As the Texas power crisis shows, our infrastructure is vulnerable to extreme weather

텍사스 정전 사태가 보여주는 기후변화의 위험

기후 변화로 인한 극한 기후에 대비해 우리의 에너지 시스템과 지역사회의 탄력성 강화에 투자해야 한다.

지난 발렌타인데이에 돌연 북극 기단이 미 중부 전역과 텍사스를 단숨에 덮쳤다. 기온이 영하 10도 아래로 떨어지고 주(州) 전력망이 거의 붕괴되는 일까지 벌어졌다. 에너지 자원이 풍부한 텍사스에서 천연가스와 전기 공급 시스템이 광범위하게 마비된 탓에 400만 명이 넘는 주민들이 며칠 간 정전을 겪어야 했다.

텍사스 전력망의 마비 원인은 현재 잘 알려진 상태다. 한파로 인해 겨울철 전력 수요가 최고치를기록하면서, 주 전력망 운영자인 텍사스주 전기신뢰성위원회(ERCOT, Electricity Reliability Council of Texas)가 고려한 ‘극단적인’ 수요 시나리오의 수준을 뛰어넘은 것이다. 이후 수십 개의 천연 가스 발전소와 일부 풍력 터빈 회선이 순식간에 끊겼고 텍사스 전력망은 위기에 빠졌다. 전체 전력망이 마비되는 것을 막기 위해, ERCOT는 설비업체에 긴급 정전을 개시하고 수백만 고객의 연결을 차단하도록 지시했다.

과학자들은 텍사스 한파를 촉발했던 ‘극소용돌이(polar vortex)’의 붕괴가 북극의 급속한 온난화로 인해 더 잦아졌는지 알아내기 위해 계속 노력하고 있다. 그러나 우리는 기후 변화 탓에 폭염, 가뭄, 산불 및 홍수와 같은 극심한 기상 현상이 더 빈번하고 심각해지고 있음을 알고 있다. 이러한 사건은 마치 텍사스에서 그랬듯 우리의 주요 인프라를 한계까지 몰아붙일 수 있다. 그렇다면 어떻게 대비해야 할까?

기후 탄력성(Climate resilience)을 갖추려면 세계적으로 연간 최대 1,000억 달러(한화 112조 원)을 인프라와 지역사회에 투자해야 한다. 하지만 신중하게 계획을 세운다면 부족한 자원으로도 더 많은 성과를 거둘 수 있을 것이다.

돌이켜 보면 텍사스 문제는 모든 주요 인프라와 취약한 지역사회가 극한 기후에 더 탄력적으로 대응할 방법에 대해 몇 가지 중요한 교훈을 주고 있다.

미래 위험 평가

첫째, 전력 중단만으로 텍사스 주민들이 극심한 고통을 겪거나 인명손실로 이어지지 않았다는 점에 주목할 필요가 있다.

천연가스 유정과 송유관이 얼어붙어 생산이 줄어들고, 수요는 급증하면서 텍사스주의 파이프라인과 발전소를 위한 가스 공급은 절반으로 줄었다. 정수처리장의 전원이 차단되고 배관이 얼어 송수관의 수압이 떨어졌다. 도로도 얼어 주민들이 안전하게 이동할 수 없었다.

탄력적인 인프라를 구축하는 것은 단번에 시스템 전반을 강타할 수 있는 극단적인 사건에 대비해 세심한 주의를 기울이는 것을 의미한다.

이러한 인프라 시스템이 서로 연결된 덕에 평소에는 조명을 밝히거나 수도를 틀 수 있지만, 상황이 악화하면 이러한 연결은 문제를 복잡하게 할 수 있다.

극한의 날씨는 또한 주요 시스템의 여러 부분이 동시에 고장 나도록 만드는 경향이 있다. 이러한 동시 고장은 생각보다 훨씬 더 가능성이 높다. 가령 발전소 열 군데가 고장 날 가능성이 각각 10%라 하더라도, 이 확률이 모두 독립적이면 모든 발전소에 동시에 문제가 생길 확률은 극히 적다(0.00000001%).

발전소 열 군데가 한 번에 모두 고장 날 확률이 1%라면 단순 수치 이상으로 훨씬 더 우려할 일이다. 따라서 탄력적 인프라를 구축하는 것은 단번에 시스템 전반을 강타할 수 있는 극단적인 사건에 대비해 세심한 주의를 기울이는 것을 의미한다. 그것이 한겨울의 폭풍이건, 산불이건, 홍수건 말이다.

마지막으로 어떤 인프라가 중단될 경우 우리에게 닥칠 수 있는 최악의 영향은 정전 자체에서 비롯된 것이 아니라는 점을 기억할 필요가 있다. 오히려 영하의 온도에 노출되고, 깨끗한 물이 부족하며, 식량 공급이 줄고, 필요할 때 도움을 받을 수 없을지 모른다는 두려움에서 비롯된다. 그러므로 고통의 정도는 인프라 마비의 규모뿐 아니라 각 지역사회가 위기를 극복할 수 있는 능력에 따라 결정된다.

역사적으로 봤을 때, 소외된 지역사회일수록 일반적으로 인프라 마비로 인한 인적 희생을 막을 자원이 적다. 텍사스에서는 노숙인들이 영하의 기온에 노출될 가능성이 가장 높았다. 사회적 거리 두기 요건에 의해 제한된 보호소는 빠르게 최대 수용치에 달했다. 많은 저소득층 거주지가 가장 먼저 정전에 직면했다. 그리고 텍사스에서는 유색인종들이 불균형적으로 많이 이 두 집단에 속해 있다.

텍사스에서 일어난 일과 세계 기후변화의 지속적인 위협에 비추어 볼 때, 지역사회는 어떻게 지역 자원과 주요 시스템을 강화하여 그들의 거주지에서 같은 일이 발생하는 것을 막을 수 있을까?

내일의 탄력성은 지금 시작된다

우리는 인프라에서 가장 취약한 연결고리부터 시작해야 한다. 에너지 시스템은 극한의 날씨에 탄력적으로 잘 견딜 수 있도록 만들 수 있고, 또 그래야만 한다. 풍력 터빈은 남극에서, 가스 공장은 앨버타에서, 가스관은 알래스카에서 작동한다. 극한 기한을 버틸 수 있게 하는 ‘내후화’ (Weatherization)는 비용이 많이 든다. 하지만 풍력 터빈에 방한 조치를 하거나, 천연가스 및 원자력 발전소에서 압력 센서가 얼지 않도록 열추적 및 단열재를 사용하는 것과 같은 비용 부담이 낮은 조치도 그럴만한 가치가 있다.

드물게 일어나는 이 같은 재앙의 영향을 줄이기 위해 얼마를 투자할지 결정하는 것은 까다로운 일이다. 하지만 사고가 일어날 가능성뿐 아니라 그런 일이 있어날 경우 결과의 심각성도 함께 따져야 한다.

동시에, 우리는 모든 재해로부터 인프라를 완벽하게 보호할 수는 없다는 것도 사실이다. 그래서 전기와 같은 주요 자원의 공급을 가능한 한 다원화해야 한다. 이번에는 텍사스 발전 용량의 3분의 2를 차지하는 천연가스 발전소가 텍사스 전력 공급 부족 사태에 가장 큰 원인이 되었다. 만일 보다 잘 버텨낼 수 있는 위험이 서로 다르면서, 서로 다른 지역에 위치한 전력원이 혼합되어 전력망에 공급된다면, 사고에 더 탄력적으로 대응할 수 있을 것이다.

앞으로, 우리가 투자하는 모든 새로운 인프라는 오늘날의 기후뿐만 아니라 수십 년 미래의 기후에 대비해야 한다. 업그레이드할 때마다 어떤 극한의 기후까지 견딜 수 있을지 그 범위를 결정해야 하며, 과거가 더는 미래의 극한 기후에 대한 안전한 길잡이가 될 수 없다는 점을 인식해야 한다.

배관 같은 경우 일단 땅에 묻으면 업그레이드하는 데 큰 비용이 들지만, 처음부터 내후화하면 상대적으로 저렴하다. 새로운 프로젝트는 예상 수명 기간 중의 기후 예측을 기반으로 최악의 시나리오에 맞춰 계획해야 한다.

교체 또는 개조가 더 쉬운 구성 요소, 또는 수력 발전 댐의 저수지 운용 방식 변경과 같은 운영상의 변화를 위해서는 보다 더 관망하는 접근법을 취할 수 있다. 이럴 경우 당장 업그레이드에 필요한 지출을 줄일 수 있다. 하지만, 필요한 순간에는 바로 조치를 취할 수 있도록 준비하고 있어야 한다. 현명한 준비와 적응은 회복탄력성(resilience)을 얻기 위한 비용을 줄일 수 있다.

우리의 계획은 또한 시스템을 물리적으로 강화하는 데 그치지 않는다. 전력망을 어떻게 개선하든 간에, 언젠가 다시 문제가 생길 수 있다는 현실에 대비해야 한다.

과거가 더는 미래의 극한 기후에 대한 안전한 길잡이가 될 수 없다는 점을 인식해야 한다.

완전한 준비를 위해서는 전력망 및 기타 주요 시스템이 고장날 수 있는 모든 가능한 원인을 철저히 고려해야 한다. 각 원인에 대하여 동시 마비가 복합적으로 발생할 경우 다른 인프라 시스템과 지역사회에 어떤 영향을 미치는지 파악해야 한다. 전력망 마비는 극심한 추위 혹은 극한의 열에 의해 발생하는지에 따라 다른 영향을 미칠 것이다. 만능 해결책은 없다.

추운 날씨에 대비하는 것은 사람들이 따뜻하게 지낼 수 있도록 집을 방한하기 위해 돈을 쓰는 것을 의미한다. 추위를 견디기 위해 수도관을 단열하고 교체하는 것이며, 또한 추위 대피 센터를 열고 생수를 분배할 계획을 세우는 것을 뜻한다. 산소 공급과 같은 의료적 처치를 위해 전기가 꼭 필요한 사람들에게 긴급 교통수단을 제공하고 노숙자에게 다가가 도움을 줄 전략을 마련하는 것을 의미하기도 한다. 이러한 대비는 가장 많은 것을 잃을 수 있는 가장 취약한 지역사회로부터 시작해야 한다.

탄력성은 단순히 재난에 대비하는 것 이상이다. 날씨가 좋을 때뿐만 아니라 악천후가 닥칠 때를 대비해서도 지역사회에 투자할 기회이다. 기후 적응은 엄청난 비용이 따르지만, 이를 통해 우리 도시를 더 살기 좋게, 물을 더 깨끗하게, 집을 더 안전하게 만들 수 있다. 이에 대비하지 않는 대가는 돈과 생명 양 측면에서 훨씬 더 크다.

사라 플레처 (Sarah Fletcher)는 스탠포드대학의 조교수이다. 플레처는 수자원, 인프라 계획, 기후 적응을 연구한다. 그의 트윗을 @SFletcherH2O에서 볼 수 있다.

제시 젠킨스 (Jesse Jenkins)는 프린스턴대학의 조교수이다. 그는 거시적 에너지 시스템 엔지니어링과 정책을 연구하며, @JesseJenkins에서 그의 트윗을 볼 수 있다.

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