스마트한 이산화탄소 제거, 경제적 및 환경적 이점 제공해

[이미디어= 황원희 기자] 지난해 지구는 산업화 이전 시대보다 섭씨 1.5도 이상 더워졌는데, 이 한계를 넘으면 산불, 가뭄, 홍수 등 기후 영향이 빈도와 강도, 치명성이 높아질 것으로 예상돼 눈길을 끈다. 최근 환경 리서치 레터(Environmental Research Letters)에 게재된 연구에 따르면 전 세계적인 온난화를 1.5°C로 제한하고 이러한 시나리오를 피하기 위해서는 파리 기후 협약에 서명한 거의 200개 국가가 온실가스 배출량을 크게 줄여야 할 뿐만 아니라 대기 중 이산화탄소(CO2)를 제거하고 지구 표면 이하 또는 그 안에 영구적으로 저장하는 조치를 취해야 하는 것으로 나타났다.

과거 이산화탄소 제거(CDR) 옵션의 기후 완화 잠재력, 비용, 혜택, 단점에 대한 분석은 주로 세 가지 전략에 초점을 맞춰왔다. 첫 번째로 탄소 포집 및 저장(CCUS) 기술을 이용한 바이오에너지(BECCS), 두 번째로 CO2 흡수 식물 물질을 연료로 전환하거나 직접 태워 에너지를 생산하고 식물의 탄소 함량 일부를 포착하여 안전하게 저장하는 방법으로 CO2 흡수 나무를 대규모로 심는 식생 내지 재생림이며 세번째로 대기 중 CO2를 직접 포집하고 분리한 후 지질학적 저장소에 주입하거나 내구성 있는 제품에 통합하는 직접 공기 탄소 포집 및 저장(DACCS) 기술이다.

CDR에 대한 보다 포괄적이고 실행 가능한 분석을 제공하기 위해 MIT 지속가능성 과학 및 전략 센터(CS3) 연구진은 새로운 연구에서 옵션 세트를 바이오차(식물 물질에서 생산된 숯으로 토양에 저장됨)와 강화 풍화 작용(EW)(미세하게 분쇄된 바위 입자를 땅에 뿌려 토양과 물 속 CO2 저장 속도를 가속화함)을 포함하도록 확장했다. 그런 다음 이 다섯 가지 옵션의 포트폴리오를 개별적으로 그리고 조합하여 평가하여 1.5°C 목표를 달성할 수 있는 능력과 토지, 에너지, 정책 비용에 미치는 잠재적 영향을 평가했다.

이 연구는 환경 연구 레터스 저널에 게재되었다. 글로벌 다지역, 다부문 경제 예측 및 정책 분석(EPPA) 모델의 도움을 받아 MIT CS3 연구진은 세 가지 주요 결과를 도출했다.

첫째, 전 세계 순배출량 제로 배출을 달성하기 위해 정책 입안자가 취할 수 있는 가장 비용 효율적이고 영향이 적은 전략은 단일 옵션에 의존하기보다는 CDR 포트폴리오를 다각화하는 데 있다. 이 접근 방식은 전반적인 농경지와 에너지 소비를 최소화하고 식량 불안정 증가와 에너지 공급 감소와 같은 부정적인 영향을 줄인다.

여러 CDR 옵션을 다각화함으로써 2100년에는 연간 약 31.5기가톤의 이산화탄소를 최고 수준으로 감축하면서 가장 비용 효율적인 순제로 전략임을 입증할 수 있다. 이 연구에서는 BECCS와 바이오차가 대기 중 이산화탄소를 제거하는 데 가장 비용 경쟁력이 높은 것으로 나타났으며, 그 뒤를 EW가 따르고, DACCS는 높은 자본과 에너지 요구 사항으로 인해 경쟁력이 없는 것으로 나타났다. 바이오차와 EW는 물류 및 기타 과제를 제시하지만 2100년까지 전체 농경지의 45%에 걸쳐 토양 품질과 생산성을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

두 번째 발견은 글로벌 및 국가 차원에서 잘 작동하는 최적의 CDR 포트폴리오가 없다는 것이다. 특정 지역의 이상적인 CDR 포트폴리오는 해당 지역의 기술적, 경제적, 지리적 조건에 따라 달라진다. 예를 들어, 브라질, 라틴 아메리카, 아프리카와 같은 지역에서는 더 많은 보호 구역의 숲에 탄소를 격리할 뿐만 아니라 지구의 복지와 인간의 건강을 보존하는 데 도움이 되는 식생 및 재식림이 큰 도움이 된다.

CS3 부소장이자 MIT 에너지 이니셔티브 선임 연구 과학자이며 연구의 공동 저자이기도 한 세르게이 팔세프는 "지속 가능하고 비용 효율적인 CDR 포트폴리오를 설계할 때는 농업, 에너지, 탄소 저장 자원의 지역 가용성을 고려하는 것이 중요하다."라며 "우리의 연구는 다른 CDR 옵션보다 일부 CDR 옵션에 유리한 지역 조건에 대한 지식을 향상시킬 필요성을 강조한다."라고 말한다.

마지막으로 MIT CS3 연구진은 대규모 CDR 포트폴리오 배포를 지연하면 전 세계적으로 탄소 가격이 훨씬 더 높아져 1.5°C 목표를 달성하기 위한 기후 완화 노력을 저해할 수 있음을 보여준다. 따라서 연구진은 이러한 노력을 가속화하기 위해 정책 및 재정 인센티브의 즉각적인 구현을 권장하고 있다.