기후위기, 지구 온도 1.5도씨 제한을 위한 도전

역대급 폭우, 태풍, 산불 등 극한 기후의 잦은 출현 그리고 코로나 19까지...
우리는 기후변화를 경험하는 세대가 아닌 기후위기에 직면하게 되는 세대로 바뀌고 있다고 해도 과언이 아닌 오늘입니다.  

현재 우리가 직면하고 노력하고 달성해야 하는 지구 온도 상승 1.5℃ 제한이 현실화되면 기업들이 어떤 위험과 도전에 직면하게 되는지에 대해 알고 계신가요? 기업들은 그러한 변화에 대해 예측하고 준비하고 있을까요?

과학자들은 지구 온난화를 산업화 이전 수준에서 1.5°C로 유지하면 기후 변화의 가장 위험하고 돌이킬 수 없는 영향을 제한할 수 있다고 발표한 바 있습니다. 그리고 지난 2018년 10월, IPCC(기후변화에 관한 협의체) 제48차 회의에서 우리나라를 포함한 195개국은 2030년까지 지구 온도 상승 폭을 2010년 대비 45% 감축하고, 2050년까지 1.5℃ 이내로 제한하는 성명을 발표한 바 있습니다.

즉 1.5℃는 지구 온난화, 기후위기를 막기 위한 지구 평균온도 상승 최대치 또는 억제선을 의미 하는 것입니다. 

오늘은 그것에 대한 답의 힌트를 줄 맥킨지(Mckinsey & Company) 보고서 'The 1.5-degree challenge'를 소개드립니다.

맥킨지(Mckinsey & Company) 보고서 'The 1.5-degree challenge'

 

중요한 갈림길에 선 앞으로의 10년

과거의 추세로 우리의 지구 전체의 경제가 이산화탄소를 배출한다면 2050년 지구온도는 5°C까지 상승될 것으로 예측됩니다. 그렇게 되면 인류는 지금처럼 살아갈 수는 없을 것입니다.

전 세계 인류는 최근 10년 많은 노력을 해오고 있고 강력한 계획을 내놓고 있습니다. 하지만 여전히 빙하는 녹고 있고 빙하가 녹으면 태양의 빛을 반사할 수 없어 지구 온도는 급격히 상승하게 됩니다. 이렇게 지금 수준의 우리의 노력으로는 3°C 상승이 예상됩니다. 

중요한 갈림길에 선 앞으로의 10년, 출처: Mckinsey & Company, 'The 1.5-degree Challenges'

지구의 온도가 2°C 상승하면 북극 빙하는 모두 사라지게 되므로 지구의 온도 상승을 막을 수 없습니다.  그래서 우리는 지구의 온도를 1.5℃ 이내로 제한하기 위한 노력을 하기로 한 것입니다. 따라서 현재의 노력보다 훨씬 더 많은, 더욱 강력한 노력이 필요한 시기입니다. 현재의 노력에도 불구하고 빙하는 계속 녹고 있고, 숲은 사라져 가고 있습니다. 이러한 변화는 지구의 온도 조절에 대한 한계, 임계점에 다다르고 있음을 암시하고 있습니다. 과학자들은 어떤 수준의 임계점을 지나게 되면 우리 힘으로는 돌이킬 수 없는 가속화, 지구 온도의 급격한 상승이 일어날 수 있다고 경고하고 있습니다. 

 

기업들이 고려해야 하는 시나리오는 무엇이 있을까요?

앞으로의 기후 변화 대응은 우리의 삶과 경제 체계를 크게 변화시키게 됩니다. 기업들은 어떤 변화를 준비해야 할까요? 앞으로 1.5℃ 이내로 지구 온도 상승을 제한하기 위해 크게 맥킨지는 3가지 시나리오를 모델링해 보았다고 합니다. 어떤 부분에서 이산화탄소의 큰 절감이 일어나야 하는지, 어떤 영역이 목표를 이루지 못하면 그것을 대체할 다른 부분의 변화, 전환이 반드시 요구되는 상황입니다.

Senario A	Senario B	Senario C
산업 주요 영역 모두가 기술의 진보, 효율 증대, 효과적 적용 활동으로 큰폭으로 탄소 배출을 감소시킴	석유 연료를 활용한 교통, 운송 부분의 탄소절감이 다른 부분에 비해 빠르게 진행되지 않는 다면 이집트 면적 만큼의 산림 조성이 필요하게 됨	석탄 또는 가스발전소가 더 오래 지속되어 에너지 부문의 탄소절감이 지체 된다면 스웨덴 두배 크기의 면적 만큼의 산림 조성이 필요하게 됨

세 가지 시나리오 모두 가능해져야 하고 반드시 이뤄 나가야 하겠지만, 지금의 시점에서 그것의 현실적 가능성이 높아 보이는 것 또는 쉬워 보이는 것은 하나도 없습니다. 

무엇이 바뀌어야 할까요? 

위의 시나리오들 혹은 더 다양하게 예측할 수 있는 시나리오들은 엄청난 복잡성과 상호의존성을 갖는 기업들의 주요 사업, 경제 및 사회적 변화에 기인합니다. 그러한 변화 중 반드시 필요한 5가지 변화에 대한 분석 내용을 확인해 보겠습니다. 

1. 식량과 산림의 혁신

농축산업과 식량체계의 혁신

20%, 연간 전 세계 온실가스 배출량의 20%가 농축산업에서 배출되고 배출되는 온실가스의 가장 큰 부분을 차지하는 것은 메탄(methan)으로 알려져 있습니다. 여기에서 가장 큰 배출자는 바로 '소(cow)'랍니다.

소, 젖소의 온실가스 배출량은 미국의 배출량과 같은 수준입니다.

1.5℃ 이내로 가기 위해서는 우리의 현재 식량 시스템을 여러 가지로 변화시켜야 합니다. (1) 전 세계 단백질 소비량에서 소고기와 양고기의 비중을 낮춰야 하고, (2) 벼 재배 방식의 변화가 필요하고 (3) 식량 낭비를 줄여야 합니다.

벌목 또는 산림파괴

15% 이상의 이산화탄소(CO2) 배출이 산림파괴에 기인합니다. 그리스의 면적이 매년 사라지고 있는 상황입니다. 따라서 2030년까지 산림파괴는 75% 이상 감소시켜야 하는 상황입니다. 만일 다른 부분에서 탄소배출이 지연된다면 산림파괴는 완전히 중단되어야 합니다. 

온실가스 절감 시나리오별 산림파괴 감소 필요량 비교, 2016년 대비 2030년

위 그림은 2016년 대비 줄여야 하는 산림파괴 면적입니다. 안타깝게도 지난해 호주 산불, 올해 브라질 산불과 미국 서부 산불로 우리는 더욱 많은 산림을 잃었습니다. 더 이상의 벌목의 제한은 물론이고 대형산불로 인한 산림파괴를 막지 않으면 산림분야에서 1.5℃ 로 진행하기 위한 기여는 기대하기 어려운 상황입니다.

 

2. 우리 삶의 전기화

교통분야의 전기화

매년 배출되는 이산화탄소(CO2) 배출량의 15%는 도로 교통에서 발생합니다. 이것은 전 지구적 배출의 또 다른 주요 배출원입니다. 교통산업에서 발생하는 배출량을 줄이기 위해 전기화(electricified)와 같은 대규모 전환이 필요한 상황입니다. 

온실가스 절감 시나리오별 전기차 판매량 비교, 2016년 대비 2030년 

위 그림은 2016년 대비 시나리오별 늘어나야 할 전기차 판매량입니다. 어떤 시나리오라도 2016년 대비 40% 이상 증가해야 한다는 것입니다. 즉 매년 자동차 판매량의 절반, 도로 위 차 중 2 대중 1대는 전기차여야 하고, 화물 운송 등 대형차량도 전기차로 변해가야 하는 것입니다. 

건물의 전기화

요리, 난방 등으로 건물에서 발생하는 이산화탄소(CO2) 배출량은 전체 배출원에서 약 7% 이상을 차지하고 있습니다. 이중 난방과 온수 공급으로 인해 발생되는 이산화탄소 배출량의 20%는 전기설비를 통한 전기화(electricified)로 감소시킬 수 있습니다. 

시나리오 A 조건에서의 건물 난방과 온수에 사용되는 에너지원 비중의 변화

건물 난방와 온수 공급을 위해 사용되는 에너지원의 비율은 크게 변화될 것입니다. 앞선 시나리오 A로 1.5℃ 제한 활동이 진행되는 경우 2030년 건물에서 사용되는 화석연료 설비가 크게 줄어들 것이고, 2050년에는 수소연료전지로 가동되는 설비 비중이 약 20%까지 증가되고 약 50%는 전기설비로 가동되어 화석연료 필요량이 30% 수준으로 낮아지게 될 것입니다.

 

3. 산업 시설의 재편

메탄 발생 저감

메탄(methane, CH4)은 이산화탄소(CO2)에 이은 온실가스의 두 번째 주요 원인자로 연간 배출되는 온실가스의 40%를 차지하고 있습니다. 

2016년 기준 메탄 발생원의 구성비율

메탄(CH4)이 가장 많이 배출되는 산업은 앞서 언급된 소, 젖소에 이어 가장 많이 배출되는 산업은 석유가스 산업으로 약 20~25%를 차지하고 있습니다. 이러한 산업들은 2030년까지 약 60%, 2050년까지 약 90% 이상 메탄 배출량을 줄여햐 합니다. 수요 감소는 물론이고, 누출량의 저감 또는 가스 회수 등의 방법으로 실현해야 합니다.  

 

산업 효율의 증진

탄소 배출의 40%는 금속, 화학, 광업 및 기타 공정을 포함하는 산업부문에서 발생합니다. 산업 부분은 2050년까지 순환경제(circular economy)를 적용하고, 효율성을 증진시키고, 공정 프로세스를 최적화 등을 통해 2016년 대비 탄소배출량 30%를 감소시켜야 합니다.  

순환경제, 효율증진, 대체자원 사용 등 산업 효율 증진을 위한 주요 방안

*순환경제(Circular Economy)란 자원 절약과 재활용을 통해 지속가능성을 추구하는 경제 모델로 ‘자원채취(take)-대량생산(make)-폐기(dispose)’가 중심인 기존 경제의 대안으로 유럽을 중심으로 세계 곳곳으로 확산되고 있음

 

산업 공정의 전기화(electricify)

산업공정에서의 화석연료의 사용으로 배출되는 이산화탄소(CO2)량은 전체 배출량의 40% 이상을 차지하고 있습니다. 특히 열 가공(heating process)이 필요한 건설, 식품, 섬유, 제조 등의 산업의 중저온 열 가공 공정은 전기화가 필요한 핵심 영역이 됩니다. 

전기화를 통해 제거될 산업영역 비중, 2016년 대비 2030년

 

4. 에너지원의 탄소저감 

재생에너지 

현재 전 세계 전력의 3분의 2 가까이가 석탄과 천연가스를 이용해 생산되고 있습니다. 그로 인해 전 세계 이산화탄소(CO2) 배출량의 40%가 발전 부문에서 배출됩니다. 이에 재생에너지가 에너지 믹스의 중요 부분으로 변화되어야 합니다. 

시나리오 A조건에서의 발전원 비중 변화 예측

재생에너지는 빠르고 큰 규모로 전환되고 있으며, 2030년 전에 에너지 믹스의 50% 이상을 차지해야 하고 2040년엔 80% 이상을 차지해야 하는 상황입니다. 이러한 속도를 위해 2030년까지 태양광 발전은 현재 규모의 8배, 풍력발전은 현재의 5배가 설치되어야 합니다. 

 

수소에너지

에틸렌 공정과 제철업을 포함한 많은 산업에서 전기화(electricified)는 이산화탄소(CO2) 배출 저감을 위한 적절한 선택이 아닌 것으로 알려져 있습니다. 이런 산업에서는 저탄소 방식으로 생성되는 수소 에너지가 보다 적절한데, 녹색 수소(green hydrogen)로 알려진 재생 가능한 수소를 사용하거나 일부 탄소 배출이 있는 푸른 수소(blue hydrogen)로 알려진 천연가스릍 통한 수소를 사용할 수 있습니다. 

시나리오 A 조건에서의 수소에너지 비중 변화 예측, 2016년 대비 2050년

시나리오 A 조건으로 추진되는 경우 2016년 대비 수소에너지는 약 7배 이상 확대되어야 하며 수소차 등을 활용한 교통부문에서, 산업분야, 건물 분야 순으로 증대될 것으로 예상됩니다. 

 

바이오에너지

항공, 해상 운송, 시멘트 제조, 에틸렌 생산과 같은 산업들은 기술적 특성으로 전기나 수소를 이용한 이산화탄소(CO2) 저감이 어려운 것으로 알려져 있습니다. 지속적으로 수확되는 바이오매스나 폐기물 자원화를 통해 생산되는 연료는 과거 화석연료를 대체하는데 중요한 역할을 할 것이며, 특히 재생에너지, 수소에너지 등을 활용한 탄소 제거가 어려운 산업에서 배출량 저감에 기여할 수 있습니다.

이러한 역할로 2050년까지 전체 탄소배출량 감소분 중 약 3%의 기여가 예측되고 있습니다. 좀 더 상세히 보면 2050년까지 바이오에너지로 탄소배출이 감소되는 산업은 에틸렌 제조공정이 23%, 항공산업 21%, 암모니아 제조공정 및 해상운송이 각각 15%의 순으로 나타나고 있습니다. 

 

5. 탄소경영 시장의 확대 

탄소 포집 및 저장(carbon capture, use and storage) 기술

탄소 포집 및 저장(carbon capture, use and storage) 기술은 대기로부터 또는 공기에서 직접 이산화탄소(CO2)를 포착하여 대기 중으로 방출되는 것을 방지하기 위해 사용하거나 저장하는 것입니다. 

탄소포집 및 저장 기술의 활용 증가 예측

기술의 혁신, 규제 완화 등 다양한 노력을 통해 탄소 포집 및 저장(carbon capture, use and storage) 기술은 더 낮은 비용과 더 큰 규모로 지금 보다 더 빠르게 성장될 것으로 예상됩니다.

 

재조림

지구 온도 1.5℃ 제한을 위한 모든 시나리오는 대기 중의 이산화탄소를 제거하기 위해 빠른 재조림(reforestation)을 필요로 할 것입니다. 만약 다른 산업 부문에서 더 느리게 탄소를 제거한다면, 그들의 배출을 상쇄하기 위해 더 많은 산림이 필요할 것이기 때문입니다. 

2030년까지, 삼림 벌채를 억제하고 화재로 소실된 숲을 대체하는 것 외에도, 세계는 터키의 면적인 최소 8,000만 헥타르의 숲이 있는 땅을 확장해야 한다고 합니다. 또한 2050년까지 세계의 삼림지대는 미국의 1/3 크기인 최소 3억 헥타르의 면적을 확장해야 된다고 합니다.

 

오늘 이 내용을 통해 우리는 지구를 살리게 할 1.5℃ 제한을 위한 노력의 필요성과 상당한 노력이 필요한 주요 영역에 대해 간략히 알게 되었습니다. 이러한 노력은 정부, 기업, 시민 모두가 함께 노력해도 달성하기 어려운 일이며, 모두의 상당한 노력에도 수많은 변수가 발생할 수 있는 거대한 지구 생태계와 관련된 일입니다.

코로나 19로 인류의 산업활동이 다소 멈춰저 이산화탄소 배출량이 조금 줄어들었겠지만, 이미 지구의 북극의 빙하는 녹기 시작했고, 적도 인근의 산불, 태풍 등의 극한 기후가 빈번히 나타하고 있습니다. 최근 코로나19로 우리가 얼마나 이 지구환경과 연결되어 있는지, 인류의 삶의 진화가 얼마나 지구의 퇴화를 부추기고 있는지, 지구 환경의 악화가 얼마나 우리 삶을 망가 트릴 수 있는지를 경험하고 있습니다. 

앞으로의 미래가 어떻게 될지 알게 된 만큼, 우리에게 필요한 앞으로의 노력을 알게 된 만큼, 우리의 미래 산업의 변화도 경제의 변화도 기술의 변화도 예측해 볼 수 있었습니다. 단순환 환경보호가 아닌 사회 시스템의 변화, 경제적 측면에서의 미래 기업의 모습도 보실 수 있었기를 바랍니다. 

오늘 자세히 살펴본 맥킨지(Mckinsey & Company) 보고서 'The 1.5-degree challenge'는 아래 링크를 통해 상세한 내용을 확인하실 수 있습니다. 

The 1.5-degree challenge

The 1.5-degree challenge