전기차 전환의 당위성
(1) 배기가스로 인한 환경오염 심화
2013년 5월, 기상청에서 발표한 2012년 연평균 이산화탄소 농도는 400.2ppm으로 400ppm을 돌파했다고 보도되었다. 그 동안 과학 교과서에서 배워왔던 ‘대기 중 이산화탄소 농도 0.3%’를 ‘대기 중 이산화탄소 농도 0.4%’로 수정해야 할 때가 된 것이다. 참고로 2014년 평균 농도는 404.8ppm이다.
이산화탄소 자체는 생물에 미치는 독성을 가지고 있지 않기 때문에 탄산음료나 맥주 등에도 널리 사용되고 있어서 유해독성 물질처럼 규제되고 있지는 않다. 하지만 국지적인 피해를 직접 발생시키지 않는 대신 대기에 희석되어 전 지구에 피해를 가져오는 소리 없는 암살자와 같다. 또한 매우 안정된 분자이기에 자연에서 분해되어 소멸하기 위해서는 200년이라는 긴 시간이 필요하다. 산업혁명 이후에 발생된 이산화탄소가 아직도 지구 대기에 남아 온실가스 효과를 일으키고 있는 것이다. 온실가스는 태양 또는 지구복사 에너지를 흡수하여 재방출하는 천연 또는 인공의 기체성 대기 구성 물질을 말하는 것으로 지구 표면, 대기, 구름에 의해 방출되는 적외복사 스펙트럼 내에서 특정 파장에 대해 복사를 흡수하고 방출하는 특성이 있으며, 이러한 특성이 온실효과를 일으킨다. 참고로 주요 온실가스로 수증기, 이산화탄소, 아산화질소, 메탄 등이 있으며 이산화탄소보다 온실가스 효과가 큰 메탄의 자연소멸 기간은 12년으로 비교적 짧은 편이다.
온실효과는 지구를 느리지만 지속적으로 끓어오르게 하고 있다. 다만 그 변화가 급격하지 않기 때문에 잘 느끼지 못하는 것뿐이다. 역사적으로 평균 이산화탄소 농도가 400ppm 상태였던 100~200만 년 전은 지금과 비교해 해수면이 10~20m 가량 높았다고 한다. 온실효과로 인한 해수면의 상승은 먼 옛날 과거의 이야기가 아니라 곧 우리에게 닥칠 이야기인 것이다. 단지 얼음이 녹는데 걸리는 시간이 우리를 보호하고 있을 뿐이다.
이미 남북극과 시베리아, 그린란드의 영구동토층이 녹아 내리고 지구 곳곳의 빙하가 해를 거듭할수록 고갈되고 있으며 새로운 빙하로 재생되지 않고 있다. 당연히 이렇게 녹아 내린 물은 바닷물을 불어나게 해서 해수면이 상승한다. 투발루와 몰디브 같은 저지대 국가에서는 이미 바닷물에 잠기는 땅이 늘어나고 투발루 사람들은 환경난민이 되어 고국을 떠나고 있다. 당장은 아니지만, 전 세계적인 해수면 상승으로 결국 우리나라 국토의 저지대 상당부분이 유실될 우려가 있다. 해안가 원자력 발전소는 물론이고 서울을 비롯한 수도권의 저지대에도 상당한 영향을 미칠 수 있을 것이다. 이렇게 이산화탄소로 빚어진 지구 온난화는 여름철 열대야로 사람들을 지치게 하는 정도가 아니라 삶의 터전마저 잃게 할 수 있다.
이산화탄소 농도가 450ppm으로 상승하면 지구 전체 평균온도가 산업혁명 이전보다 2도 상승한다고 한다. 이 2도는 지구생태계의 지속 가능한 한계 온도라고 인식되고 있다. 지난 수십 년 동안의 이산화탄소의 증가 추세를 고려하면 2025년 즈음에 450ppm에 도달할 가능성이 있다. 그리고 이산화탄소의 총량뿐만 아니라 증가량이 해가 갈수록 확대되고 있다는 점은 미래에 대한 전망을 그리 밝지 않게 한다.
온실가스 효과로 인한 해수면의 상승 이외에도 배기가스로 인한 대기오염의 지구적인 영향은 다양하게 존재한다. 산성비로 인한 생태계의 파괴나 오존층의 파괴도 대기오염으로 인한 큰 문제점이다.
산성비는 도시나 공장지대의 국지적 환경오염과는 달리 보다 광범위하게 생태계를 파괴시키고 있다. 빗물 자체가 수목과 농작물의 잎을 파괴할 뿐만 아니라 흙의 영향을 씻어가서 흙을 산성화시키고 척박하게 한다. 뿐만 아니라 산성화된 흙에서는 알루미늄은 금속처럼 도성을 띠어 식물의 생존을 어렵게 만든다. 게다가 흙이 더 이상 알칼리성 광물질을 녹여 낼 것이 없게 되면 물 자체가 산성으로 변한다. 캐나다와 스칸디나비아에는 이미 수 천 개의 호수들이 이 현상으로 물고기들이 살지 못한다.
상층권의 오존층은 지구의 생태계에 매우 중요한 역할을 한다. 그런데 성층권을 날아다니는 초음속 비행기에서 나오는 가스와 지상에서 내뿜는 각종 대기 오염물질들이 이를 파괴하고 있다. 인공위성으로부터의 탐사결과에 의하면 현재 남극의 오존층은 반이 파괴되었으며 칠레와 아르헨티나 남부의 상공은 1/4이 엷어졌다. 게다가 이것은 단지 1970년대 후반부터 지금까지의 짧은 기간에 일어난 일이다. 앞으로 우리가 전혀 대기오염 물질을 방출하지 않는다고 해도 이미 대기 중에 방출해 놓은 오염물질 만으로도 오존층은 상당량이 더 파괴될 것이다.
이런 총체적인 지구의 문제를 해결하기 위해 세계 각국이 모여 책임 있게 배기가스 배출을 감축하도록 하는 기후변화협약 당사국총회가 있었다. 온실가스 감축이라는 단어와 항상 함께하는 교토의정서는 바로 교토에서 열렸던 기후변화협약 당사국총회에서 맺어진 의정서를 뜻한다. 교토의정서에서는 온실 가스 발생을 줄이기 위해 선진국의 이산화탄소 배출을 의무 감축하도록 하고 탄소배출권 거래제도를 도입하여 이산화탄소를 배출할 수 있는 권리를 주식시장처럼 거래할 수 있도록 했다. 탄소배출권 시장이 열려 탄소를 덜 배출하는 기술을 도입한다든지 신재생에너지로 발전하는 경우에는 탄소배출을 감축한 양 만큼 그 권리를 시장에 매각할 수 있는다. 그리고 어쩔 수 없이 탄소배출을 증가시켜야 하는 주체는 이 권리를 시장에서 사오는 것이다. 그리고 해마다 탄소배출 총량을 점진적으로 축소하기 때문에 탄소배출권 거래시장 안에서 탄소배출 주체와 탄소감축 주체 사이의 열띤 거래가 형성되는 것이다.
(2) 유한한 화석연료 자원의 고갈
자원은 사용 후 재생이 가능한지에 따라 재생 가능한 자원과 재생 불가능한 자원으로 구분할 수 있다. 오늘날 주로 사용되고 있는 화석연료인 석탄, 석유, 천연가스 등은 재생 불가능한 자원으로 세계에서 사용되고 있는 에너지의 대부분의 원료를 차지하고 있다. 이러한 지구상의 모든 자원의 총량을 원시매장량이라고 하며 그 중 현재의 기술과 경제력으로 채굴이 가능한 양을 가채매장량, 그리고 그 가채매장량을 그 해의 채굴량 또는 생산량으로 나눈 값을 가채년수라고 부른다. 문제는 이 가채년수가 현재 최대 130여년 밖에 남지 않았다는 사실이다. 원료 별로 보면 석유는 약 50여년, 석탄은 130년 그리고 천연가스는 60년 정도로 화석연료 자원의 고갈 시기는 생각보다 빠르다는 사실을 알 수 있다. 그런 이유로 화석연료를 사용하지 않는 신재생 에너지로의 시장 이동은 자연스러울 수 밖에 없는 것이다.
지금도 세계의 에너지 소비량은 꾸준히 증가하고 있다. 2010년 세계의 에너지 소비량은 1990년에 비해 약 1.5배 가량 증가했으며, 개발 도상국의 경제 성장이 지속되면서 에너지 소비량은 더욱 증가하고 있다.
현 시점에서 화석연료는 2030년도를 기점으로 점차 수요량이 감소하기 시작해 2050년에는 총 에너지 생산량의 절반 수준으로 하락할 것이며 2100년에는 자연으로부터 얻는 에너지가 주 에너지원이 될 것으로 예측하고 있다.
현재 우리나라의 화석연료 의존율은 80%가 넘는다고 한다. 이는 일본의 73%, 미국의 64%, 프랑스의 53%를 크게 넘는 수준이다. 게다가 해외에너지 의존도 역시 약 97%로 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 최상위권이다. 우리나라는 매우 의존적이며 수동적인 에너지 사용을 하고 있는 것이다. 만일 이와 같은 상황에서 화석연료의 가격 인상이 크게 발생한다면 그 영향력과 타격력은 엄청날 것이다. 이것이 하루빨리 화석연료에 대한 의존도를 줄여야 하는 이유인 것이다.
(3) 자동차 배기가스 규제의 강화
배기가스 규제는 배기가스 중 환경오염을 일으키고 인체에 해로운 질소산화물(NOx)과 미세먼지(PM)을 줄이는데 초점이 맞추어져 있으며 해마다 점점 강화되고 있다. 당연히 도시의 오염을 막기 위해서이기도 하며, 지구 온난화를 막는 목적도 가지고 있다. 질소산화물은 물과 만나면 질산으로 변형된다.
이 공기를 마시면 몸에 좋을 리가 없고 토양이 산성화되면 작물이 살 수 없을 것이다. 질소산화물의 규제는 스모그와 산성비에 의한 토양 산성화와 같은 환경오염을 막기 위해서 반듯이 필요한 일이다.
배기가스 규제는 크게 북미의 티어 레귤레이션과 유럽의 유로 레귤레이션으로 구분이 되며 북미의 배기가스 규제는 기준이 주 별로 천차만별인 관계로 한국에서는 주로 유로 기준을 따라가는 추세이다. 미국의 경우, 캘리포니아 대기 보전국(CARB) 규제가 가장 엄격했기 때문에 여기에 맞춰 차량을 개발해 왔으며 2009년 이후 오바마 행정부가 캘리포니아주의 배기가스를 연방 기준으로 사용하기로 해서 여기에만 맞추면 북미 전 지역에서의 차량 판매가 가능하다. EU는 1992년 7월 시행된 유로1을 기준으로 현재 유로6까지 강화된 배기가스 기준을 사용하고 있으며 각 스테이지 별로 CO, HC, NOx, PM의 배출량 기준을 정해 규제 중이다.
유로6는 유로1 대비 약 80%의 배기가스가 감소된 수준의 규제이며, 특히 가장 해로운 질소산화물과 PM은 약 99%가 줄어든 수준이다.
하지만 이런 극단적인 규제에도 불구하고 실제 가장 큰 문제점은 완성차들의 배기가스 배출량이 실험실과 실제 도로 주행 사이에 차이가 많다는 것이며 더욱 큰 문제점은 그 차이가 점점 증가하고 있다는 것이다. 대부분의 완성차들이 실험실에서의 배출량과 도로 주행 시 배출량에 차이를 보이고 있는데 2002년에는 평균 약 10% 정도였으나 2014년에는 약 35%로 늘어나고 있다고 한다. 아우디 A8은 유럽 법정허용량의 22배가 검출되기도 하였으며 BMW X3와 Opel Tourer은 10배 정도가 더 나왔다고 한다. 전통적인 내연기관의 기술적 발전으로는 더 이상 사회적 요구의 수준을 만족 시킬 수 없다는 이야기다. 자동차 시장에도 패러다임의 전환이 필요한 것이다.
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