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탄소세가 부과되면 바이오연료는 기후변화 해결에 더 큰 기여를 할 수 있다

화석연료의 고갈에 대비하여 많은 청정에너지들이 사용되고 있는데 그중 대표적이라 할 수 있는 것이 바로 바이오연료이다. 바이오연료의 사용이 화석연료 사용 저지에 큰 기여를 했지만 최근 바이오연료의 어두운 면이 조금씩 드러나는 듯하다. 바이오연료는 작물을 이용하여 생산되는데 이 과정에서 옥수수와 같은 식량자원을 사용함으로써 전 세계의 굶주리고 있는 수많은 사람들을 방치하게 된다. 또한 생산과정에서도 비료, 화학물질과 같은 것 등으로 많은 탄소가 배출되고 있다. 논란이 되고 있는 바이오연료의 효과적인 사용방안에 대해 생각해 볼 만한 문제를 2018년 3월 14일 가디언 지가 보도했다.

 

인간이 초래한 온난화의 현실을 마주하게 된 우리는 지금 미래 세대가 재앙을 물려받지 않도록 하기 위해 그 문제를 감소시킬 방법을 찾고 있다. 그래서 우리가 지금 미래를 위해 무엇을 할 수 있을까?

가장 쉬운 답은 에너지를 더 효율적으로 사용하고 우리의 귀중한 자원들을 낭비하지 않는 것이다. 두 번째로, 우리는 청정에너지, 특히 풍력과 태양열 에너지의 사용을 늘릴 수 있다. 이것들은 좋은 출발들이지만 우리는 여전히 액체 연료를 필요로 할 것이고 그것으로부터 시작된 문제의식으로, 환경을 위한 가장 좋은 연료가 무엇인지 결정할 수 있을 것이다. 최근에 바이오 연료와 그것이 어떻게 기후 문제를 해결하는 데에 도움을 줄 것인지에 대한 광범위한 회담이 있어왔다.

“바이오연료”라는 용어는 많은 뜻을 가지고 있지만, 기본적으로 그것은 우리가 (석유와 같은) 화석연료 대신에 사용할 수 있는 (옥수수 에탄올과 같은) 재배되는 연료이다. 바이오연료가 식물로부터 생산되는 어떠한 연료도 될 수 있기는 하지만, 역사적으로 그것들은 옥수수와 콩 같은 식용 작물로부터 생산되어왔다. 하지만, 새로운 기술들은 식용 불가능한 가스, 나무, 그리고 다른 식물 폐기물들로부터의 바이오연료 생산을 가능하게 하고 있다.

바이오연료의 장점은 그것이 자라면서 공기 중의 이산화탄소를 빨아들인다는 것이다. 우리가 자동차에서 그것들을 태울 때 이산화탄소를 배출하는데, 이것은 식물들이 자라면서 흡수하는 것과 같은 이산화탄소다. 기본 원리에 의하면, 바이오연료는 순 효과 제로의 방사체이다.

하지만 이 관점은 너무 단순하다. 바이오연료를 기르는 것은 에너지를 필요로 한다. 그리고 식물을 액체 연료로 전환하는 일은 비료, 트랙터, 운송수단, 그리고 에너지를 필요로 한다. 이 작물들을 심고 기르는 일은 얼마나 많은 양의 산소가 토양에 저장되는지 또한 변화시킬 수 있다. 그리고 농장이 줄어든 음식 생산을 충당하기 위해 다른 곳으로 확장돼 간다고 했을 때, 원래 있던 식용 작물이나 곡식을 경작하던 땅을 바이오연료를 위해 사용하는 것은 사막화를 야기할 수 있다.

그래서 당신이 바이오연료의 영향력을 정확히 평가하기를 원한다면, 당신은 “라이프 사이클 분석”이라고 불리는 것을 볼 필요가 있다. 이것은 기본적으로 작물을 기르고, 그것들을 수확하고, 연료로 바꾸고, 분배 장소에 운송하고 연소하는 데에 드는 노력을 의미한다.

 

필자는 이 분야에 대해 약간의 연구를 했다. 2009년, 필자의 학생이었던 푸시차 안 후버(Fushchia-Ann Hoover)와 연구를 진행했고, 우리는 서로 다른 에탄올 공급원료들을 비교했다. 사람들은 옥수수, 콩, 사탕수수, 풀, 포플러 나무 등을 이용할 수 있다. 이때 무엇이 가장 좋은 작물일까? 무엇이 가장 기르기 쉬울까? 무엇이 환경에 가장 이로울까?

오래 전인 2009년, 우리가 발견한 바는 비상업적인 작물들이 재배되면, 실제로 석유보다 상당히 깨끗한 연료를 얻을 수 있으리라는 것이다. 연구에 사용된 트릭은 많은 비료, 물, 그리고 다른 투입물들을 필요로 하지 않는 깨끗한 작물들을 찾는 것이었다. 예를 들어 옥수수 에탄올은 가장 좋지 않은 선택이다. 가치 있는 것을 거의 만들지 못함에도 매우 많은 양의 물, 비료, 그리고 다른 비용들을 필요로 한다. 하지만 불모지에서 자라는 풀과 같은 작물들은 중요한 잠재력을 가지고 있다. 불모지들은 작물이 자라는 데에 최적의 조건을 갖추지 못한 경작지들이다.

2009년에 내린 우리의 결론은 간단했다. 바이오연료를 위해 좋은 경작지를 사용하지 말자. 그보다, 바이오연료로 바꿀 수 있는 식물을 생산하기 위해 최소한의 물과 비료로 불모지를 사용하자는 것이다.

하지만 우리의 결론이 이 담론의 끝은 아니었다. 연구원들이 고려해야 할 다른 세부사항들이 있다. 예를 들어, 경작지에서 정제공장까지 얼마나 먼가? 연료를 운송하는 데에 얼마나 많은 에너지가 필요한가? 이 모든 것들이 문제가 되며 그것들은 ‘네이처 에너지’에서 출판된 최근의 연구 논문에서 중점적으로 다뤄졌다. 이 연구는 연구의 기초를 위해 캔사스에 위치해 있는 실제의 바이오연료 정제공장을 활용했다. 그리고 저자들은 이 바이오연료의 라이프사이클을 분석하는 동안 발생한 모든 배출량을 계산했다. 그들은 불모지가 적은 산출량을 내, 생산성과 온실가스 감소 문제 간 대립이 존재함을 깨달았다.

그리고 복잡한 경제적 요소가 있다. 바이오연료의 가격과 온실가스의 가격이 중요하다. 사회가 탄소세와 같이 작은 부분에 대한 오염 부과금을 기꺼이 지불한다면, 이것은 청정에너지 생산자들을 지원해줄 것이다. 하지만 사회가 청정에너지에 할증을 두지 않는다면, 청정산업회사들이 번영하기는 더 어려울 것이다.

저자들은 새로운 연구에서 흥미로운 점을 발견했다. 그 발견은 농부가 바이오연료 생산에 무슨 땅을 쓸 것인지, 또 얼마나 많은 비료를 사용할 것인지는 청정연료의 가격과 온실가스 비용에 강하게 좌우된다는 것이었다. 간단히 말해서, 우리가 탄소 오염에 합리적인 비용을 부과한다면, 농부들은 풀, 포플러, 그리고 다른 종들을 기를 수 있을 것이고 온실가스를 줄이고 돈도 벌 수 있을 것이다.

하지만 탄소오염에 어떠한 비용도 부과되지 않는다면, 농부들은 비료에 더 많은 돈을 쓰는 쪽으로 동기부여가 될 것이고, 결국 그것은 더 많은 탄소배출을 야기할 것이다. 모든 시나리오들이 가솔린과 비교하여 큰 배출량 감소를 낳았지만, 감소는 탄소세가 포함된 시나리오에서 특히 컸다.

그래서 이 문제에는 까다로운 균형점이 존재한다. 그 균형은 경작 위치가 중요하다는 것을 깨달을 때 더 명확해진다. 바이오연료가 정제공장 주변에서 자란다면, 정제공장으로의 연료 운송에 있어서 더 적은 오염이 생길 것이다. 하지만, 이것은 정제공장 주변 사람들의 경작지 선택을 제한한다.

저자들은 이러한 경쟁적 요소들의 균형으로부터 개선의 여지를 찾는다. 현재 우리는 경제적 요소와 환경적 요소 모두의 측면에서의 성과를 낙관하고 있지 않다. 이것을 잘 이루어내기 위해, 우리는 언급된 모든 문제들의 균형을 맞추어야 한다. 단지 운송비, 비료에 드는 비용, 그리고 토지 질의 비용에만 중점을 둘 수 없다. 우리는 이 모든 비용들을 하나의 체계로서 함께 고려해야 한다.

나는 이 논문의 주요 저자 중 한 분이신 콜로라도 주립 대학의 존 필드(John Field)박사와 대화하고 그에게 이 일의 중요성에 대해 질문했다.

“농업은 증가하는 음식 수요와 지역 기후 변화의 도전에 직면해있다. 이것뿐 아니라, 기후변화를 방지하기 위한 대부분의 계획들은 토양의 탄소 저장량을 늘리고 많은 양의 바이오연료와 에너지의 원료를 생산하기 위해 농업 분야에 의지한다. 바이오연료 작물 생산과 토양의 탄소 저장량을 위한 가장 좋은 기회는 근거리 농장 환경에 있다. 우리의 연구와 같이 모델링 연구는 이러한 전제를 기본으로 하여 그들이 얼마나 지불해야할지, 두 가지 목표가 어떻게 교환가능할지에 대한 예측을 시도한다.

우리의 결론은 바이오연료가 작물들이 정확히 어디서 그리고 어떻게 자라는지에 따라 넓은 범위의 환경적 결과물을 가져올 수 있지만, 기후에 의한 이익은 비교적 낮은 비용에 의해 증가될 수 있음을 암시한다.

이것은 우리가 경제 발전을 위한 연료사용을 계속하는 동안에 기후 문제를 해결하도록 도와줄 청정에너지 기술의 또 다른 좋은 예이다. 그것은 윈-윈의 상황이다.

 

 

이승빈

지속가능저널  sustainability@sjournal.kr

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