 바이오 기반 건축물도 인정하도록 개정하고, 건축가·엔지니어·정책입안자들이 지속 가능한 설계에 대한 인식을 바꾸는 문화적 전환도 필요하다고 강조했다. 포츠담연구소의 한스 요아힘 쉘른후버 박사는 “지금의 건설 방식이 계속된다면 인류는 1.5°C 목표를 '지킬 수 없는 길'로 들어서게 된다"며 “건설 부문에서의 근본적 전환 없이는 어느 산업의 감축 노력도 무의미하다"고 말했다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

세계에서 가장 널리 사용되는 건축 자재인 콘크리트가 이제는 전기를 저장하는 '슈퍼 배터리' 역할을 할 날도 머지않았다. 미국 매사추세츠 공과대학교(MIT) 연구진이 개발한 '전자 전도성 탄소 콘크리트(ecˆ3, electron-conducting carbon concrete)' 기술은 건축물의 기둥, 벽, 슬래브 등 구조 요소 자체가 에너지 저장 장치 역할을 하도록 한 것으로, 건축과 에너지 시스템의 융합이라는 획기적인 발전을 이뤘다는 평을 받고 있다. 최근 미국국립과학원회보(PNAS)에 논문으로 발표된 이 기술은 단순한 실험 단계를 넘어, 실제 건축 환경에 적용가능한 확장성과 안정성을 입증, 청정에너지 시대의 핵심 인프라가 될 잠재력을 보여줬다. ◇획기적인 기술: 구조적 강도와 에너지 저장을 동시에 ecˆ3는 기계적 강건함과 전기화학적 에너지 저장 능력을 결합한 다기능성 시멘트 기반 복합 재료다. 이 기술은 수퍼커패시터(supercapacitor) 원리를 이용하는데, 기존 콘크리트 혼합물에 나노-탄소검댕(nano-carbon black, nCB) 입자를 뿌려 전기가 통하는 구조를 만드는 것이다. 기존에도 ecˆ3가 있었지만, 이번 연구를 통해 수퍼커패시터의 에너지 밀도를 10배나 증가시키는 데 성공했다. 특히, 상업용 슈퍼커패시터에 사용되는 유기 전해질을 적용, 단일 셀에서 최대 2.7V의 고전압을 달성했다. 이는 기존의 수계 전해질 시스템보다 거의 7배 높은 에너지 밀도(최대 2207Wh/㎥)를 기록했다. 에너지 저장 능력의 핵심은 콘크리트 내부의 나노 탄소 네트워크 구조다. 핵심은 전도성 재료를 시멘트에 섞는 과정이다. 기본 바탕은 일반 포틀랜드 시멘트지만, 여기에 nCB를 약 13% 비율로 넣어 콘크리트 내부에 전도성 네트워크를 만든다. 이 미세한 탄소 입자들이 시멘트 매트릭스 전체에 분산되면서, 전기가 통하는 길이 생긴다. 또한 연구진은 전해질 침투 문제를 해결하기 위해 '현장 주입(cast-in) 방식'을 도입했다. 기존처럼 콘크리트를 굳힌 뒤 전해질에 담그는 대신, 염화칼륨(KCl) 용액을 혼합수에 미리 섞어 타설하는 방식이다. 이렇게 하면 전해질이 콘크리트 속 기공에 자연스럽게 퍼지며, 제조 시간도 단축된다. 마지막으로 모르타르(시멘트+모래)를 추가해 기계적 강도를 높였다. 모래는 전기화학적으로는 중립이지만 구조적 강성을 강화해, 실제 건축에 사용할 수 있는 '구조용 슈퍼커패시터' 재료로 발전시킬 수 있게 했다. 연구팀이 이 네트워크를 3차원 나노 규모로 시각화한 결과, nCB 입자는 섬유 모양의 프랙탈 구조(fractal-like structure)를 형성했다. 시멘트 매트릭스를 관통하고, 전해질이 침투할 수 있는 기공 공간 근처에 우선적으로 위치하는 것이 확인됐다. 이러한 '기공 네트워크 인접성'은 이온-전자 결합 효율을 높여 강력한 에너지 저장 능력을 보장한다. 전문가들은 “이 기술이 상용화되면 건물 벽, 다리, 도로 등 모든 구조물이 전기를 저장하고 활용하는 새로운 에너지 인프라로 변모할 것"이라고 전망한다. ◇구조물에 내장된 '스마트' 기능과 안전성 문제 해결 이 기술은 단순히 에너지를 저장하는 것을 넘어, 미래 인프라의 중요한 요구 사항인 안전성과 지속 가능성 측면에서도 주목받고 있다. 특히, 현재 널리 쓰이는 리튬 이온 배터리의 단점을 보완했다. 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도를 자랑하지만, 높은 비용, 안전 문제(화재 위험 등), 상대적으로 짧은 수명, 그리고 리튬·코발트·니켈과 같은 희소 자원에 대한 의존성이라는 단점을 가지고 있다. 이에 비해 ecˆ3는 풍부하고 저렴한 원자재(시멘트 및 탄소 검정)를 사용한다. 수퍼커패시터로서 급속 충방전 주기와 긴 사이클 수명이라는 장점도 제공한다. 연구팀은 중성 염 용액(염화칼륨, KCl) 외에도, 해안 지역 적용을 위한 해수와 유사한 염화나트륨(NaCl) 전해질을 성공적으로 사용했다. 또한, 높은 pH를 유지해 철근 콘크리트 구조물의 부식 위험을 완화할 수 있는 수산화칼륨(KOH) 전해질도 호환 가능함을 입증했다. 이는 특정 부식 위험이 있는 환경에서 콘크리트의 내구성을 유지하는 데 도움이 된다. 연구팀은 실제 하중을 지탱하는 아치형 프로토타입을 제작했다. 이 아치 구조물은 하중을 지탱함과 동시에 발광다이오드(LED) 조명에 전력을 공급하도록 했다. 특이하게 이 아치에 기계적 하중(압축 하중)을 가했을 때 LED의 밝기가 변동하는 현상이 관찰됐다. 연구팀은 “이러한 현상은 응력으로 인한 장치 내 접촉 저항 또는 전하 분포의 변화에서 비롯된 것으로 추정된다"면서 “이는 구조적 수퍼커패시터가 잠재적으로 실시간 구조물의 건전성 모니터링하는 데 사용될 수 있음을 시사한다"고 밝혔다. ◇고대 로마의 건축 혁신을 미래 기술로 ecˆ3 기술의 가장 큰 장점 중 하나는 확장성이다. 연구팀은 전극 두께와 셀 개수에 따라 에너지 저장 용량이 선형적으로 비례하고, 예측 가능하게 확장된다는 것을 광범위한 실험 데이터로 검증했다. 연구팀은 전극 제작 시간을 단축하기 위해 전해질을 미리 혼합수에 넣어 주조하는 '주입형 전해질(cast-in electrolyte)' 방법을 개발했다. 이는 두꺼운 모놀리식(monolithic) 전극을 제조하는 데 매우 중요하며, 대규모 적용의 실현 가능성을 높였다. 여기서 모노리식 전극이란 콘크리트 자체가 전극 역할을 하게 만든 구조를 말한다. 금속 집전체나 별도 코팅층이 필요 없는, 콘크리트가 구조체이자 전극인 '일체형 전극 구조'인 셈이다. ecˆ3 기술은 인류 역사상 가장 위대한 건축 혁신 중 하나였던 고대 로마의 건축 원리를 현대에 되살려냈다. 로마인들은 철근이나 강선을 사용하지 않고도, 돌과 콘크리트의 압축력만으로 거대한 건축물을 세웠다. 돔과 아치, 기둥 구조를 통해 재료가 가장 잘 버틸 수 있는 방향으로 하중을 분산시켰기 때문이다. 덕분에 그들은 최소한의 재료로도 튼튼하고 아름다운 건물을 지을 수 있었다. ecˆ3 기술 역시 이러한 원리를 현대 기술과 결합해, 재료의 효율성과 건축적 비전을 함께 구현하고 있다. 즉, 콘크리트의 물리적 특성을 적극적으로 활용해 구조적 안정성과 지속가능성을 동시에 추구한다. ecˆ3는 전 세계적으로 풍부한 원자재를 활용하여, 하중을 지탱할 뿐만 아니라 에너지를 저장하는 다기능성 건축 자재 시스템을 구현함으로써 새로운 건축 패러다임을 예고하고 있다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

지구 온도 상승 저지선이 일시적으로 밀리는 이른바 '기후 오버슈팅(Overshooting)' 경로가 현실화하면 실외 대기오염으로 인한 보건 및 경제적 피해가 심각해질 것으로 전망되고 있다. 이에 따라 세계 각국이 기후변화 완화 정책을 시급히 추진하고 엄격하게 이행해야 한다는 목소리도 높아지고 있다. 스페인 바스크 기후변화센터와 이탈리아·오스트리아 국제연구팀은 최근 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 저널에 '온도 목표 초과로 인한 대기오염 피해 추정'을 주제로 한 논문을 발표했다. 온도 목표는 지구 평균기온 상승을 억제하는 한계선(저지선)을 말하는데, 온도 목표 초과는 이 기후 저지선이 일시적으로 밀리는 것을 의미한다. 연구팀은 논문에서 “이왕 온실가스를 줄일 것이라면 앞당겨 서둘러 줄인다면, 지구온난화도 예방하면서 대기오염으로 인한 건강과 경제 피해도 크게 줄일 수 있다"고 주장했다. 연구팀은 실외 대기오염은 전 세계 공중 보건에 가장 큰 환경 위험 요소로 꼽힌다면서 2021년에만 세계적으로 470만 명 이상이 대기오염 탓에 조기 사망했다고 지적했다. 이러한 대기오염은 인명 손실 뿐만 아니라 광범위한 심각한 질병을 유발하고 막대한 경제적 손실로 이어진다는 것이다. 연구팀은 “기후변화 완화 정책은 온실가스 배출량을 줄임으로써 초미세먼지(PM2.5)와 오존(O3) 같은 유해 대기오염 물질의 농도를 낮추는 '공동편익(cobenefits, 일석이조)'의 효과를 얻을 수 있다“고 설명했다. ◇기후 저지선 초과 달성의 함정: 대기 오염 피해 증대 기후 변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)의 제6차 보고서(AR6)에서 제시된 시나리오 중에는 '초과 달성(EoC)' 궤적, 즉 기후 저지선이 일시적으로 밀려나는 오버슈팅 궤적이 포함돼 있다. 지구 온도가 설정된 한계를 일시적으로 초과한 후 21세기 후반에 '넷네거티브 배출(net-negative emissions)'을 통해 한계 안으로 기온이 낮아져 안정화되는 시나리오다. 이 EoC 경로는 종종 기후변화를 완화시키려는 노력을 지연시키고, 예방보다는 사후처리인 탄소 제거(CDR) 기술에 크게 의존함으로써 기후 관련 위험을 증대시키는 것으로 분석된다. 이와 대조적으로, 1.5°C 목표치 초과를 피하도록 설계된 '넷제로(NZ) 경로'는 CO2 배출량을 넷제로로 조기에 감축하고, 이를 통해 온도 상승을 최대한 막는 시나리오다. 연구팀은 논문에서 “오버슈팅을 피하는 것이 기후 완화 노력을 앞당기는 효과를 가져오며, 이는 초기에 (특히 2030년에) 훨씬 더 큰 대기오염 혜택으로 이어질 것"이라고 밝혔다. NZ 경로는 EoC 경로에 비해 일관되게 더 낮은 조기사망 예측치를 제시한다. ◇엄격한 넷제로 정책, 막대한 편익으로 돌아와 오버슈팅을 피하고 지구 온도 상승을 2°C 미만으로 유지하는 엄격한 기후 정책(NZ)은 막대한 보건 및 경제적 공동 혜택을 제공한다. 우선, NZ 경로를 따를 경우 2030년까지 전 세계적으로 20만7000명의 조기 사망을 예방할 수 있는 것으로 추정된다. NZ 정책은 또한 모든 지역에서 극도로 높은 조기 사망이 나타날 가능성도 상당히 감소시키는 것으로 나타났다. 경제적 혜택도 크다. 2030년까지 총 2조2690억 달러(2020년 기준, 약 3267조원)의 경제적 피해를 예방할 수 있다. EoC에 비해 NZ 정책 시나리오를 따를 경우 모든 지역에서 일관되게 더 많은 공동 편익을 얻게 된다. ◇중국,인도가 가장 큰 혜택 예상 특히, 중국과 인도는 이러한 비(非)오버슈팅 기후 정책으로부터 가장 큰 이득을 얻는 지역이 될 것으로 예상된다. 2030년까지 NZ 경로를 따를 경우, 중국은 8만4000명, 인도는 7만3000명의 대기 오염 관련 조기 사망을 줄일 수 있을 것으로 추정됐다. 경제적 측면에서 중국은 2030년에 8490억 달러에서 1조770억 달러에 이르는 가장 큰 경제적 공동 편익(중앙값 9220억 달러)을 누릴 것으로 예상된다. 연구팀은 “중국과 인도가 현재 전 세계 배출량에서 큰 비중을 차지하면서도 대기 오염으로 인한 가장 높은 보건 부담을 겪고 있다"면서 파리 기후 협정 제6조와 같은 메커니즘을 통해 재정 및 기술 지원이 이뤄진다면 이들 지역의 탈탄소화와 대기질 개선이라는 일석이조의 효과를 거둘 수 있다는 점을 강조했다. 파리협정 제6.2조는 국가 간 감축량 이전을, 제6.4조는 국제 탄소시장 메커니즘을, 제6.8조는 비시장적 접근으로 거래가 아닌 정책·기술 협력·재정 지원 형태의 감축 협력을 규정하고 있다. 연구팀은 “이번 연구 결과는 기후변화 완화 노력을 앞당기는 비오버슈팅 시나리오가 가까운 미래(2030년)와 세기 중반(2050년) 모두에 이익이 된다는 점을 입증했다"면서 “이러한 전략은 기후 변화를 억제할 뿐만 아니라 공중 보건을 개선하고 경제적 번영도 증진시킬 것"이라고 강조했다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

2015년 파리 기후협정 채택 이후 10년이 됐다. 전 세계는 탄소 배출의 효율 측면에서는 분명한 진전을 이뤘지만, 그 성과는 급격한 경제 성장에 의해 거의 상쇄된 것으로 나타났다. 이는 미국 워싱턴대학교 애드리언 래프터리 교수가 이끄는 국제 연구진이 최근 네이처 자매 학술지 '커뮤니케이션스: 지구와 환경 (communications earth & environment)'에 발표한 논문의 핵심 내용이다. 연구팀은 전 세계 157개 국가를 대상으로 2015~2024년 온실가스 배출 데이터를 분석한 결과, 전 세계 탄소집약도는 연평균 3.1% 감소한 것으로 나타났다. 탄소 집약도는 국내총생산(GDP) 단위당 이산화탄소 배출량을 말한다. 연평균 3.1% 감소는 파리 기후협정 이전(1960~2015년)보다 세 배 가까운 속도다. 하지만 2015~2024년 세계 GDP가 41% 급증하면서 총 CO₂ 배출량은 오히려 5.6% 증가했다. ◇탄소 효율은 높아졌지만, '성장의 역설'에 막혀 이번 연구는 탄소 배출량을 '인구 × 1인당 GDP × 탄소집약도'의 곱으로 분석한 확률통계모델(IPAT 방정식 기반 베이지안 접근법)을 활용했다. 결과는 명확했다. 각국이 기술혁신과 정책으로 탄소 효율을 개선했음에도, 전 세계 경제 성장 속도가 이를 압도했다. 연구를 이끈 래프터리 교수는 “파리협정 이후 탄소 효율이 빠르게 개선된 것은 분명한 성과지만, 세계 경제의 고속 성장으로 그 효과가 완전히 상쇄됐다"며 “이는 기후변화가 왜 '초복합 난제(super wicked problem)'인지를 보여주는 대표적 사례"라고 말했다. 초복합난제라는 것은 너무 복잡하고 시급하며 이해관계가 얽혀 해결이 어려운 문제라는 뜻이다. 탄소집약도 개선 덕분에 3°C 이상 온난화가 일어날 확률은 2015년 26%에서 2024년 9%로 크게 낮아졌다. 그러나 지구 평균기온 상승을 2°C 이하로 억제할 확률은 17%로, 10년 전과 거의 변하지 않았다.2100년 예상 지구 평균 온도 상승폭은 2.6°C에서 2.4°C로 소폭 하락했을 뿐이다. 연구팀은 논문에서 “온난화의 최악의 가능성은 줄었지만, 목표 달성에는 여전히 빨간불이 켜져 있다"면서 “이미 배출된 온실가스가 누적되고 있는 탓에 현재의 개선 속도는 기후 위기에서 벗어나기에는 충분하지 않다"고 지적했다. ◇'2°C 목표' 달성 위해 국가감축목표 상향 필요 파리협정에 따라 각국은 5년마다 국가별 기여방안(NDC)을 갱신해야 한다. 논문에 따르면 모든 국가가 2015년에 제출한 첫 번째 NDC(NDC-1)를 달성하더라도 2°C 이하로 유지될 확률은 34%, 두 번째 NDC(NDC-2, 2021년에 제출한 상향 목표)를 모두 달성하면 53%로 높아질 수 있다. 하지만 기후안정을 '매우 가능성 있게(80%)' 달성하려면 2100년까지 누적 배출량을 845Gt CO₂(8450억톤)로 제한해야 하고, 매년 4.2%씩 배출량을 줄여야 한다. 지금보다 두 배 빠른 감축 속도 없이는 2°C 목표를 달성할 수 없다는 것이다. 2015~2024년 사이 중국은 탄소집약도를 37% 줄여 목표(36%)를 초과 달성했지만, 급격한 경제성장으로 총 배출량이 오히려 18% 증가했다. 미국은 탄소집약도 32% 개선, 총 배출량 10% 감소로 협정 효과를 일부 입증했으나, 여전히 독일보다 탄소 효율이 50% 낮다. 독일은 배출량 28% 감소, 탄소집약도 37% 감소로 NDC-1을 초과 달성하며 가장 낮은 탄소집약도를 유지했다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 올해 초 취임 직후 파리협정 탈퇴를 선언했는데, 실제 탈퇴는 내년 1월부터 적용될 예정이다. 연구팀은 논문에서 미국이 파리기후협정의 약속을 이행하지 않을 경우 2100년 지구 평균온도 상승폭은 2.1°C에서 2.2°C로, 2°C 이하로 억제할 확률은 34%에서 27%로 낮아질 것이라고 분석했다. 이는 미국의 감축 중단이 글로벌 기후 안정 목표에 미치는 영향이 결정적임을 보여준다. 논문에 따르면 한국의 NDC-1 달성 확률은 약 40~50% 수준으로 평가됐다. 이는 선진국 중 중간권에 해당하며, 목표를 달성할 가능성은 절반 정도지만 추가 정책 강화 없이는 진전이 어렵다고 분석됐다. 한국의 탄소집약도는 2015년 대비 2024년 약 28% 감소한 것으로 추정되고 있다. 지난해 한국의 온실가스 배출량은 정점인 2018년에 비해서는 11.4% 감소했고, 2015년보다는 4.8% 줄이는 데 그친 것으로 기후에너지환경부는 집계했다. ◇10년의 교훈 — '성장의 방식'을 바꿔야 이번 '파리협정 10년 성적표'는 “기술의 진전이 반드시 배출 감축으로 이어지지 않는다"는 점을 일깨운다. GDP 중심의 성장 모델이 유지되는 한, 탄소 효율 개선은 배출 총량 증가를 막지 못한다는 점이 드러난 것이다. 래프터리 교수는 “탄소 효율이 아무리 개선돼도 무한한 경제 성장은 결국 그 효과를 삼켜버린다"며 “이제는 감축 목표를 높이는 것뿐 아니라, 성장의 방식 자체를 바꾸는 전환적 사고가 필요하다"고 강조했다. 경제성장을 기후정책과 조화시키는 새로운 패러다임 없이는, 2°C의 문턱은 여전히 넘기 어렵다는 것이다. 이제 곧 전 세계는 파리협정의 '두 번째 10년'을 맞이하게 된다. 지금까지의 노력으로 기후위기가 최악의 상황으로 치닫게 될 위험은 줄었지만, 협정의 목표 달성을 위한 '기회의 창'은 빠르게 닫히고 있다.열심히 노력한 데 만족할 것이 아니라 실질적인 감소 성과를 거둬야 할 때라는 게 논문의 결론이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

기후변화로 북극해의 얼음이 녹으며 열리고 있는 북극항로(Arctic Sea Route, ASR)가 세계 무역의 판도를 크게 흔들 전망이다. 유럽과 동북아를 잇는 항해 거리가 최대 40%, 운송 시간은 30% 줄어드는 이 신(新) 해상로는 한국 같은 교역국에 물류비 절감과 무역 확장의 기회를 제공한다. 하지만 최근 중국 베이징대학 연구팀은 '네이처 커뮤니케이션즈'에 실린 논문을 통해 “북극항로 개척이 2100년까지 전 세계 해상 운송 부문의 탄소 배출량을 8.2% 늘릴 것"이라는 예상과 다른 분석을 내놨다. ◇ 거리 단축이 배출 증가로 이어지는 역설 연구진은 6억4900만 건의 선박 위치(AIS) 데이터를 활용한 무역 통합 선박 배출량 예측 모델(TISEP)을 사용해 장기 시나리오를 분석했다. 그 결과, 2022년 1.0Mt(메가톤, 1메가톤=100만톤)에 불과했던 북극항로의 온실가스 배출량이 2100년에는 최대 117.6Mt(1억1760만톤)으로 117배 급증할 것으로 전망됐다. 북극항로를 운항하는 선박이 전 세계 해상 교통에서 차지하는 비중이 0.22%에서 2.72%로 12배 이상 뛸 것으로 예상됐다. 즉, 항로 단축으로 선박당 연료 소모량은 줄어도, 물류비 절감이 교역량 급증을 불러오면서 전체 배출량이 오히려 늘어나는 구조다. 특히 석유·가스·화학 탱커가 북극항로 운항의 87% 이상을 차지해 배출 증가를 주도할 것으로 보인다. ◇ 배출의 지리적 재분배…동북아·북유럽 타격 북극항로 개방은 단순한 총량 증가뿐 아니라 배출 지도의 재편을 가져온다. 한국·중국·일본 인근 해역(남중국해·동중국해·동해)에서는 연간 43.4~85.8Mt의 추가 배출이 발생할 전망이다. 이는 현재 대비 2~5배 늘어난 수치다. 북유럽의 오슬로–로테르담 항로는 5.3Mt에서 39.4Mt으로 6배 이상 증가하고, 미국–영국 간 대서양 항로 역시 11Mt에서 36.4Mt으로 25.4Mt 늘어날 것으로 에상된다. 반대로 수에즈 운하, 말라카 해협, 파나마 운하 등 적도 인근 항로의 배출량은 소폭 감소할 것으로 분석됐다. 결국 북반구 선진 공업국 해역이 오염 부담을 더 크게 떠안는 구조다. 국제해사기구(IMO)는 2008년 대비 2030년 20%, 2040년 70%, 2050년 순배출 제로를 목표로 제시하고 있다. IMO는 2040년 북극에서 '넷 제로' 전략을 우선 도입하고, 2050년 이후에는 전 세계로 확산해서 2100년 완전 넷 제로 달성을 추구하고 있다. 넷제로 전략은 전기·수소·원자력·그린 암모니아 등 무탄소 연료로 전환해 '연소 단계(tank-to-wake)'에서 아예 배출이 없도록 하는 방식이다. 이 전락에 따르면 2100년에도 북극에서 연간 배출량을 1.32Mt 수준으로 지속하겠다는 것이다. 하지만, 베이징대학 연구탐은 “현 정책으론 북극항로 배출 급증을 막기 역부족"이라고 지적했다. ◇ 한국의 '양날의 검'…물류 허브 vs. 기후 책임 한국 입장에서는 기회와 위기가 동시에 온다. 일본과 함께 유럽–동북아 에너지 수송로의 핵심 기착지로 부상하고, 물류 허브 도약이 가능하다는 점에서는 기회다. 조선 강국인 한국은 그린 암모니아 추진선, 수소 연료전지선 등 무탄소 선박 시장을 선도할 기회를 잡을 수 있다는 점에서는 긍정적이다. 하지만 동북아가 오염 배출 급증의 최전선에 놓이면서 항만과 해역의 대기·해양 오염이 심화할 수 있다는 점에서는 위기이기도 하다. 또한 러시아, 미국·북대서양조약기구(NATO), 중국이 북극을 둘러싸고 군사·경제적 패권 경쟁을 벌이는 상황에서, 한국은 안정적인 물류망 확보라는 지정학적 과제를 떠안을 수도 있다. 이밖에 수에즈 운하 통행료 감소(이집트 GDP의 5% 차지)로 글로벌 물류비 지형도 변할 수 있으며, 한국 기업의 운송 전략에도 조정이 불가피하다 북극항로는 한국 경제에 물류 혁신의 기회를 제공하지만, 동시에 탄소배출 급증과 지정학적 불안, 환경 책임이라는 무거운 숙제를 안긴다. 한국은 세계적 조선 기술력을 기반으로 넷제로 선박 기술 개발을 선도하고, 북극 환경 보존을 위한 국제 협의에 적극 참여할 필요가 있다. 경제적 이익과 환경적 책임을 균형 있게 관리하는 전략적 대응이 절실하다. 신형철 극지연구소장은 “운항 선박이 친환경연료를 사용하도록 해야 하고, 유류오염 사고나 선박-해양동물 충돌사고를 예방하기 위해 철저히 준비해야 한다"고 강조했다. 신 소장은 “안전사고를 염두에 두고 수색 구조 등 대응 체계도 마련해야 한다"고 덧붙였다. 강찬수 기자 kcs25@ekn.kr

세계 해상 물동량의 3~5%를 처리하는 파나마 운하가 기후변화와 강대국 갈등이라는 이중 위기에 흔들리고 있다. 2023년 기록적 가뭄으로 선박 통행량이 절반 가까이 줄어든 데 이어, 미국과 중국의 지정학적 갈등까지 겹치며 운하의 안정성이 시험대에 올랐다. ◇ 물동량 반토막…수치로 드러난 가뭄 충격 2023년 파나마 운하의 핵심인 가툰(Gatún) 호수 수위가 크게 내려가면서 심각한 상황이 벌어졌다. 파나마운하청(ACP)에 따르면 평상시 하루 36~38척이던 통과 선박이 2023년 12월에는 18척까지 줄었다. 통과 척수 축소는 단순한 물류 지연을 넘어 글로벌 공급망에 직격탄이 됐다. 서울시 면적의 70% 수준인 가툰 호수는 배가 다니는 수로이면서 운하 갑문 작동에 필요한 물을 공급하는 역할을 한다. 호수 수위가 낮아지면서 통상 50피트(15.24m)였던 선박 흘수 제한이 44피트(13.41m)로 강화됐고, 선박당 적재량은 10~15% 감소했다. 흘수(draft)는 선박이 물에 떠 있을 때 선체 바닥에서 수면까지의 수직 거리를 말한다. 선박은 흘수, 즉 물에 잠기는 깊이가 안전 수심보다 깊으면 바닥에 걸릴 위험이 있기 때문에 운하 당국은 최대 허용 흘수를 제한한다. 흘수가 얕아지면 선박이 실을 수 있는 화물의 무게도 줄어들어 적재량 감소가 불가피하다. 2021년 평균 3.1일이던 운하 진입 대기 시간도 2023년 8월에는 9.8일로 3배 이상 늘어났다. 일부 선박은 통과 슬롯 확보를 위해 최대 400만 달러(약 55억 원)를 추가 지불해야 했다. 운하 전체 물동량은 2023회계연도 기준 5억 1100만 톤으로 집계됐으며, 이는 전년 대비 7% 감소한 수치다. 운하 수입은 33억 달러(약 4조 5000억 원)로 파나마 국내총생산(GDP)의 약 3%를 차지한다. ◇ 21세기 말 '건조 운하' 현실화하나 과학자들은 이번 사태가 일시적 현상에 그치지 않을 수 있다고 경고한다. 미국 노스이스턴대 연구팀은 최근 고해상도 기후모델로 파나마 운하를 시뮬레이션한 결과를 '지구물리학 연구 회보(Geophysical Research Letters)'에 논문으로 발표했다. 논문에 따르면 온실가스 고배출 시나리오(SSP5-8.5)에서 21세기 말 가툰 호수의 연간 최저 수위는 평균 25.2m로 떨어져, 과거(25.5~25.8m) 변동 범위를 벗어날 것으로 전망됐다. 고배출 시나리에서는 특히 '10년에 한 번' 발생하던 저수위 극한 현상(수위 1m 이상 저하)의 발생 주기가 대폭 짧아질 전망이다. 반면 저배출 시나리오(SSP1-2.6)에서는 수위가 과거 수준을 대체로 유지하는 것으로 나타나 온실가스 감축이 운하 운영의 안정성과 직결됨을 시사한다. ACP는 위기 대응책으로 기존 철도·도로를 활용하는 '건조 운하(dry canal)' 프로젝트를 발표하고, 20억 달러(약 2조 6000억 원)를 들여 인디오 강에 신규 댐과 저수지를 건설할 계획이다. 그러나 이는 수천 명 주민의 이주 문제와 생태계 파괴 논란을 불러올 수 있다. 또한 갑문 용수 재활용 시스템은 수위를 유지하는 데 효과적이지만, 가툰 호수의 염도를 2020년 대비 7배 이상(0.05 → 0.35ppt) 높일 것으로 예상돼 식수 공급과 해양 생태계에 악영향을 미칠 수 있다는 연구 결과도 나왔다. ◇ 미·중 갈등, 운하의 지정학 리스크 확대 기후 위기와 더불어 정치적 불확실성도 커지고 있다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 지난해 선거에서 당선된 직후 “중국이 운하에 과도한 영향력을 행사한다"며 “파나마 운하를 미국에 돌려달라고 요구할 수 있다"고 발언했다. 이는 1999년 미국에서 파나마로 운영권이 이양된 이후 최대 외교적 파장을 낳았다. 트럼프의 표적은 홍콩계 기업 CK허치슨이 운영하는 발보아·크리스토발 항만이다. 파나마 정부는 즉각 반발하며 “단 1㎡의 영토도 양보할 수 없다"고 맞섰고, 수도에서는 트럼프 얼굴을 불태우는 시위가 벌어졌다. 이후 미국 자산운용사 블랙록이 CK허치슨의 항만 운영권 인수를 추진하면서 갈등은 일단락되는 듯하지만, 중국은 “해양 패권에 굴하지 말라"며 반발하고 있다. 운하가 미·중 신냉전의 전장으로 부상하는 모양새다. ◇ 한국 경제에도 파급효과 파나마 운하는 한국에도 중요한 물류 경로다. 전체 한국 해상 수출입 물량의 5~6%가 파나마 운하를 통과한다. 미국 동부와 남미로 향하는 자동차·철강 제품은 대부분 파나마 운하를 경유한다. 통행 제한이 장기화되면 대체 항로(남아메리카 최남단 우회)로 최대 2주 이상 운송 기간이 늘어나 물류비가 30~40% 상승할 수 있다. 한국이 미국으로부터 수입하는 LNG·원유 일부도 파나마 운하를 통한다. 통행 지연 시 에너지 가격 변동성이 확대될 수 있다. 벌크선과 컨테이너선 운임은 이미 2023년 가뭄 때 평균 20~30% 올랐고, 일부 구간은 2배 이상 치솟았다. 이는 한국 수출기업의 가격 경쟁력에 직접적 부담으로 작용한다. 전문가들은 물류 다변화 전략 수립을 제안하고 있다. 북극항로와 멕시코 횡단 철도, 미국 서부 항만 등 대체 루트 활용 가능성을 본격 검토할 시점이라는 것이다. 또한 장기 물류 계약을 확대할 필요가 있다. 글로벌 선사와 장기 운송 계약을 늘려 운임 급등 시 충격을 완화할 필요도 있다는 지적이다. 강찬수 기자 kcs25@ekn.kr

기후변화가 항공산업의 수익 구조를 뒤흔들고 있다. 기온 상승으로 더 긴 활주로가 필요해지고, 완만한 이륙으로 인해 소음 갈등은 늘어나고, 상공에서는 난기류까지 급증하는 바람에 항공사는 물론 공항 운영사와 정부 모두에 새로운 경제적 부담이 쌓이고 있다. 이러한 '삼중고(三重苦)'가 앞으로 항공업계의 수익성을 크게 악화시킬 가능성도 제기되고 있다. ◇ 승객을 줄일까, 활주로를 연장할까 항공기의 이륙 성능은 온도에 직접적으로 영향을 받는다. 기온이 올라갈수록 공기 밀도가 낮아져 추력과 양력이 감소하기 때문에, 항공기는 더 긴 활주로와 더 많은 가속 시간이 필요하다. 영국 레딩대학 기상학과의 조니 윌리엄스 교수팀은 기후변화가 항공기 이륙 필요 거리(TODR)와 최대 이륙 질량(MTOM)에 미치는 영향을 분석한 논문을 지난 4월 국제학술지 '항공우주(Aerospace)'에 발표했다. 논문은 2060년대 중반 유럽 30개 공항에서 이륙 거리가 50~100m 늘어날 것으로 예측했다. 중국민항대학교 항공기상학과 연구팀은 중국 내 공항을 대상으로 비슷한 분석을 진행했고, 그 결과를 지난 2023년 1월 국제 저널인 '대기(Atmosphere)'에 논문으로 발표했다. 논문은 “2070년대 여름철 보잉 737-800은 113~222m 추가 활주로가 필요할 것으로 예상된다"고 밝혔다. 활주로가 부족하면 항공사들은 탑재 중량을 줄여야 한다. 이는 곧 승객 감축이나 화물 축소로 이어지고, 수익성 악화로 직결된다. 유럽 연구에서는 온실가스 감축을 가장 낙관적으로 가정해도 항공편당 평균 승객 5명분의 매출 손실이 발생할 수 있다고 전망했다. 중국 쿤밍 공항은 연간 2일 수준이던 중량 제한이 2070년대에는 48일로 늘어날 수 있다는 분석도 나왔다. 이 문제는 신공항 건설에도 영향을 줄 전망이다. 현재 추진 중인 가덕도 신공항 활주로(3500m)가 장래 기후 조건에 충분할지 재검토가 필요하다는 지적이 나온다. 활주로 연장은 사후에 시도하면 수천억 원의 추가 건설비용이 소요될 수 있고, 주변 지형·환경 규제 때문에 사실상 불가능할 수도 있다. ◇ 늘어나는 소음 갈등, 커지는 보상 비용 기온 상승은 단순히 이륙 문제에 그치지 않는다. 항공기가 낮은 각도로 천천히 상승하면 저고도 체류 시간이 길어지고, 그만큼 공항 주변의 소음 범위가 넓어진다. 영국 레딩대학 윌리엄스 교수팀은 지난 10일 '항공우주(Aerospace)'에 발표한 논문에서 유럽 30개 공항을 대상으로 분석한 결과를 공개했다. 분석 결과, 21세기 중반 항공기의 평균 상승 각도가 1~3% 감소하고, 폭염 시에는 최대 7.5% 감소할 수 있다. 그 결과 소음 노출 인구는 최대 4% 늘어날 것으로 전망됐다. 런던 시티 공항만 보더라도 추가로 2,500명이 소음 피해를 볼 수 있다는 것이다. 이는 곧 공항 운영기관의 소음 보상 비용 증가로 이어지게 된다. 국내에서도 김포·김해 등 도심 인근 공항은 이미 매년 수백억 원대 보상 예산을 지출하고 있다. 기후변화로 소음 범위가 넓어지면 이 비용은 크게 늘어날 수 있다. 저주파 소음의 증가는 주민 건강 악화로 이어지고, 장기적으로는 의료·사회적 비용까지 국가 경제에 부담을 줄 수 있다. ◇ 예측 불가능한 난기류, 치솟는 운영 비용 상공에서의 청천 난기류(CAT) 증가는 항공사에 막대한 비용을 청구한다. 난기류로 인한 부상은 보험금과 법적 배상을 유발하고, 기체가 손상될 경우 정비·수리 비용 증가로 이어진다. 지난달 레딩대학 연구팀은 '대기과학저널(Journal of the Atmospheric Sciences)'에 발표한 논문에서 26개 기후모델을 사용해 지구온난화가 항공기 순항 고도(약 3만5000피트, 약 1만668m)의 제트기류에 미치는 영향을 분석한 결과를 공개했다. 분석 결과, 2015~2100년 사이에 윈드 시어(wind shear, 바람의 방향이나 세기가 급격히 변하는 현상)가 16~27% 증가하고, 대기는 10~20% 더 불안정해질 것으로 예측됐다. CAT가 발생할 조건이 갖춰진다는 것이다. 국제적으로 '심각하거나 그 이상' 수준의 CAT가 1979~2023년 사이 55% 증가했다. 미국 연방항공청(FAA)에 따르면 2009~2021년 난기류로 인해 승객 30명과 승무원 116명이 심각한 부상을 입었다. 미국 연구응용연구소(Research Applications Laboratory)에 따르면, 난기류로 인해 미국 항공사들은 연간 1억 5천만~5억 달러의 비용을 지출하고 있다. 국제민간항공기구(ICAO)는 난기류를 '항공 안전 핵심 리스크'로 지정했고, 일부 기후 모델은 CAT 발생이 갈수록 가파르게 늘어날 것으로 경고한다. 이는 곧 운항 스케줄 지연, 연료 추가 소모, 보험료 인상으로 이어져 항공사 비용 구조를 악화시킬 것으로 예상된다. 항공기상청에 따르면 한반도 상공에서는 2만 피트(약 6km) 이상에서 항공장비로 관측한 난기류(EDR)가 2019~2024년 사이 13.3배 급증했다. 기내 서비스가 불가능할 정도인 '보통' 수준 이상의 난기류도 6배 늘었다. 국토교통부에 따르면 2020년부터 현재까지 국내 항공사에서 난기류로 승객이나 승무원이 중상을 입은 사고는 총 5건이었다. 김정훈 서울대 지구환경과학부 교수 연구팀이 2023년 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 발표한 연구에서, 21세기 후반에는 난기류가 과거(1970~2014년)보다 최대 178% 늘어날 수 있다고 예측한 바 있다. ◇ 한국 공항 정책, 경제적 리스크 간과 기후변화가 불러올 항공산업의 변화는 단순한 기술적 문제가 아니라 곧 경제적 손실로 이어진다. 활주로 연장은 건설비용 급증으로, 소음 범위 확대는 민원과 보상비 증가로, 난기류의 급증은 보험료·연료비·정비비의 상승으로 이어질 수 있다. 하늘길의 삼중고는 단순히 환경문제가 아니라, 항공산업의 지속가능한 수익성과 국가 경제를 위협하는 구조적 위기다. 항공사와 공항은 ▶기후변화를 고려한 인프라 선제 투자 ▶저소음·고효율 항공기 개발 ▶정밀 난기류 예측 시스템 도입 ▶친환경 연료 전환을 통한 탄소 감축 등 경제적 리스크 관리 전략이 필요한 상황이다. 국내에서는 현재 지역 균형 발전과 관광 활성화를 명분으로 소규모 지방공항 신설이 추진되고 있다. 하지만 활주로 길이가 짧은 소형 공항은 기후변화 시대에 경제적 리스크가 가장 큰 시설이다. 예를 들어 2000~2500m 활주로를 가진 소규모 공항은 여름철 고온 조건에서 중형 항공기의 만재 이륙이 어려워질 수 있다. 이는 노선 경쟁력을 떨어뜨리고, 결국 해당 공항의 운영 적자와 국고 지원 증가로 이어질 가능성이 크다. 애초에 기후변화 변수까지 고려한 장기 경제성 검토가 부족하다면, 수천억 원을 들여 지은 공항이 가까운 미래에 애물단지가 될 수도 있다는 얘기다. 강찬수 기자 kcs25@ekn.kr

한국은 여름철 집중호우와 태풍 등으로 매년 수천억 원의 경제적 피해를 입고 있다. 하지만 기후변화가 지속할 경우 이러한 피해 규모는 앞으로 수십 배 확대될 수 있다는 전망이 나왔다. 특히 인구와 자산이 집중된 수도권이 전체 피해의 절반 이상을 차지할 것으로 나타나 기후 리스크가 국가경제에 대한 커다란 위협으로 부상하고 있다. 서울대 행정대학원 유종현 교수와 서울시립대 최미희 연구원이 최근 한국기후변화학회지에 발표한 '한국의 지역별 기후변화 피해비용 및 탄소의 사회적 비용 추정' 논문에 따르면, 2030~2060년 한국이 입을 기후변화 피해는 현재가치로 87조원(최소 26조~최대 200조원)으로 추산됐다. ◇2030~2060년 수도권 피해만 최대 114조원 연구팀이 기후변화 피해 비용을 시·도별로 분석한 결과, 경기도·서울·인천 등 수도권의 피해 규모가 전체의 57%를 차지할 것으로 나타났다. 경기도는 2030~2040년에는 연평균 2조원(연간 최대 5조원), 2040~2060년에는 연평균 13조원(연간 최대 38조원)의 피해가 전망됐다. 경기도는 경제·인구 자산이 집중돼 기후변화에 대한 취약성이 상대적으로 높고, 향후에도 이러한 취약 자산의 증가가 전망되기 때문이다. 동일한 이유로 인구 및 경제 자산이 집중된 서울과 인천의 피해비용도 높게 나타났다. 서울은 2030~2040년에는 연평균 1조 원(연간 최대 3조원), 2040~2060년에는 연평균 5조원(연간 최대 15조원)으로 추정됐다. 인천은 2030~2040년 연평균 1조원(연간 최대 2조원), 2040~2060년 연평균 4조원(연간 최대 12조원)으로 전망됐다. 다만 경기도와 비교해 서울의 경우 빠른 인구 감소 전망이, 인천의 경우 상대적으로 작은 경제 규모로 인해 경기도보다 피해비용이 절반 이하 수준으로 추정됐다. 2030~2040년 수도권 피해액을 합치면 연평균 4조원, 연간 최대 10조원 규모이다. 하지만 2040~2060년엔 수도권 피해액이 연평균 22조원, 연간 최대 65조원으로 늘어난다. 이는 한국 경제 전체를 흔들 수 있는 수준이다. 2030~2060년 전체로는 수도권 피해규모가 52조원(최소 17조~114조원)에 이를 전망이다. 이와 함께 대구와 부산도 각각 2030~2040년 연평균 4000억원(최대 1조원), 2040~2060년 연평균 2조원(최대 5조원)의 비교적 높은 피해 비용이 추산됐다. ◇기후변화 충격은 대전·광주가 더 커 지역내총생산(GRDP) 대비 기후변화 피해비용 비율이 2030~2040년에는 모든 시·도에서 0.0 ~ 0.5% 구간에 분포하였으나, 2040 ~ 2060년에 이르면 0.5 ~ 2.3%로 범위가 확대될 것으로 전망됐다. 전체 평균은 4배 이상 증가했다. 2040~2060년에는 17개 광역자치단체 중 13개 지역이 GRDP 대비 피해비용 비율이 1%를 초과했다. 2030~2040년에 비교적 낮은 비율을 보였던 충북(0.16%)이 2040~2060년에는 0.74%로 상승했고, 울산은 0.14%에서 0.65%로, 전북은 0.12%에서 0.54%로 크게 상승했다. 이에 따라 절대 피해액은 수도권이 크지만 경제 규모와 비교했을 때, 기후변화 피해로 인한 충격은 대전·광주가 더 컸다. 2040~2060년 기후변화 피해비용 비중은 대전(2.34%), 광주(2.09%), 인천(2.06%), 세종(2.03%)의 순이었다. 대전은 전북(0.54%)과 비교하면 약 4.3배나 됐다. ◇탄소 1톤의 피해비용…경기도 4199원 vs 전북 94원 지역별 탄소의 사회적 비용은 1톤의 탄소배출이 해당 지역 내에서 초래하는 장기적 한계 피해 비용을 의미한다. 탄소의 사회적 비용 산출은 시·도별 연간 피해비용을 현재가치로 환산한 후 시·도별 비중을 산출하고, 이를 가중치로 사용해 국가 전체의 탄소 사회적 비용을 시·도별로 배분하는 방식을 적용했다. 현재가치 산정을 위해 2025년 기준 연 3%의 할인율을 적용했다. 탄소 1톤이 초래하는 사회적 비용은 지역별로 극명한 차이를 보였다. 경기도는 이산화탄소 1톤(tCO₂)당 4199원이었고, 서울은 1885원, 인천 1398원이었다. 이에 비해 전북은 94원으로 추산됐다. 이는 경기도에서 탄소 1톤을 줄일 때 얻는 편익은 전북보다 45배 크다는 의미다. 이는 향후 지역별 탄소세·배출권 가격 차등 적용의 근거로 활용될 수 있다. ◇어떻게 분석했나: 확률 모델로 미래 리스크 반영 이번 연구는 기후변화가 초래할 지역별 경제적 피해를 확률적으로 산정하는 방법을 사용했다. 단순히 특정 조건에서만 계산하는 기존 방식의 한계를 넘어, 미래의 불확실성을 고려해 전국 17개 시·도의 피해 규모를 예측한 것이다. 이번 연구에서 피해 비용 산정 과정은 크게 세 단계로 진행됐다. 첫째, 미래 사회·경제·기후 시나리오를 구축했다. 인구와 1인당 소득 전망, 온실가스 배출 변화, 기온 상승, 강수량 변화를 지역 단위로 세분화해 예측하는 과정이다. 둘째, 강수량 변화가 경제 성장에 미치는 영향을 분석했. 기존 연구 결과에 따르면 기온 상승보다 강수량 증가가 경제 성장에 더 부정적 영향을 주며, 강수량이 늘면 지역 경제성장률이 감소한다는 한국은행 분석을 적용했다. 기온 상승은 경제에 미치는 영향이 적다는 판단에 따라 분석에서 제외했다. 셋째, 최종 피해 비용을 계산한다. '기후변화가 없었을 경우의 지역 경제 규모'와 '기후변화로 성장률이 둔화된 지역 경제 규모'의 차이를 피해 비용으로 본다. 즉, 성장하지 못한 차액이 곧 기후변화로 인한 경제적 손실이 되는 셈이다. 이 방식으로 산출된 결과는 확률 분포 형태로 제시된다. 예컨대 “경기도는 2040~2060년에 연평균 13조 원(최소 2조~최대 38조 원)의 피해가 예상된다"와 같은 식이다. 연구진은 “단순 평균 예측이 아니라 최악의 경우까지 고려한 위험 관리 지표를 제공한다는 점에서 의미가 있다"고 설명했다. ◇“극단적 피해 발생 우려" 연구는 피해액의 분포가 우측으로 긴 꼬리 형태를 보인다고 지적했다. 낮은 확률이지만, 발생하면 예상치를 훨씬 웃도는 극단적 피해(tail risk)가 현실화될 수 있다는 것이다. 수도권 등에 피해가 집중될 수 있는 만큼 전국에 동일한 정책을 적용하는 데서 벗어날 필요가 있다는 지적이다. 수도권과 대전·광주 등 취약 지역에 맞춤형 대응이 필요하다는 의미다. 아울러 지역별 탄소 1톤의 사회적 피해비용을 바탕으로 예산 분배나 탄소세 등을 차등 적용하는 방안도 가능할 것으로 연구팀은 제안했다. 아울러 극단적 위험에 대비하는 정책이 필요하다고 지적했다. 연구팀은 논문에서 “평균 피해액만 보고 대비책을 세우는 것은 위험하다"면서 “모든 지역이 최악의 시나리오까지 고려한 적응 전략을 수립해야 한다"고 강조했다. 연구팀은 “기후 리스크는 기업 실적과 지역 경제에 직접적인 타격을 주는 새로운 형태의 '경제 안보 이슈'"라며, “지금까지의 전국 단일 접근에서 벗어나, 지역별 맞춤 대응과 차등적 규제가 불가피하다"고 지적했다. 강찬수 기자 kcs25@ekn.kr

2023년 합계출산율 0.72명, 세계에서 유례없는 저출생과 가장 빠른 고령화 속도…. 대한민국이 마주한 '인구절벽'이라는 거대한 파도는 사회·경제 구조뿐만 아니라, 2050년 탄소중립이라는 국가적 목표에도 중대한 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다. 인구 감소가 자연스레 온실가스 배출량 감소로 이어질 것이라는 막연한 기대도 있지만, 전문가들은 고령화가 심화되는 상황이 정부의 출산율 회복 정책이란 변수와 맞물리면서 훨씬 복잡하게 전개될 가능성도 있을 것으로 예상하고 있다. 최근 국제 저널에는 한국의 인구문제와 온실가스 감축 문제를 다룬 논문 2편이 발표됐다. 논문에서 전문가들은 인구 정책 때문에 온실가스 배출량이 다시 늘어날 수도 있는 만큼 지금부터 인구 정책과 기후 정책 두 가지를 잘 살피고 조화를 이뤄나갈 필요가 있다고 지적했다. ◇고령화 심화...온실가스 배출 구조의 지각변동 통계청은 국내 인구가 2024년 5175만명을 정점으로 감소하기 시작해 2030년 5131만명, 2072년 3622만명(1977년 수준)에 이를 것으로 전망하고 있다. 인구가 줄면 총 온실가스 배출량이 감소할 것이라고 예측할 수 있지만 섣부르다는 지적도 나온다. 중요한 것은 인구 구조의 변화, 특히 급격한 고령화가 가져올 가구별 탄소발자국(Household Carbon Footprint, HCF)의 구조적 변화라는 것이다. 일본 나가사키대학 석선희 교수와 리츠메이칸대학 연구팀은 최근 '환경연구회보(Environmental Research Letters)' 국제 저널에 발표한 논문에서 지금처럼 한국의 저출산·고령화 추세가 이어진다고 가정할 때(BAU 시나리오) 2050년 한국의 총 가구 탄소발자국은 2020년 대비 7.3% 감소할 것으로 전망했다. 논문에서는 연령대별 온실가스 배출량도 전망했는데, 50대 이하의 젊은 세대와 중년 세대의 탄소 배출량은 가구수 감소로 인해 줄어들 것으로 예상했다. 39세 이하 가구의 배출량은 60.8%가 줄고, 40대는 39.2%, 50대는 15.8%가 각각 줄어들 전망이다. 이에 비해 60세 이상 고령층의 탄소발자국은 2020년 대비 86.2%나 급증, 2050년에는 전체 가구 배출량의 거의 절반(49.7%)을 차지할 것으로 예측됐다. 이는 고령층의 1인당 탄소 배출량이 40~50대보다 낮음에도 불구하고, 전체 인구에서 차지하는 비중이 폭발적으로 증가할 것이기 때문이다. 특히 보건 및 식음료 부문에서 고령층의 탄소 배출이 두드러질 것으로 분석됐다. 연구팀은 더 나아가 고령층을 단순히 '소비자'로만 볼 수 없다고 분석했다. 기대수명 증가와 불안정한 연금 구조로 인해 노동시장에 남아 '생산자'로서 경제 활동을 지속하는 고령층이 늘고 있기 때문이다. 2019년 한국의 65세 이상 고용률은 34.1%에 달했다. 이러한 고령층의 경제 활동 참여 증가는 그 자체로 탄소 배출 증가 요인으로 작용할 것이라고 전망했다. ◇출산율 회복 정책, 탄소 배출 '리바운드' 효과 불러 정부는 2030년까지 합계출산율 1.0명 회복을 목표로 강력한 인구 정책을 추진하고 있다. 이러한 출산율 회복 정책이 단기적으로는 온실가스 배출량을 다시 늘리는 '리바운드(rebound)' 효과를 초래할 수 있다. 서울대 최상원 교수(지역학·공간분석학 통합전공)와 서울대 농업경제·농촌개발학과 브라이언 김 교수 연구팀은 “정부 목표대로 출산율이 회복되는 시나리오(FRR 시나리오)를 적용한 결과, 2050년에는 기존 전망(BAU 시나리오)보다 인구는 약 181만 명, 가구는 약 11만 가구가 더 늘어날 것으로 보인다"고 밝혔다. 이로 인해 2050년 한 해에만 총가구 탄소배출량이 약 13.5메가톤(Mt-CO2eq), 즉 1350만톤이 추가로 발생할 것으로 추정된다는 것이다. 최 교수팀의 연구 결과는 '인구와 환경(Population and Environment)' 저널에 발표됐다. 장기적인 관점에서 보면 더욱 상황이 심각하다. 출산율 회복 정책으로 태어난 세대가 2050년 이후 1인당 탄소 배출량이 가장 많은 40~50대가 되면 배출량은 크게 증가할 수 있다. 특히 이 과정에서 교육, 오락·문화, 음식·숙박 등 젊은 세대의 소비와 밀접한 부문에서 배출량 반등이 예상된다. ◇기후와 인구, 두 마리 토끼 잡으려면…정책 조화 시급 현재 인구 정책과 기후 정책은 별개의 거버넌스 체계 아래에서 관리되고 있고, 두 의제 간의 조정은 매우 미흡한 실정이라는 게 전문가들의 평가다. 탄소중립 목표를 달성하기 위해서는 두 정책을 조화시키기 위한 다각적인 접근을 제안했다. 이를 위해 ▶환경부와 보건복지부 등 관련 부처가 협력하는 범부처 거버넌스 구축 ▶고령층이나 미래세대를 겨냥한 연령별 맞춤형 기후 정책 설계 ▶고령층이 주로 일하는 산업 부문의 녹색 전환 ▶원격 근무나 공유 모빌리티 같은 저탄소 근무 형태 활성화 ▶에너지 소비가 많은 가구의 부담을 줄이면서 감축을 유도하는 탄소 형평성(carbon equity) 관점의 정책 도입 등이 필요하다는 것이다. 논문을 작성한 전문가들은 “인구 감소는 피할 수 없는 현실이지만, 이를 탄소 배출 감축의 기회로 삼기 위해서는 정교한 정책 설계가 필수적"이라고 지적했다. 이들은 또 “저출생·고령화라는 거대한 인구구조 변화 속에서 탄소중립이라는 목표를 달성하기 위해서는 인구 정책과 기후 정책의 칸막이를 허물고 통합적 시각으로 미래를 준비해야 한다"고 강조했다. 강찬수 기자 kcs25@ekn.kr