Carbon removal hype is becoming a dangerous distraction

탄소 제거에 대한 과대 선전이 범람한다

여러 국가와 기업은 대기 중 온실가스를 빨아들이는 계획의 장점을 내세운다. 그러나 향후 10년간 가장 중요한 우선순위는 탄소 배출량을 대폭 줄이는 것이다.

거대 석유 기업 쉘(Shell)은 지난 2월, 전 세계 에너지에서 천연가스와 석유, 석탄의 비중이 막대한 가운데서도 2100년까지 지구 온난화를 1.5 ˚C 이내로 억제할 수 있는 시나리오를 떠들썩하게 발표했다.

무엇보다도 쉘의 방법 중에는 발전소에 탄소 포집 시스템을 신속하게 설치하고, 대기 중에서 이산화탄소를 직접 빨아들일 수 있는 초기 단계 기계의 수를 늘리고, 수십억 톤의 온실가스를 흡수하기 위해 브라질의 면적과 맞먹는 규모의 나무를  심는 계획이 포함돼 있다.

이 계획은 명백히 회사의 이익을 위한 것이지만, 탄소 제거에 대한 쉘의 거창한 포부는 전혀 이례적이지 않다. 점점 더 많은 기업들탄소 상쇄를 하거나 배출권을 거래하는 계획을 수립하면서 (알려진 대로라면) 다른 곳에서 배출량의 균형을 맞추기 위해 나무 식재, 토양 관리 및 기타 수단들을 사용하고 있다. 한편 수많은 기업과 국가들은 이런 계획에 의존하는 ‘순배출 제로(net zero emissions)’ 계획을 발표하고 있다. 또한 급증하고 있는 탄소 제거 스타트업은 일각에선 지나치게 장밋빛 전망이라고 여기는 내용들을 투자 유치용 사업 계획서에서 강조한다.

이런 주장과 뉴스, 그리고 과대 광고는 탄소 제거가 저렴하고 단순하며 확장 가능하고 신뢰할 수 있을 것이란 인식을 심어준다. (그러나 이 중 어느 것도 믿을 수가 없다.)

“이 주제는 매우 가시화되고 있고 또 너무 많은 인력이 쏟아져 들어오고 있지만, 이 중 대부분은 그저 터무니없는 생각일 뿐이다”라고 하버드 대학 기후과학자 데이비드 키스(David Keith)는 말한다. 키스는 2009년 이른바 직접 공기 포집(direct-air-capture) 기술의 상용화를 시도한 최초의 스타트업 중 하나인 카본 엔지니어링(Carbon Engineering)을 설립했다.

그는 이메일에서 “이는 혼란을 가중시키고 있고 그럼으로써 탄소 배출을 줄이는 데 필요한 즉각적이며 비용 효율적인 조치들을 방해하고 있다”고 덧붙였다.

비현실적 기대

전 세계 온실가스 배출량이 계속 증가하면서 기온이 조금씩 높아지고 있고, 갈수록 폭염과 화재, 가뭄 문제도 극심해지고 있다. 이산화탄소는 수백 년에서 수천 년 동안 대기 중에 잔존하기 때문에 정말 위험한 수준의 온난화를 막기 위해서 (또는 지구를 더 안전한 기후로 되돌리기 위해서) 엄청난 양의 이산화탄소를 제거해야 한다는 부분에서는 과학적으로 이견이 거의 없다.

문제는 얼마나 줄이느냐는 것이다. 다양한 과학 모형에 따르면 지구 온난화를 1.5 ˚C로 제한하기 위해서는 2050년까지 매년 13억 톤에서 290억 톤 사이로 감축해야 한다. 2017년 UN보고서에서는 지구 온도가 2 ˚C 이상 상승하는 것을 막으려면 2050년까지 연간 100억 톤, 2100년까지는 연간 200억 톤을 제거해야 할 것이라고 추정했다.

(지난 6월, 영국학술지 ‘네이처 기후변화(Nature Climate Change)’에 실린 한 논문의 저자가 대기 중의 이산화탄소를 제거하는 방법이 온난화 완화에 생각보다 효과적이지 않을 수 있다는 점을 지적하면서 이 문제를 더 복잡하게 만들었다. 왜냐하면 대기 화학을 바꾸는 일은 결국 육지와 바다 속 이산화탄소를 얼마나 쉽게 방출하느냐에 영향을 줄 수 있기 때문이다.)

100억 톤은 미국의 현재 연간 탄소 배출량의 거의 두 배에 달하는 엄청난 양이다. 그리고 대규모 탄소 제거를 위한 선택안은 제한적이다. 여기에는 직접 공기 포집 기술, 이산화탄소와 결합하는 다양한 광물의 사용, 재조림(reforestation) 노력, 이른바 바이오에너지 탄소 포집 저장(bioenergy with carbon capture and storage, 작물을 연료로 사용하지만 연소 시 방출되는 온실가스를 포집하는 공정)이 포함되어 있다.

이 선택안 중 어떤 것도 그 규모를 쉽게 확장할 수 없다. 직접 공기 포집은 여전히 비용과 에너지가 많이 든다. 한 가지 예로 작물을 연료로 사용할 경우 팽창하는 인구를 위한 식량 생산 등의 용도로 쓰일 토지가 사라지게 된다.

그러다 갑자기 국가와 기업들이 공공연하게든 암묵적으로든 점점 더 순배출 제로 계획에서 많은 부분을 탄소 제거에 의존하고 있다. 여기에는 에니(Eni)와 과 같은 석유 및 가스 기업뿐 아니라 아마존애플, 유니레버(Unilever), 유나이티드 항공(United Airlines)과 같은 기업들도 포함되어 있다.

벤처캐피털 기업들은 기계, 광물 및 미생물을 이용해 이산화탄소를 줄이겠다고 약속하는 초기 단계의 스타트업들과, 모든 탄소 제거가 실제로 일어나고 있음을 검증하고 인증하겠다고 약속하는 스타트업에 최소 수천만 달러를 투자하고 있다.

“지금은 거창한 약속을 하는 사람들을 많이 볼 수 있지만 정작 이들은 그 약속을 지키는 법을 잘 모르고 있다”고 애리조나 주립대 탄소역배출연구센터(Center for Negative Carbon Emissions) 소장인 클라우스 라크너(Klaus Lackner)는 말한다. 라크너는 직접 공기 포집 개념의 선구자다.

순배출 제로 목표를 달성하고자 하는 기업들에 자문을 하고 있는 카본 다이렉트(Carbon Direct)의 CEO 조너선 골드버그(Jonathan Goldberg)는 상당한 톤에 이르는 기업의 탄소 제거 수요가 현재 믿을 만한 선택안들로 달성할 수 있는 공급을 ‘100배 이상’ 초과한다고 말한다. 게다가 이들 기업이 지불하고자 하는 톤당 제거 비용과 이 몇 안 되는 믿을 만한 선택안들의 비용 사이에는 큰 차이가 있다고 그는 덧붙인다.

이 모든 문제 때문에 전 세계는 근본적 문제에 직면한다.

물론 탄소 제거에 더 많은 자금을 투입하면 향후 필요할 기술의 규모를 확대하고 그 비용을 절감하는 데 도움이 될 것이다.

다른 한편으로는 이들 기술을 둘러싼 과대 선전이 점점 늘어나면 우리가 탄소 제거에 얼마나 많이 의존할 수 있을지, 따라서 국가와 기업들이 향후 수십 년 동안의 탄소 배출을 얼마나 더 지속할 수 있을지에 대한 비현실적 기대를 갖게 만들 수 있다. 시장의 요구는 또한 신뢰할 수 없거나 오래 지속되지 않는 더 저렴한 해결책 쪽으로 관심을 돌리게 할 가능성이 있다.

나무숲

2019년 사이언스(Science) 논문에 따르면, 전 세계에 나무를 더 심을 수 있는 공간은 거의 10억 헥타르에 달하고, 이는 2천억 톤 이상의 탄소를 줄이기에 충분한 규모다. 논문의 저자들은 이런 재조림을 “현재까지 가장 효과적인 탄소 감축 방안 중 하나”라고 단언했다. 또한 대규모 재조림은 생물 다양성 보호와 토양 건강성 개선, 지역사회에 귀중한 자원 제공 등과 같은 수많은 추가 이점도 있다.

그러나 다른 연구자들은 이 논문이 나무의 탄소 제거 능력을 상당히 과대평가하고 있고, 토지 사용을 두고 벌이는 경쟁에서 비롯될 저항을 과소평가하고 있다고 강력하게 비판했다. 덧붙여 숲을 가꾸고 유지하기에 별로 적합하지 않은 지역까지 포함하고 있다고 비판하기도 했다.

쉘이 그랬듯, 그저 브라질 면적만큼의 나무를 심을 수 있다고 말하는 것은 간단하다. 그러나 나무를 심을 만한 곳에는 사람들이 살고 있다. 그리고 전 세계 시민들은 주택, 농업, 가축 방목, 광업, 풍력 발전소, 태양열 발전소 등 저마다 다양한 토지 활용 계획을 가지고 있다. 특히 이 거대 석유 기업의 시나리오는 세계에서 다섯 번째로 큰 국가인 브라질 규모의 땅에 나무를 심는 것과 동시에, 역시 방대한 토지를 필요로 하는 바이오 연료 생산량의 막대한 증가도 필요로 한다.

또한 우리는 나무 식재나 보존을 장려하기 위해 인간이 만든 시스템이 종종 탄소 절감을 과다 산출하거나 실제로 벌채될 위험이 없던 숲에 대해 탄소 배출권을 제공하는 일을 여러 번 보아왔다.

지난해 국제 학술지 ‘기후 변화(Climatic Change)’에 실린 산림-탄소 프로그램 평가에서 탄소 상쇄 연구에 초점을 맞추고 있는 애리조나 대학 연구원 로런 기퍼드(Lauren Gifford)는 “의심스럽고, 변덕스러우며, 종종 노골적으로 부정직한 탄소 회계가 만연해 있다”라고 썼다.

게다가 나무는 자연히 쓰러져 썩으면서 이산화탄소를 다시 대기 중으로 방출한다. 그리고 기후 변화 자체로 산림은 화재와 해충, 가뭄에 점점 더 취약해지고 있다.

따라서 기후의 관점에서 진정한 진전을 이루기 위해서는 수십억 그루의 나무를 그저 심기만 하면 되는 것이 아니다. 매년 죽거나 불타거나 잘려나가는 수십억 그루 이상의 나무를 더 심고 보존해야 한다.

그러나 오늘날 탄소 제거 논의를 혼란스럽게 만드는 핵심 사항 중 하나는 나무를 비롯한 자연적 접근법이 더 값비싼 기술적 방법만큼이나 신뢰할 수 있고 오래 지속된다는 개념이라고 키스는 말한다.

(나무가 공기 중에서 빨아들인 배출량이나 벌채되었을 수도 있었던 숲이 보존된 덕에 방출되지 않은 배출량을 나타내는) 산림 탄소 상쇄(Forest offsets) 비용은 톤당 약 5~15달러다. 한편 탄소 제거 규모를 확대하는 데 도움이 될 목적으로 프로그램을 개발한 온라인 결제업체 스트라이프(Stripe)는 스위스 기반 클라임웍스(Climeworks)가 자사의 직접 공기 포집 기술을 이용해 이산화탄소를 제거하는 데 드는 비용이 톤당 775달러라는 데 동의했다.

가격 차이를 감안할 때 수익을 따지는 기업들은 대부분 전자를 택할 것이다. 하지만 이들은 같은 것을 사는 게 아니다. 다시 말하자면 나무는 죽어서 이산화탄소를 방출하는 반면, 클라임웍스가 포집한 이산화탄소는 탄산염 광물로 바뀌어 지하 깊숙한 곳에 저장된다.

라크너는 토지 소유자들이 탄소 수준을 모니터링하는 지속적인 비용을 부담해야 하고 나무가 죽으면 추가로 탄소 제거에 대한 책임을 부담해야 한다면, 산림을 통한 탄소 제거의 실제 가격은 훨씬 더 높아질 것이라고 지적한다.

랭커스터 대학 환경연구소(Environment Centre) 연구원 덩컨 맥라렌(Duncan McLaren)은 “자연 기반 탄소 제거로 시장 가격을 책정할 수는 없다. 왜냐하면 여러 이유로 이런 식의 탄소 제거는 신뢰할 수 없고, 영구적이지 않으며, 종종 이런 시스템이 없었어도 일어날 수 있는 일일 뿐이기 때문이다”라고 말한다.

그는 “이것이 순배출 제로를 비교적 저렴한 비용으로 비교적 쉽게 달성할 수 있는 일처럼 보이도록 하는 담론을 만들어내고 있다”고 말한다.

목표 분리하기

그렇다면 어떻게 해야 탄소 제거를 이용해 증가하는 기후 변화의 위험을 줄이면서도, 동시에 배출량 감소라는 더 중요한 우선순위를 놓치지 않으면서 적절한 균형을 맞출 수 있을까?

최소한 전 세계의 입법자들은 배출량 감축을 명령하거나 청정 기술로의 전환을 장려하는 공격적인 기후법 및 규정에 대한 압력을 완화하기 위해 기업의 높은 탄소 순배출 제로 목표와 이에 대한 떠들썩한 관심을 허용해서는 안 된다.

버펄로 대학의 환경 및 지속 가능성 학과의 조교수인 홀리 벅(Holly Buck)은 “우리 사회에서 화석 연료 종식 계획이 주류를 이루지 않는 한, 화석 연료 기업과 다른 기업들은 자사의 사업 모델을 바꾸지 않기 위해 탄소 제거를 이용할 위험이 있다”라고 말한다.

일부에서는 정부가 탄소 제거(때로는 ‘역배출(negative emissions)’이라고도 불림)가 탄소 절감 목표에 가산되지 않도록 하기 위해 별도의 목표를 세워야 한다고도 주장한다.

맥라렌과 다른 연구자들은 2019년 국제 학술지 기후 프런티어(Frontiers in Climate)에서 “이런 분리를 하지 못해 이미 기후 정책의 발목을 잡으면서, 기후 모델에서 향후 예상되는 역배출의 기여도를 부풀리고, 역배출을 달성하는 데 필요한 투자의 규모와 속도를 모호하게 만들기도 했다”고 주장했다.

스웨덴은 이런 식의 균형 잡힌 기후 정책을 수립하면서, 2045년까지 배출량 감축 목표를 1990년 대비 최소 85%까지로 설정하고, 나머지 순배출 제로로 가기 위한 방법은 주로 탄소 제거에 의존했다. 유럽연합은 유럽 기후법(European Climate Law) 제안에 유사한 조항을 포함하여, 탄소 제거의 수준을 2억 2,500만 톤으로 제한했고, 이는 전체 목표(즉, 2030년까지 1990년 대비 배출량 55% 감축)의 2%를 조금 넘는 규모다.

기후사업재단(ClimateWorks Foundation)의 프랜시스 왕(Frances Wang)과 마크 프레스턴 아라고네스(Mark Preston Aragonès)는 “EU의 탄소 경감 노력의 대부분은 배출량 감축으로 달성하고, 더불어서 탄소 제거는 목표 달성을 위한 특별한 노력에 해당할 것이란 점은 이제 확고한 사실이다”라고 썼다.

초기 단계 및 높은 위험성

스탠포드 대학의 에너지자원 공학과 교수 샐리 벤슨(Sally Benson)은 오늘날 탄소 제거 스타트업으로 유입되는 자금을 보고 있자면 2000년대 청정 기술의 상황과 매우 흡사하다는 생각이 든다고 말한다. 당시는 매우 초기 단계이면서 위험성이 높았던 기술에 투자가 쏟아지던 시기였다.

이 중 많은 투자가 성과를 거두지 못했다. 첨단 바이오 연료와 대체 태양 전지 물질을 개발하던 회사들이 시장에서 실패했기 때문이다.

벤슨은 이메일에서 “탄소 제거 기술이 바로 이 단계에 와 있다는 사실이 조금 걱정된다”고 말했다. “바이오에너지 탄소 포집 저장(BECCS) 기술과 같이 가장 성숙도가 높고, 성공할 가능성과 중요한 차이를 만들어낼 가능성이 있는 일부 기술들이, 직접 공기 포집 및 광물화와 같이 성숙도가 낮은 기술에 비해 훨씬 덜 주목 받고 있다”고 그녀는 설명했다.

그러나 그녀는 이런 기술들이 향후 중대한 기술이 될 가능성이 있으며, “우리는 어딘가에서부터 시작해야 한다”고 강조한다.

벤슨은 향후 10년 동안 청정 전기 생산, 전기 자동차로의 전환, 난방 부문의 탈탄소화 등 우리가 익히 알고 있는 효과적인 작업들을 수행하면서 동시에 탄소 제거 기술에 대한 연구개발 투자도 대폭 늘려야 한다고 생각한다.

“그러면 이런 기술들이 어떤 역할을 할 수 있을지 알게 될 것”이라고 그녀는 말했다.

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