지구온난화와 바이오수소..한선기(환경보건학과 교수)

[박남윤]

동숭 칼럼
지구온난화와 바이오수소
< 등록일: 2007-06-04 오전 10:21:32   제1452호(2007-06-04) >

한선기(환경보건학과 교수)
한반도에도 기후변화의 조짐이 관측되고 있어 큰 우려를 낳고 있다. 기상청은 ‘한반도 기후 100년 변화와 미래전망’을 통해 우리나라의 평균기온이 1910년대에는 12.0℃ 안팎이었으나 1990년대에는 13.5℃를 넘어섰는데 이는 전 지구적 상승추세인 0.6도를 크게 상회한 것이라고 밝혔다. 또한 평균 강수량은 100년 동안 200mm 정도 늘어났으며 집중호우 발생빈도도 증가추세에 있는 것으로 밝혀졌다. 지구온난화로 인한 기온의 상승으로 겨울은 짧아지고 있는 반면 여름과 봄은 길어지고 있으며, 기상청은 이 같은 추세가 계속될 경우 앞으로 100년 뒤 한반도의 평균기온은 6.0℃나 올라 갈 것으로 내다봤다.
지구온난화의 주요 요인으로 지목되고 있는 대기 중 이산화탄소의 농도는 1991년에 357.8 ppm에서 2000년에는 373.6 ppm를 기록해 최근 10년간 지속적인 증가를 보여주었다. 기상청은 이 같은 100년 동안의 기후변화를 토대로 앞으로 100년간의 한반도 기후변화를 기상청 슈퍼컴퓨터로 예측한 결과, 다양한 기후변화 시나리오 중 이산화탄소의 배출량이 급격히 증가한다고 가정할 경우 기온은 6.0도 이상 올라가고 강수량은 30%가량 늘어날 것으로 내다봤다. 따라서 20세기 온난화의 추세가 전 지구적으로 나타나고 있으며 한반도에서도 빠르게 진행되고 있으므로, 인간 활동으로 인한 온실가스의 배출억제가 앞으로 사회적으로 큰 이슈가 될 것이다.
또한 최근 우리나라의 에너지 소비는 연 10% 이상의 높은 증가율을 보이고 있으며, 특히 고급에너지인 석유·천연가스·전기의 소비가 산업·수송·생활부문 등 전 분야에 걸쳐 급속히 증가하고 있는데, 이라크전과 같은 국제분쟁에 의한 에너지 수급불안은 수입의존도가 90%를 넘는 우리나라의 경제에 항상 큰 장애요인이 되고 있다. 그러므로 대체에너지의 개발 및 이용 필요성이 그 어느 때보다도 한층 중요시되고 있으며, 그 중에서도 수소와 같은 청정대체에너지의 개발은 더더욱 그 중요성이 부각되고 있다.
수소가스는 연소 시 이산화탄소를 배출시키지 않고 순수한 물만 발생시키기 때문에 온실가스의 주범인 화석연료의 사용을 대체할 수 있는 청정에너지원이며, 또한 수소의 열량(122kJ/g)은 기존화석연료(hydrocarbon fuel)보다 약 2.75배나 높아 경제성이 매우 크다. 수소는 현존하는 거의 모든 산업분야에 이용 가능한 물질이지만, 현재의 생산방식인 전기화학적, 열화학적, 광화학적, 광전기화학적 및 광촉매를 이용한 공정들은 모두 고가의 제조비용이 소요되고 생산되는 수소에너지를 초과하는 화석에너지가 투입되어야 하는 단점을 가지고 있다.
따라서 친환경적인 수소생산에 대하여 많은 관심과 함께 다양한 연구가 이루어지고 있는데, 특히 혐기성발효균을 이용한 바이오수소 생산은 그 반응속도가 매우 빠르고, 반응조가 작고 간단하며, 엄청난 양의 유기성폐기물로부터 수소를 생산할 수 있는 큰 장점이 있어 국내외적으로 큰 주목을 받고 있다.
우리나라에서 발생되는 유기성 액상폐기물 및 고상폐기물의 양은 일일 평균 약 1,489,000톤으로서 수소로 전환되어 발전에 사용된다면 약 55,900 톤의 석유가 가지는 열량과 동등한 에너지로 환산되며, 부가적으로 화석연료 발전과는 달리 대기오염 방지시설의 사용을 최소화하여 친환경적 에너지 재생의 극대화를 도모할 수 있다. 하지만 유기성폐기물로부터 바이오수소를 생산하는 혐기성발효 기술은 이 분야에 대한 연구성과가 초보적인 수준에 머물러 있어 유가자원으로 전환될 수 있는 막대한 양의 자원이 오히려 환경오염의 주범으로 대두되고 있는 실정이다.
현재 주요 선진국들은 수소기술에 대하여 국가적인 선도경쟁을 벌이고 있다. 20세기 후반부터 시작된 이 치열한 경쟁에서 살아남기 위해 우리도 늦었지만 많은 연구를 불철주야 수행하고 있다. 특히 바이오수소를 생산하는 혐기성발효 기술은 사회적 이슈인 음식물쓰레기나 하수슬러지로부터 청정 대체에너지를 생산하기 때문에 폐기물의 처리와 에너지의 생산이라는 일석이조의 큰 장점을 갖는다.
따라서 정부는 이에 대한 적극적인 지원체계의 확립과 연구투자를 통해 친환경 첨단기술을 선도해야 할 것이며, 아울러 우리 모두는 환경기술에 대한 장기적인 관심과 애정으로 우리의 밝은 미래를 지켜나가야 할 것이다.