| [ envirOnment ] in KIDS 글 쓴 이(By): artistry (호연지기) 날 짜 (Date): 1999년 7월 18일 일요일 오전 03시 02분 15초 제 목(Title): 이필렬/21세기 에너지 대안 21세기 에너지 대안 이필렬 1. 들어가는 말 19세기가 저물어가던 시기에 유럽을 뒤덮었던 세기말적 현상의 하나는 에너지 비관론의 확산이었다. 그런데 이 비관론은 오늘날의 에너지 위기와는 사뭇 다른 근원을 지닌 것이었다. 오늘날의 위기는 화석 에너지원의 고갈과 이에 수반된 기후변화라는 현실적 근거를 바탕으로 하고 있지만, 당시의 에너지 비관론은 자못 이념적인 원천에서 연유했다. 이 이념은 19세기 중엽 물리학자 클라우지우스(R. Clausius)가 발견한 '열역학 제2법칙'이었다. 클라우지우스의 법칙에 따르면 우주의 모든 고급에너지는 비가역(非可逆)적 과정을 거쳐 종국에는 열로 변환되고, 이때 점점 더 많은 엔트로피(entropy)가 생성된다. 다시 말해 인간에게 유용한 고급에너지는 시간이 흐를수록 쓸모없는 열로 바뀌어 궁극적으로는 온 우주에 열만 존재하는 상태가 온다는 것이다. 당시 사람들은 이 상태를 '열죽음'(Wametod)이라고 불렀는데, 이것은 세기말의 유럽사회를 음울한 분위기로 채색했다.註1 사람들은 우주의 에너지 총량이 일정하다는 '열역학 제1법칙'과 열죽음은 수천년 후에나 도래한다는 과학자들의 예측에서 약간의 위안을 얻었을지 모르지만, 당시에 열죽음에 대한 근본적 대항이념─예를 들어 엔트로피가 증가하기만 하는 것이 아니라 씨스템이 복잡해질 경우 어느 단계에 가서는 이 씨스템이 스스로 질서를 찾아 엔트로피를 감소시킨다는 프리고진(I. Prigogine)의 '자기를 조직하는(self-organizing) 씨스템' 같은─은 제시되지 않았다. 그렇다고 해서 열죽음에 대한 우려가 에너지 이용의 합리화를 낳은 것도 아니었다. 과학자와 사회사상가들 중에는 인간의 문화나 역사를 에너지 이용이라는 시각에서 보아야 한다는 생각을 내놓은 사람들도 있었고, 화학자 오스트발트(F. W. Ostwalt)는 인간에게 주어진 가용 에너지를 최대한 효율적으로 이용해야 한다는 '에너지 임페라티프'(energetischer Imperativ)를 역설하기도 했지만, 현실세계는 에너지의 효율적 이용 쪽으로 이동해가지 않았다.註2열죽음의 그림자에서 벗어난 20세기초의 유럽은 역학적 에너지와 전기에너지라는 고급에너지 생산과 사용의 확대를 진보의 초석으로 삼고, 후발자본주의국가든 새로 태어난 사회주의국가든('소련=쏘비에뜨의 힘+전기'라고 주장한 레닌을 상기하라) 가능한 한 많은 에너지를 만들고 소비하는 데 힘을 쏟았던 것이다. 사회 발전을 상징하는 이들 고급에너지는 대부분 화석연료로부터 나온 것이었다. 그러나 화석연료 사용의 확대는 1970년대에 와서 에너지 위기를 초래했다. 이때만 해도 에너지 위기란 결핍과 고갈로부터 연유하는 것이었다. 그러므로 새로운 유전이 발견되고 원자력이 확대되면 극복될 거라 여겨졌다. 한편 아주 작기는 했지만, 화석연료 사용으로 인한 기후변화에 대해 우려하는 목소리도 조금씩 나오기 시작했다. 그후 이러한 우려는 학계나 산업계로부터 거센 비판을 받기도 했지만, 지금은 인간의 활동 때문에 실제로 기후변화가 일어나고 있다는 것은 어느 누구도 부인할 수 없는 확고한 사실이 되었다. 현재 지구에서 하룻동안 불태워지는 화석연료의 양은 지구가 1천년 이상 축적한 화석연료보다 더 많다. 생성 속도보다 거의 40만 배나 빠른 속도로 화석연료가 소비되는 셈이다.註3그러므로 이제 에너지 위기라는 말이 우리에게 연상시키는 것은, 화석연료의 급속한 소비로 초래된 에너지 부족에 따른 생활상의 곤궁만이 아니라 기후변화로 인한 지구생태계의 혼란이다. 20세기에서 21세기로 넘어가는 이때, 우리는 또다시 에너지와 연관된 종말론적 어두움에 휩싸이게 된 것이다. 그러나 이 어두움은 19세기말을 뒤덮었던 세기말적 현상과는 다르다. 당시의 '열죽음'은 먼 훗날에나 도래할 수 있는 것이어서 사람들의 관념 속에서나 존재했지만, 기후변화는 당장 우리가 직면한 급박한 현실이다. 우리는 바로 지금 온몸으로 기후변화를 겪고 있다. 작년 8월 우리는 양동이로 퍼붓는 듯한 비로 막대한 피해를 입었고, 이웃 중국에서는 한달 이상 쉬지 않고 내린 비 때문에 양쯔강 곳곳의 제방을 터뜨릴 수밖에 없었다. 이러한 작금의 기후변괴를 두고 여름에 한번 갑작스레 큰비가 올 수도 있는 일이고, 중국의 양쯔강 범람도 과거에 종종 일어났던 일이라고 가볍게 넘겨버릴 수도 있다. 그러나 1908년부터 97년까지 100년도 안되는 기간에 서울의 평균 기온이 섭씨 10.4도에서 12.9도로 2.5도나 올랐다는 사실 앞에서는 아무도 기후변화를 부정하지 못할 것이고, 그 결말을 두려워하지 않을 수 없을 것이다.註4 2. 기후변화 해결을 위한 대안 얼마 전까지만 해도 에너지 문제의 중심은 산업체제 유지에 필수적인 에너지원이 사라져간다는 사실이었다. 그러나 이제는 그 중심에 과도한 에너지 소비로 초래된 기후변화가 자리잡게 되었고, 기후변화는 화석연료라는 에너지원의 고갈보다 훨씬 더 급박한 문제가 되었다. 사실 현재 확인된 화석연료의 매장량(석유 45년, 천연가스 67년, 석탄 190년)註5만을 고려할 때, 석유에 대한 지나친 의존에서 벗어나 석탄과 천연가스 활용 쪽으로 나아간다면 앞으로 100년 정도는 그럭저럭 에너지 곤궁을 겪지 않고 지낼 수는 있다. 그러나 이 기간에 이들 화석연료를 현재와 같은 속도로 소비하면 지구온난화는 해가 갈수록 심해질 것이고, 그 결과 다음 세기의 지구 평균 기온이 3~7도 상승할 것이며, 따라서 지구는 반세기 안에 기후파탄을 맞을 것이다.註6 기후변화가 지구생태계를 돌이킬 수 없는 혼란에 빠뜨리고 현재의 인류 문명을 밑바닥부터 뒤흔들 것이라는 사실이 분명한 이상, 우선 현재의 에너지씨스템에 대해 반성하고 대안을 모색하는 것이 긴급한 과제일 것이다. 크게 두 가지 방향의 대안으로 접근할 수 있다. 하나는 현재의 에너지 다소비형 산업체제와 소비구조를 유지하고 그것을 화석연료가 아닌 다른 에너지원으로 지탱하는 것이다. 다른 하나는 현재의 에너지 다소비형 산업체제와 생활문화를 에너지를 적게 효율적으로 소비하는 방향으로 바꾸어나가고, 동시에 이에 필요한 에너지의 상당 부분을 화석연료가 아닌 다른 에너지원으로부터 얻는 것이다. 첫번째 대안으로 원자력의 대대적 확대가 현재 가장 현실성있는 방안으로 주장되고 있다. 두번째 대안으로는 국민총생산ㆍ인구증가ㆍ에너지가격ㆍ에너지효율ㆍ삼림파괴 등의 요소를 어떻게 조종하느냐에 따라, 그리고 화석연료와 원자력 사용을 얼마나 빠른 속도로 줄이느냐에 따라 여러 다른 길이 있을 수 있다. 그러나 이 여러 길들간의 차이는 산업체제와 생활양식을 서서히 변화시킬 것인가 빠르게 변화시킬 것인가에 있는 것이지, 그 핵심이 에너지 효율의 향상 및 재생가능 에너지의 개발과 확장이라는 점에서는 차이가 없다. 결국 대안은 원자력의 확대냐 에너지 효율 향상과 재생가능 에너지의 개발이냐로 요약되는 것이다. 원자력의 확대? 1979년의 스리마일(Three Mile)섬 사고로 일격을 당해 침체에 빠진 미국과 유럽의 원자력산업계는 1986년의 체르노빌(Chernobyl) 사고로 회복불능 상태에 들어간 것처럼 보였다. 원자력산업계 내부에서도 더이상 희망이 없다는 분위기가 지배적이었다. 그러나 1988년 토론토에서 열린 세계기후회의에서 지구온난화가 핵전쟁에 비견될 정도의 위협으로 표현되고, 그 위험에 대한 인식이 확산되면서 원자력산업계의 분위기는 반전되어 사기가 크게 올라갔다. 이는 물론 한국에는 해당되지 않는다. 한국 원자력계는 체르노빌 사고 때도 전혀 요동하지 않았고, 구미의 원자력계는 지구온난화를 극심한 가뭄 중에 내린 회생의 단비로 받아들였지만 영양 과잉의 한국 원자력산업계에 지구온난화는 또하나의 영양제로 작용했을 뿐이다. 그런데 지구온난화 억제를 이유로 원자력산업을 다시 부흥시키려는 유럽 원자력계의 노력은 여론과 정책을 호의적으로 바꾸지는 못했다. 오히려 좌파정권의 등장으로 원자력과의 작별이 점점 더 현실화되는 추세이다. 유럽과 달리 한국에서는 원자력 발전 확대에 걸림돌이 되는 것은 거의 없지만, 그럼에도 한국의 원자력계는 지구온난화 억제를 위해 원자력 발전을 확대해야 한다는 논리를 기회 있을 때마다 홍보해왔다.註7 그렇다면 원자력으로 온난화 유발 기체의 대부분을 차지하는 이산화탄소를 얼마나 줄일 수 있을까? 원자력산업계는 원자력 발전소 하나가 연간 최대 1200만 톤의 이산화탄소 배출을 줄일 수 있다고 주장한다.註8또한 현재 가동중인 전세계의 원자로 420여기를 화력발전으로 대체하면 연간 약 23억 톤의 이산화탄소가 추가 배출되며, 이 양은 화석연료로부터 발생하는 이산화탄소 배출 총량의 10%에 해당한다고 주장한다. 원자력 발전이 화력발전보다 이산화탄소를 적게 배출하는 것은 분명하다. 그러나 여기서도 계산은 그리 간단치 않다. 원자력계가 내놓은 자료에 따르면(『원자력산업』 1997년 11월, 37면), 원자력 발전소에서 1킬로와트시의 전력을 생산할 때 배출되는 이산화탄소의 양은 다른 어떤 전력원보다 더 낮은 것으로 되어 있다. 자료에는 설비를 갖추고 운용할 때 발생하는 이산화탄소까지 고려한 것으로 나와 있지만, 원전 가동에 필요한 모든 요소를 고려하고 화력발전을 좀더 세분해 고찰했을 때의 이산화탄소 배출량을 비교하면, 원자력 발전은 천연가스를 사용하는 최신 열병합 발전과 비슷한 양의 이산화탄소를 배출하는 것으로 알려져 있다. 원자력 발전은 설비 제조중에도 화석연료를 사용하지만, 연료 준비중에는 다른 어떤 것보다 복잡한 과정을 거치며 에너지를 사용한다. 태양광ㆍ수력ㆍ풍력 등 재생가능 에너지는 연료 준비과정에서 배출되는 이산화탄소가 없다. 석탄의 경우는 채굴과 수송에 많은 양의 에너지가 투입되고 따라서 발생하는 이산화탄소의 양도 많다. 우라늄의 경우는 우라늄광을 채굴하여 이것으로부터 우라늄을 뽑아내고, 이것을 다시 핵분열 연쇄반응이 가능하도록 농축하고, 마지막으로 핵연료로 가공해야 한다. 이 모든 과정에 에너지가 투입되어야 하고, 그에 따라 이산화탄소가 배출된다. 독일 헤쎈 주정부의 위탁을 받아 생태연구소가 수행한 연구에 따르면, 이를 모두 고려할 때의 결과는 원자력산업계가 주장하는 1킬로와트시의 전력당 3~6그램이 아니라 35그램이 된다.註9이 연구는 원자력 발전의 이산화탄소 배출 정도가 천연가스 열병합 발전과 비슷하다는 것을 보여준다. 그런데 천연가스를 사용하는 열병합 발전은 이산화탄소 배출량이 원자력 발전보다 훨씬 적을 뿐만 아니라 마이너스 배출, 즉 이산화탄소를 흡수한다는 결과가 나오는데, 이는 화석연료 회피량을 고려했기 때문이다. 가정이나 공장에서 열병합 발전소에서 나오는 열로 난방을 하면 이에 해당하는 양만큼의 난방용 화석연료를 사용하지 않게 된다. 다시 말하면, 열병합 발전이 난방용 화석연료 사용의 회피를 가능하게 함으로써 그렇지 않을 경우 배출될 이산화탄소를 흡수하기 때문에, 순수 배출량과 이 가상의 흡수량을 더했을 때 흡수량이 더 많아지는 것이다. 현재 지구 전체의 전기생산에서 원자력 발전이 차지하는 비율은 17%이다(수력 약 20%, 화력 약 60%). 지구의 1차에너지 수요 중 전기의 비율이 34%라는 것을 고려하면 지구 전체의 1차에너지 수요에서 원자력이 차지하는 비율은 6%에 못 미친다.註10다른 에너지원과 비교할 때 원자력의 가장 큰 약점은 전기 생산에만 사용가능하다는 것이다. 그러므로 원자력계의 주장을 받아들여 원자력 발전을 최대로 확대해 화력 발전을 모두 원자력 발전으로 대체한다 해도 방출되는 이산화탄소의 20% 정도만을 줄일 수 있을 뿐이다. 이 20%를 줄이기 위해 1990년을 기준으로 화력 발전을 모두 원자력 발전으로 대체할 경우 가동중인 약 420여기 외에 추가로 건설해야 할 원자로의 수는 발전용량 130만 킬로와트급의 원자로 1250기이다. 그런데 현재 채굴 가능한 우라늄 매장량으로는 130만 킬로와트급의 원자로 1000기를 길게 잡아야 30년간 가동할 수 있는 게 고작이다. 원자로의 수가 1700기로 늘어나면 원자력 발전이 가능한 기간은 최대로 잡아도 18년 정도밖에 되지 않는다. 요컨대 현행의 원자력 발전으로 지구온난화 문제를 해결하는 것은 불가능하다는 결론이다. 결국은 원자력 발전이 가능한 기간을 60배 가량 늘려주는 고속증식로 쪽으로 나아가야만 원자력 발전으로 온난화를 억제할 수 있다는 주장이 약간이나마 설득력을 지니게 된다.註11 이제 수백 개의 고속증식로가 가동된다고 가정해보자. 이를 위해서는 플루토늄을 뽑아내는 수십 개의 재처리시설이 필요하다. 이 시설들을 어디에 세울 것인가라는 문제는 차치하고라도 재처리시설에서 방출되는 방사능, 처리 과정중에 만들어지는 핵폐기물이라는 거의 해결 불가능한 문제들이 발생한다. 게다가 고속증식로와 재처리시설로 가는 길은 경제적으로도 대단히 값비싼 길이다. 더욱 우려할 만한 문제는 고속증식로가 핵무기 개발과 불가분의 관계를 지닌다는 것이다. 보통의 원자로도 핵무기와 간접적인 연관을 가질 수 있지만(100만 킬로와트급의 원자로는 해마다 250킬로그램의 플루토늄을 만들어낸다), 고속증식로의 연료인 플루토늄은 곧바로 핵무기 생산에 이용될 수 있다. 산업적으로 이용되는 플루토늄으로 핵무기 하나를 만들 수 있는 최소량은 금속형태로는 8킬로그램, 산화물로는 10킬로그램이다(군사용은 각각 4킬로그램, 6킬로그램이다). 최근 인도와 파키스탄의 핵실험은 원자력 발전에서 원자탄으로 넘어가는 데 높은 장벽이 존재하지 않음을 보여준다. 기존의 핵무기 보유 5개국은 핵무기를 먼저 개발한 후 이때 축적된 기술을 이용해 원자력 발전으로 넘어갔다. 그러나 인도와 파키스탄은 원자력의 '평화적' 이용을 통해 핵무기 제조 관련 기술과 원료를 습득한 후 핵무기를 개발한 것이다. 원자력 발전이 이와같은 내재적 불안정성을 지니고 있기 때문에, 원자력 발전을 확대함과 동시에 불안정성의 발현을 억제하려면 불가피하게 사회체제의 변화를 초래하게 된다. 이 변화가 바로 융크(R. Jungk)가 주장한 '핵국가'(Atomstaat)의 출현이고,註12와인버그(A. Weinberg)의 '핵사제단'(nuclear priesthood)의 등장이다.註13'핵국가'는 그 사회의 고급에너지 대부분을 공급하는 원자력 발전소를 안전하게 보호하고 플루토늄의 유출을 막기 위해 민주주의ㆍ인권ㆍ프라이버시를 제한할 수밖에 없는 체제이다. '핵사제단'은 원자력 발전에 대한 완벽한 결정을 내릴 수 있는 능력을 지닌 엘리뜨 집단이다. 와인버그는 핵인간들(nuclear people)이 사회에 원자력이라는 에너지원을 제공했을 때, 그들은 "사회와 파우스트적 거래를 한 셈"이라고 주장한다. 그들이 "이 마술적인 에너지원을 사회에 제공하고 요구한 댓가는 아주 낯선 사회기구를 보호하고 장기적으로 존속시키라는 것"이었다. 와인버그는 이 새로운 에너지원이 높은 위험을 수반하기 때문에 원자로의 안전, 방사성 물질 수송 및 핵폐기물 처리를 지킬 '핵사제단'을 만들 것을 제안했다. '핵사제단'은 책임감이 매우 높고, 뛰어난 지적 능력을 지닌 사람들의 집단이다. 만일 '핵사제단'이 개개인의 자유를 제한함으로써만 핵발전소를 지킬 수 있다고 판단한다면, 이것은 현실이 될 것이다. 사회가 원자력에 더 크게 의존할수록, 개인의 자유에 대한 제한은 더욱 강해지는 것이다. 이러한 위험과 불안정성 때문에, 1986년 체르노빌 사고 후 열렬한 원자력 발전 찬성에서 반대로 돌아선 물리학자 바이쯔제커(Carl Friedrich von Weizsaker)는 이미 1985년에 자신의 생각을 바꾸는 근거가 될 만한 이유를 내놓았다. "원자력이 전세계적으로 관철되면, 그 결과 현재의 모든 문화의 정치구조상의 급진적 변화가 요구된다. 그것은 적어도 고급문화가 시작된 이래 존재해온 전쟁이라는 정치적 제도의 극복을 요구한다." 그러나 정치ㆍ문화적으로 완벽하게 보장된 세계평화가 도래할 전망은 보이지 않고, 따라서 원자력 발전이 전세계적으로 확대되면 세계는 끊임없이 핵전쟁의 위험에 직면하기 때문에 원자력 발전을 반대한다는 것이다.註14 지금까지 고찰한 바에 따르면 원자력 발전이 기후변화의 억제와 지속가능한 에너지 공급에도 별다른 기여를 하지 못하고, 오히려 세계평화의 커다란 걸림돌이 된다는 것이 드러났다. 그럼에도 불구하고 한국의 원자력계는 원자력 발전만이 에너지 위기─기후변화와 에너지원 결핍이라는 두 가지 측면에서의─를 타개할 수 있는 유일한 길이라고 주장하고, 정부도 이러한 주장을 거의 수용하는 것 같다. 원자력 발전을 시작한 지 20년밖에 안된 현재 14기의 원자로가 전체 전력의 40%를 공급하고 있고, 2010년에는 27기의 원자로가 70%에 달하는 전력을 생산하게 될 것이다. 가동중인 14기의 원자로 중에서 초기에 건설된 것이 지금까지 배출한 핵폐기물은 포화 지경에 이르렀지만, 아직까지도 합리적인 핵폐기물 처리 계획은 나와 있지 않고, 과연 처리가 가능하기나 할지 지극히 의심스럽다. 그러나 한국은 2010년 이후에도 계속 대대적으로 원자력 발전을 확대할 것이고, 2030년경에는 미국이나 독일─내부적으로는 프랑스에서도─에서 이미 기술적ㆍ경제적으로 실패라고 인정한 고속증식로를 완공하여 전력을 생산할 것이다. 요컨대 한국은 현재 지속가능하지도 않을 뿐만 아니라, 엄청난 정치적ㆍ사회적 불안정성을 지닌 에너지 생산의 길을 가고 있는 것이다. 에너지씨스템의 전환 현재의 위기를 초래한 에너지씨스템의 대안으로 재생가능 에너지로의 전환을 역설하는 사람은 아직까지도 (적어도 한국에서는) 몽상가쯤으로 간주되고 있다.註15사람들은 흔히 태양광 발전으로 포항제철 같은 대규모 산업체에 전기를 공급하는 것이 될 법한 일이냐고 묻는다. 덧붙여 그것이 가능하려면 광대한 땅이 태양광 전지로 뒤덮여야 하기 때문에 적어도 우리나라에서는 불가능하다고 한다. 크게 양보해서 말할 경우 재생가능 에너지가 기껏해야 약간의 에너지를 공급할 수 있을 뿐 진정한 대안은 될 수 없다는 이야기가 나온다.註16그런데 이러한 반론이 기본적으로 전제하는 것은 기존의 산업체제와 에너지 이용 씨스템을 그대로 존속시킨다는 것이다. 기존 산업체제를 그대로 유지하고 거기에 필요한 에너지를 재생가능 에너지로 공급하는 것이 전혀 불가능한 일만은 아니다. 사하라 사막 64만 제곱킬로미터에 효율 10%의 태양광 발전시설을 설치하면 전인류에 필요한 에너지를 공급할 수 있다는 계산이나, 영국의 건물 지붕 10%만을 태양광 발전시설로 덮어도 영국 전체에 필요한 전기를 공급할 수 있다는 계산은 태양에너지로의 전환이 가능함을 보여준다.註17그러나 현재 같은 에너지 소비구조가 바뀌지 않는다면, 필요한 에너지를 대부분 재생가능 에너지로 공급한다 해도 화석연료나 원자력 사용이 초래한 것 못지않은 환경문제가 발생할 수 있다. 또한 아직도 좇아가야 할 표본으로 여겨지는 대량생산ㆍ대량소비에 기초한 미국식 산업체제가 전지구적으로 관철되어 세계의 에너지소비량이 현재보다 수십배 증가하면, 지구에 도달하는 태양에너지를 대단히 효율적으로 전환한다 해도 전세계의 에너지 욕구를 재생가능 에너지로 만족시키지 못할 것이다. 1950년 이래 미국인 한 사람은 연간 5톤의 이산화탄소를 대기로 방출했지만, 반면에 개발도상국의 주민은 그 20분의 1밖에 안되는 225킬로그램을 방출했고, 에너지소비량을 석탄으로 환산했을 때 미국인 한 사람이 연간 10200킬로그램을 소비한 반면 인도인 한 사람은 그것의 30분의 1도 안되는 300킬로그램을 사용했다는 사실은, 미국식 풍요가 엄청나게 많은 에너지 소비에 바탕을 두고 있음을 보여준다.註18 현존 산업체제를 바꾸지 않은 채 재생가능 에너지를 도입하는 것이 결코 문제를 해결할 수 없다는 것은 브라질의 예가 분명히 보여준다. 브라질은 석유 수입을 피하기 위해 자동차 연료를 사탕수수에서 얻은 에탄올로 대치하는 프로그램을 대대적으로 수행했다. 겉으로 드러난 결과는 수백만의 에탄올 자동차가 석유 자동차를 몰아내고, 그럼으로써 재생가능한 에탄올이 재생불가능한 석유를 거대 규모로 대체한 것이었지만, 에탄올 프로그램은 심각한 사회문제와 환경문제를 초래했다. 대규모 사탕수수 플랜테이션의 관철에 따라 농토를 빼앗긴 소농과 소작농이 도시 빈민층으로 편입되고, 다른 작물 재배에 이용될 수 있는 농토와 숲이 파괴되었으며, 에탄올 생산공장에서 나오는 엄청난 양의 찌꺼기(에탄올 1리터당 13리터)는 하천을 극도로 오염시켰다.註19브라질의 에탄올 프로그램의 실패는 에탄올의 에너지 수율(收率)에서 가장 명확하게 드러난다. 에탄올 생산의 전과정에 투입되는 에너지를 모두 고려하여 계산했을 때, 에너지 수율은 1칼로리를 투입해서 2~3칼로리를 생산한 것으로 나온다. 이와 비교해서 멕시코에서 옥수수를 경작하는 농부는 1칼로리를 투입해서 14칼로리를 얻는다.註20 현존 에너지 소비체제의 전환이 전제되어야 한다는 것은 태양광 자동차의 예에서도 드러난다. 태양광 자동차가 기존 자동차를 대신해서 도로를 달리는 모습은 대단히 매력적으로 보일 것이다. 대기오염물질을 거의 방출하지 않을 것이고, 도시환경이 크게 개선될 것이 분명하다. 그러나 해마다 수천만 대씩 생산되는 자동차에 부착하기 위해 태양전지를 생산하고, 가벼운 차체를 만들기 위해 플라스틱을 대량으로 생산한다면 엄청난 환경오염이 유발될 것이다. 더욱이 해가 비치지 않을 때나 먼 거리를 움직일 때는 사용할 수 없다는 단점 때문에 태양광 자동차가 내연기관 자동차를 현실적으로 완전히 몰아낼 수는 없다. 아마 사람들이 태양광 자동차와 내연기관 자동차를 모두 소유하면서 비가 오거나 멀리 갈 때는 내연기관 자동차를, 해가 나거나 출근을 할 경우에는 태양광 자동차를 선택할 가능성이 크다. 그렇게 되면 전체적으로 자동차가 늘어나므로 교통문제는 더욱 심각해질 것이고, 결국 태양광 자동차의 도입이 이산화탄소 배출 감소에 커다란 기여를 하지 못하고 오히려 전체 환경에 부정적으로 작용할 수 있는 것이다. 세계적으로 교통에서 소비되는 에너지는 1차에너지 소비량의 25%에 달하고, 이는 대부분 석유로부터 나온다. 전체 이산화탄소 방출량의 4분의 1이 교통으로부터 유발되는 것이다. 그런데 현존 교통체계를 유지하면서 휘발유 자동차를 태양광 자동차로 대체하는 것이 해결책이 될 수 없다는 것이 드러난 이상, 우리에게 남은 길은 교통체계를 이산화탄소를 적게 방출하는 쪽으로 전환하는 일일 것이다. 현재 우리가 사용하는 교통수단은 비행기ㆍ승용차ㆍ버스ㆍ기차ㆍ화물차ㆍ자전거 등이다. 이 중에서 1인 킬로미터당(한 사람을 1킬로미터 실어나를 때) 가장 많은 에너지를 소비하고 가장 많은 이산화탄소를 내놓는 것은 승용차와 비행기이고, 이산화탄소를 거의 내놓지 않고 에너지를 가장 적게 소비하는 것은 자전거이다. 기차와 버스가 1인 킬로미터당 이산화탄소를 각각 90그램과 59그램 배출하는 것에 비해 승용차는 200그램을 배출한다. 에너지 면에서는 승용차가 기차에 비해 3~4배나 많은 1차에너지를 소비하고, 화물 수송의 경우 1톤 킬로미터당 화물차가 기차보다 10배 가까이 에너지를 소비한다. 비행기의 경우 기차보다 4.2배나 많은 양의 1차에너지를 소비한다.註21그렇다면 교통에서 에너지를 효율적으로 사용하고 이산화탄소 배출을 줄이는 길은 교통체계의 중심을 승용차로부터 자전거와 대중교통으로, 화물차로부터 기차로 옮겨가는 것이다. 화물 수송은 불가피한 경우가 아니면 가능한 한 짧은 거리를 움직이도록 물류체계를 합리화하는 쪽으로 방향을 전환해야 할 것이다. 이미 세계의 여러 도시는 이러한 방식으로 선회하고 있다. 브라질의 꾸리띠바는 자전거와 대중교통을 중심으로 하는 교통체계를 구축하여 성공적으로 운영하고 있고, 쮜리히는 버스ㆍ전차ㆍ지상도시철도로 연결된 대중교통망을 구축하여 승용차 사용을 크게 줄이는 데 성공했다. 쮜리히에서는 주중에 승용차로 출퇴근하는 시민의 비율이 30%에 미치지 못한다. 유럽에서 자전거 이용을 활성화하는 데 가장 성공한 도시는 독일의 프라이부르크로, 이곳의 자전거 도로망은 400킬로미터에 달하며 자전거의 사람 수송분담 비율은 27%이다.註22 근대적 식량생산 방식 또한 에너지 면에서는 매우 부정적인 판정을 받을 수밖에 없다. 농업은 재생가능 에너지를 생산하는 행위이다. 농사란 한마디로 태양에너지를 포획하는 것이기 때문이다. 그런데 기계와 비료 및 화학물질이 대량으로 투입되는 현대적 농업을 에너지 대차(energy balance)로 분석하면, 단위 면적당 생산되는 에너지의 절대량은 20세기초에 비해 크게 높아졌지만, 투입되는 에너지의 양을 고려할 때는 상대적으로 오히려 떨어졌다고 할 수 있다. 이는 산업축산이 확대된 탓도 있지만, 주된 요인은 질소비료의 과도한 투입과 기계 사용의 확대에 있다. 전통적으로 농업에서 가축을 길렀던 이유는 고기를 얻기 위해서라기보다 작물재배에 필요한 질소를 만들어내기 위해서였다. 고기는 이 과정의 부산물이었을 뿐이다. 질소비료는 공기중의 질소를 암모니아의 형태로 고정해서 만드는데, 암모니아 생산은 높은 온도와 압력을 요하기 때문에 많은 양의 에너지가 투입된다. 질소 1톤을 생산하는 데 석유로 환산한 에너지가 1.9톤이 들어간다는 것을 고려하면 현대농업이 얼마나 에너지집중적이고, 에너지 면에서 비효율적인가를 알 수 있다. 농업에서 사용되는 에너지는 세계 1차에너지의 20% 이상을 차지한다. 화학비료가 도입된 이래 농업생산성은 해마다 늘었지만, 그것이 에너지 투입 증가율에 미치지 못했기 때문에 에너지 수율은 더 떨어졌다. 특히 산업축산이 시작되면서 에너지 면에서의 대차는 극도로 나빠졌다. 미국의 경우 1945년에는 1칼로리를 투입해서 3.70칼로리의 옥수수를 수확했지만, 1970년에는 1칼로리에 2.82칼로리만을 얻었을 뿐이다. 이는 에너지사용량은 313%나 증가했지만, 수확량은 238%밖에 늘지 않았기 때문에 나타난 결과이다. 가축은 광합성을 하는 것이 아니라 그 자체가 에너지원인 곡식 등을 먹고 성장하기 때문에 에너지 대차가 부정적으로 나올 수밖에 없다. 그러나 전래의 사육방식과 현대 산업축산을 비교하면 그 부정적 대차의 정도는 엄청난 차이를 보인다. 방목만을 통해 소를 사육할 경우 1칼로리를 얻기 위해 투입하는 에너지는 1칼로리가 채 못 된다. 에너지 대차가 아직은 흑자로 나오는 것이다. 그러나 1970년 미국 산업축산의 경우 1칼로리를 얻기 위해 투입해야 했던 에너지는 9.6칼로리에 달했다.註23 요컨대 재생가능 에너지로의 전환은 기존의 에너지씨스템을 그대로 유지하는 한 성공할 수 없는 것이다. 결국 이 전환이 성공하기 위해서는 에너지를 과다하게 소비하는 현재의 산업문명체계와 생활문화를 에너지를 적게 소비하는 체계와 생활방식으로 전환하는 일이 수반되어야만 한다. 3. 맺는말 현재 이산화탄소를 가장 많이 방출하는 나라에 속하는 북의 고도산업국들은 이산화탄소 배출량 감소와 재생가능 에너지 확산에 적극적이다. 반면에 이산화탄소를 그다지 방출하지 않는 남의 저개발국들은 대체로 적극성을 보이지 않고, 지구온난화로 인한 위기를 북의 책임으로 돌린다. 이들의 주된 관심은 지구온난화보다는 북의 국가들이 지금까지 걸어온 것과 같은 방식의 산업화로 향해 있다. 남의 저개발국들의 주장이나 관심이 지구온난화의 억제와는 정반대 방향으로 향하는 것을 탓할 것만은 아니다. 사실 지구 대기중의 이산화탄소 농도 증가는 대부분 북의 산업활동으로 인해 초래된 것이고, 현재도 대기로 배출되는 이산화탄소의 70% 이상은 산업국가들로부터 나온다. 에너지 소비의 70%도 이들 나라에서 이루어지고 있다. 따라서 산업국가들이 에너지 소비를 줄이고 이산화탄소 배출량을 줄이는 일에 적극적으로 나서는 것은 당연하다. 이들 국가들이 현재의 기후변화를 비롯한 전지구적 환경위기에 대해 근본적으로 책임을 져야 하는 것이다. 이런 측면에서 풍력과 태양에너지 등의 재생가능 에너지 사용을 확대하여 온실가스 배출을 크게 감축하려는 독일이나 덴마크의 노력에 마냥 찬탄할 필요도 없다. 독일이 배출량의 50%를 줄인다고 해도 여전히 1인당 배출량에서는 앞선 나라에 속할 것이고, 모든 나라가 이와같은 수준의 온실가스를 배출하게 되면 기후변화는 더욱 가속될 것이기 때문이다. 그러나 기후변화의 위기는 그것을 누가 초래했나에 상관없이 지구 전체를 파국으로 몰아갈 수 있기 때문에, 이 위기의 도래를 저지하는 데는 모든 나라가 참여할 수밖에 없다. 어차피 화석연료의 매장량은 한정되어 있으므로 전래의 산업화 방식을 좇아간다 하더라도 얼마 지나지 않아 한계에 봉착하리라는 점도 저개발국들이 가야 할 길이 무엇인가를 시사한다. 그러므로 이들 국가도 지금부터 새로운 에너지씨스템을 모색하는 것이 현명할 것이다. 현재 독일이나 덴마크 등의 산업국가가 온실가스 배출을 줄이기 위해 택하는 전략은 에너지 효율 향상, 반환경적인 에너지 가격의 인상 및 재생가능 에너지의 확산이다. 이 전략이 성공하면 에너지씨스템은 화력과 원자력에 의존하는 중앙집중 방식으로부터 다양한 에너지원에 의존하는 분산 방식으로 변화할 것이다. 한국은 이미 현재 일본과 같은 수준의 상당히 높은 1인당 이산화탄소 배출량을 보이고 있고, 에너지 소비가 현재 같은 추세로 증가하면 2000년대에는 독일 수준에 도달할 것으로 예측된다. 이러한 상황임에도 한국은 기후변화협약에 대해 매우 소극적이고, 에너지씨스템의 전환에 대해서는 최소한의 관심도 보이지 않고 있다. 경제위기가 닥치면서 에너지 소비가 크게 줄어들어 에너지씨스템을 뜯어고치기가 한결 쉬워졌지만, 에너지정책은 조금도 바뀌지 않았다. 경제가 호전되면 에너지 소비가 예전과 같이 해마다 10% 가량 늘어나리라는 예측 위에서 정책이 입안되고 있는 것이다. 사실 현재의 경제위기는 에너지 소비를 매년 10%씩 늘리면서, 그리고 이에 수반하여 환경을 계속 희생하면서 성장을 추구하는 것이 불가능해졌기 때문에 초래되었다고 볼 수도 있는데, 이러한 점은 전혀 고려되지 않고 있다. 에너지씨스템 자체가 근본적으로 바뀌지 않는 한 바람직한 방향으로의 '경제회복'도 불가능해질지 모른다. 그러므로 기후변화와 에너지원의 고갈이라는 지구적 차원의 위기뿐만 아니라 경제위기의 극복을 위해서도 에너지씨스템의 전환은 필수적이다. □ |