게시일: 2023년 12월 22일
기고자:
Amanda McGrath, Alexandra Jonker
특정 가스가 지구 대기로 방출되면 열이 갇히고 지구 온도가 상승하는 '온실 효과'가 발생할 수 있습니다. 배출은 자연적 원인으로 인해 발생할 수 있지만 주로 인간 활동, 특히 에너지 및 운송을 위한 화석 연료의 연소의 결과입니다.
태양 광선이 지구에 부딪히면 열이 발생합니다. 맑은 날과 흐린 날의 온도 차이를 생각해 보세요. 그러나 온실 가스(GHG)가 지구 대기로 방출되면 열이 우주로 다시 빠져나가는 것을 방지하는 단열층이 생성될 수 있습니다. 온실이 식물을 위해 더 따뜻한 환경을 조성하는 것과 유사하게, 이러한 온실 가스는 대기 중에 열을 가둡니다.
이 온실 효과는 필수적입니다. 이것이 없다면 지구는 생명체가 살 수 없을 정도로 추워질 것입니다. 그러나 산업 혁명 이후 인간의 활동으로 인해 대기 중 온실가스 배출량이 크게 증가했습니다. 온실가스 배출은 수년 또는 수세기 동안 지속되면서 온실 효과를 증폭시키고 지구 온도를 상승시켜 지구 기후 변화의 주요 원인으로 작용합니다.
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전문가들은 이산화탄소(CO2)를 온실 효과의 주요 원인으로 꼽지만, 이산화탄소가 유일한 원인은 아닙니다. 메탄(CH4), 아산화질소(N2O) 및 염화불화탄소와 같은 불소화 가스를 포함한 다른 온실 가스의 영향은 이산화탄소 환산량(CO2e) 기준으로 측정됩니다. CO2e 측정은 CO2뿐만 아니라 모든 온실 가스의 전반적인 영향을 보여주는 데 도움이 됩니다.
각 유형의 온실가스의 영향은 지구 온난화 지수(GWP)로 종합적으로 측정됩니다. 이 지표는 특정 기간(예: 20년, 100년 또는 500년)에 걸쳐 가스의 열 포집 능력과CO2의 열 포집 능력을 비교합니다. 예를 들어, CH4의 100년 GWP는 CO2의 약 28~36배입니다.
온실가스 중 가장 많은 양을 차지하는 CO2 배출량은 인간이 유발한 모든 온실가스 배출량의 4분의 3을 차지합니다. CO2 배출의 주요 원인은 에너지 및 운송을 위해 석탄, 석유, 천연가스 등의 화석 연료를 연소하는 것입니다. CO2는 삼림 벌채와 기타 토지 이용 변화를 통해서도 배출됩니다. 미국 해양대기청 글로벌 모니터링 연구소에 따르면 산업혁명 이전에는 전 세계 CO2 농도가 약 280ppm이었지만, 2023년 5월에는 424ppm이라는 기록적인 수치를 기록했습니다.1
천연가스의 핵심 성분인 CH4는 CO2보다 양이 많지는 않지만 대기에 열을 가두는 효과는 25배 이상 높습니다. 이는 주로 농업 관행과 가축 배출의 결과입니다(소 한 마리가 매년 220파운드의 CH4를 배출합니다2). 그러나 동물이 유일한 원인은 아닙니다. CH4 배출은 매립지에서 유기 폐기물이 부패할 때, 벼 수확 관행, 습지 서식지, 화석 연료의 생산 및 운송을 통해 발생하기도 합니다.
N2O는 농업 활동, 산업 공정 및 화석 연료의 연소에서 비롯됩니다. CO2 및 CH4보다는 차지하는 면적이 적지만 여전히 지구 온난화의 강력한 원인입니다. 농업 관행, 특히 합성 비료의 사용은 N2O 배출의 주요 원인입니다.
수소불화탄소, 과불화탄소, 염화불화탄소, 육불화황, 삼불화질소 등 인간이 만든 합성 가스는 냉동, 에어컨, 전자제품 제조와 같은 공정에 사용됩니다. CO2, CH4 및 N2O보다 덜 일반적이지만 불소화 가스는 열을 가두는 데 가장 효과적이며 잠재적으로 수천 년 동안 대기 중에 잔류할 수 있습니다.
총 온실가스 배출은 여러 원인에서 비롯됩니다. 일부는 자연적인 과정의 결과입니다. 예를 들어, 화산 폭발과 산불은 CO2 및 기타 가스를 대기 중으로 방출하는 반면 식물과 동물의 분해는 CH4를 방출합니다. 그러나 전 세계 온실 가스 배출의 대부분은 인위적인 원인에서 비롯되며, 이는 다음과 같은 인간 활동의 결과입니다.
인류가 배출하는 온실가스의 4분의 3은 석탄, 석유, 천연가스를 포함한 화석 연료의 연소에서 비롯됩니다. 에너지를 생산하거나 운송에 연료를 공급하기 위해 연소할 때 대량의 CO2가 대기 중으로 방출됩니다. 예를 들어 휘발유와 경유로 구동되는 자동차 및 기타 차량은 엔진에서 이러한 연료가 연소되면서 CO2를 배출합니다. 항공기는 또한 주요 원인입니다. 제트 연료의 연소는 높은 고도에서 CO2 및 기타 GHG를 방출하여 대기에 더 큰 영향을 미칩니다. 많은 발전소는 석탄, 석유 또는 천연 가스를 사용하여 전기를 생산하며 가정과 건물의 난방 및 냉방 시스템도 마찬가지입니다.
가축, 특히 젖소는 소화 과정에서 CH4를 생산하고 이는 대기 중으로 방출됩니다. 육류 생산을 위해 대규모 가축을 사육할 경우, 집단적으로 배출되는 CH4의 양은 상당할 수 있습니다. 또한 논은 경작 중에 CH4를 배출합니다. 논이 물에 잠기면 박테리아가 천연 물질을 분해할 수 있는 혐기성 조건이 조성되고 그 과정에서 CH4가 방출됩니다.
숲은 중요한 탄소 흡수원으로, CO2를 대기 밖으로 끌어냅니다. 숲이 벌목되거나 불에 타면 나무는 저장했던 탄소를 다시 방출합니다. 농산물에 대한 수요는 종종 삼림 벌채를 유발하며, 이는 환금 작물과 가축 목축을 위한 토지 개간으로 이어집니다.
특정 제조 공정에서는 온실가스가 배출됩니다. 원료가 고온으로 가열되면 CO2가 생성될 수 있습니다. 예를 들어, CO2는 시멘트를 생산할 때 석회석을 클링커로 바꾸는 화학 반응의 부산물입니다. 화학 제조 산업에서 합성 화학 물질, 플라스틱 및 기타 제품의 생산은 CH4, N2O 및 CO2를 초래할 수 있습니다.
온실가스는 지구상에서 살기 좋은 온도를 유지하는 데 필요합니다. 그러나 온실가스 농도가 증가함에 따라 이는 대기 중에 더 많은 열을 가두어 지구 기후와 환경에 미치는 영향은 더욱 심각해집니다. 이러한 결과에는 다음이 포함됩니다.
온실가스 배출은 지구 온난화의 주요 원인입니다. 온실 효과를 증가시켜 지구 기온 상승으로 이어집니다. 최근 몇 년간은 기록상 가장 더운 해였습니다. 유엔의 기후 변화에 관한 정부 간 협의체 평가 보고서에 따르면, 지난 40년은 1850년 이후 그 이전의 어떤 10년보다 연속적으로 더 따뜻한 기온이 이어졌습니다.3 이렇게 더위가 심해지면 허리케인, 홍수, 폭염, 가뭄과 같은 기상 이변이 더 빈번하고 심각해질 수 있습니다.
기온이 올라가면 극지방의 얼음과 빙하가 녹는 속도가 빨라집니다. 이는 해수면 상승에 기여하여 해안 지역과 저지대에 심각한 위협이 됩니다.
대기 중에 CO2가 많아지면 세계 해양의 CO2 수준도 높아집니다. 이는 해양 산성화를 유발하여 산호초와 조개류를 포함한 해양 생물에 해를 끼칠 수 있습니다.
기후 변화로 인해 생물종이 변화에 적응하지 못하거나 멸종 위기에 직면하면서 생물 다양성이 손실될 수 있습니다. 기온 상승은 새의 이동 패턴에 영향을 미치거나 침입종의 유입으로 이어질 수 있습니다. 이러한 변화는 생태계를 움직이는 복잡한 먹이 사슬에 혼란을 일으켜 모든 수준에 영향을 미칠 수 있습니다.
일부 GHG는 대기 질을 악화시켜 호흡기 문제 및 기타 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 가뭄 및 산불과 같은 기후 변화로 인한 기상 조건은 지상 오존, 먼지, 연기 및 기타 오염 물질의 증가로 이어질 수 있습니다. 또한 공기 중 알레르기 유발 물질의 확산 또는 증가로 이어질 수 있습니다.
환경 파괴는 공급망과 자원에 대한 접근성에 영향을 미치기 때문에 다양한 산업과 비즈니스에 타격을 줄 수 있습니다. 기후 변화는 기상 이변, 기온 및 물 접근성의 변화, 열악한 대기 질이 작물의 성장과 수확을 방해하기 때문에 농업 부문에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 온난화로 인해 적설량이 감소하면 스키장이 문을 닫을 수 있는 등 날씨에 의존하는 관광 및 기타 산업이 위험에 처할 수 있습니다.
지구 온난화에 막대한 영향을 미치는 온실가스 배출을 줄이는 것이 기후 변화 완화의 핵심입니다. 이를 위해 개인, 기업, 정부 기관은 배출량을 줄이기 위한 노력에 힘을 합쳐 궁극적인 목표인 순 배출량 제로(배출된 온실가스 양이 대기에서 제거된 양과 같아지는 지점)를 달성하여 인간이 유발한 배출량을 가능한 한 0에 가깝게 만드는 것을 목표로 하고 있습니다.
온실가스 배출을 줄이는 데 도움이 될 수 있는 전략은 다음과 같습니다.
CO2 배출량을 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나는 화석 연료에서 태양열, 풍력 및 수력 발전과 같은 재생 가능한 에너지원으로 전환하는 것입니다. 이러한 재생 에너지원으로의 전환은 배출량이 많은 화석 연료 연소에 대한 의존도를 줄여 전기 생산 및 운송에서 발생하는 배출량을 줄입니다.
가정, 건물 및 산업 공간의 에너지 효율성을 높이면 에너지 소비가 줄어들고 결과적으로 GHG 배출량이 줄어듭니다. 이러한 에너지 사용의 변화는 건물 단열, 에너지 효율적인 가전 제품 및 지속 가능한 설계 관행을 통해 달성할 수 있습니다. 기업 및 산업 수준에서 더 나은 에너지 관리를 가능하게 하는 신기술은 기업이 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
운송 부문의 배출량을 줄이려면 전기 자동차로 전환하고, 대중 교통을 늘리고, 카풀, 자전거 타기 및 걷기를 장려해야 합니다.
비료 사용 감소 및 책임 있는 토지 관리와 같은 지속 가능한 관행을 구현하면 N2O 배출량을 줄이고 토양 건강을 증진할 수 있습니다. 나무를 복원하고 심는 것은 대기에서 CO2를 몰아내는 데 도움이 될 수 있습니다.
소규모로, 개인은 개인의 탄소 발자국을 줄이기 위한 조치를 취하고 있습니다. 여기에는 재활용, 지속 가능한 동력원 및 운송 수단으로의 전환, 식이 요법 및 기타 라이프스타일 변화가 포함됩니다. 미국 환경보호국(EPA)의 가정용 탄소 발자국 계산기(Household Carbon Footprint calculator)4 또는 유엔 기후 변화협약 라이프스타일 계산기(United Nations Framework Convention on Climate Change Lifestyle calculator)5와 같은 도구를 사용하여 영향력을 측정할 수 있습니다.
전 세계 국가들은 온실가스 배출의 영향을 제한하기 위해 2015년 유엔 기후변화 회의에서 합의된 획기적인 국제 조약인 파리 협정에 따라 행동하고 있습니다.6 이러한 노력에는 보조금 및 기타 인센티브를 통한 재생 에너지에 대한 정부 지원, 차량 및 산업 운영에 대한 연비 기준, 대중교통에 대한 투자 등이 포함됩니다. 정부는 또한 배출량을 제한하기 위해 환경 규정 및 표준을 수립하고 있습니다. 탄소 가격 책정을 통해 정부는 탄소세를 부과하거나 배출권 거래 시스템을 구축하여 기업과 개인이 배출량을 줄이도록 장려할 수 있습니다.
온실가스 순 배출량 제로를 달성하기 위해 기업들은 탄소 배출량을 측정하고 온실가스 배출을 완화할 수 있는 기회를 찾고 있습니다. 기업들은 자체 배출원에서 생산되는 Scope 1 배출과 사용하는 전력 및 기타 자원에서 발생하는 Scope 2 배출을 목표로 삼고 있습니다. 또한 운송, 공급망, 제품 사용 및 폐기와 같은 간접적인 원인으로 인해 발생하는 공급망 배출이라고도 알려진 Scope 3 배출을 다루고 있습니다. 탈탄소화를 통한 배출량 감축 옵션에는 다음과 같은 것들이 있습니다.
탄소 회계를 통해 배출량을 추적하면 기업은 목표를 설정하고 진행 상황을 측정하면서 투명성과 환경적 책임에 대한 의지를 보여줄 수 있습니다.
CCS 기술은 발전소 및 산업 공정에서 배출되는 CO2를 포집한 다음 지하에 저장하여 대기 중으로 배출되는 것을 방지합니다.
에너지 낭비를 줄이고 에너지 효율을 높이면 에너지 사용량을 개선할 수 있습니다. 재생 에너지원으로 전환하면 탈탄소화 노력에 기여하고 운영 비용도 절감할 수 있습니다. 환경, 사회 및 거버넌스 소프트웨어는 기업이 효율성 또는 폐기물 감축 기회를 파악하고 배출량을 측정 및 관리하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
Scope 3 배출량을 줄이기 위해 많은 기업이 공급업체와 협력하여 제품 및 재료의 전체 탄소 발자국을 줄이고 있습니다.
각주
모든 링크는 ibm.com 외부에 있습니다.
1 Broken record: Atmospheric carbon dioxide levels jump again, 미국 해양대기청, 2023년 6월.
2 Cows and climate change, 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스, 2019년 6월.
3 Climate Change 2021: The physical science basis, 기후 변화에 관한 정부 간 패널(IPCC), 2021년 8월.
4 Household Carbon Footprint Calculator, 환경 보호국(EPA.gov), 2023년 6월.
5 Lifestyle Calculator, 유엔 기후변화협약, 2021년 9월..
6 The Paris Agreement, 유엔, 날짜 미상.