충전인프라 모델 제안 - 건물 주차장 충전소 모델 ④

3.이동형 충전기를 이용한 아파트 주차장 충전

2016년 환경부는 RFID 대응 이동형 충전기를 개발한 파워큐브와 협력하여 전국 아파트 주차장 전기콘센트에 전기차 충전 식별 장치(RFID 태그)를 설치해, 8월부터 아파트 주차장 전기콘센트에서 전기차 충전 서비스를 제공하기 시작하였다. 현재 설치 중인 식별장치를 포함해 총 13,000여개이다. 식별장치가 부착된 전기콘센트에서 전기차를 충전하기 위해서는 RFID 태그를 인식할 수 있는 전용 이동형 충전기가 필요한데, 현재 전기차 신규 구매자에게는 국가에서 이동형 충전기를 무료로 제공하고 있으며 기존 전기차 소유자는 필요할 경우 약 80만원을 지불하고 구매하면 된다. 전기콘센트에 부착되는 RFID 태그는 5만원이다.

충전속도는 일반적인 전기콘센트를 이용하기 때문에 7.7kW를 지원하는 완속충전기의 절반 이하인 최대 3.3kW(220V 15A)를 지원하여 긴 충전시간이 필요하다. 물론 그렇기 때문에 완속이나 급속충전기에 비해 전력수급에 안정적이라는 장점도 있다. 어쨌든 이동형 충전기를 이용할 경우, 현재 보급중인 28kWh 배터리의 아이오닉 일렉트릭의 경우 완충에 9시간 가까이 걸리며, 2017년 출시 예정인 대용량 배터리를 장착한 첫 번째 보급형 전기차인 볼트 EV(60kWh 배터리 내장)의 경우는 거의 20시간이 필요하다. 하지만 충전요금은 한전에서 고시한 전기차 전용 충전요금을 따르기 때문에 완속충전 요금과 동일한 평균 100원/kWh이다.

하지만 전기차 소유자의 경우 전기차 충전 식별장치가 부착된 건물이면 어디서든 충전이 가능하며 과금도 투명하게 소유자에게 지불되는 점은 큰 장점이다. 현재 약 71곳의 아파트를 대상으로 보급을 진행 중이며, 2020년까지 1만 곳의 아파트에 14만 개의 식별장치를 보급할 계획이다.

충전인프라 모델 제안 - 건물 주차장 충전소 모델 ③

2.사용자 프로파일링

앞에서 언급한 세가지 관점을 고려하여 전기차 사용자들의 프로파일링(사용자가 누구인가?)에서 고민을 시작해보자. 이 과정을 위해 먼저 설정해야 할 가정은 사용자의 포괄적 정의이다. 전기차를 선택하는 사용자 스스로가 불규칙한 형태를 가진다면 방전에 대한 공포를 느끼게 될 것이므로 자동차 이용에 있어서 규칙성을 갖는다는 가정이 필요하다. 영업사원, 택시 등 주행거리도 길지만 이동 목적지가 분명하지 않은 사용자의 경우 전기차 소비자군에서 배제하는 것이 바람직하다. 물론 초기 사용자를 정의하면서 말이다. 즉, 무엇보다 중요한 사용자 프로파일은 “규칙성”이다.

먼저 출퇴근이 일정한 직장인을 프로파일링 해보자. 직장인의 전기차에 대한 필요성은 본질적으로 출퇴근용이다. 이동수단이고 품위재적인 성격도 있지만, 자동차의 성능보다는 기본적인 기능, 특히 이동에 소요되는 비용에 초점이 맞춰져 있다. 그러기에 연료비는 매우 중요한 결정요소이다. 즉, 하이브리드나 신-디젤과 같은 연료비 절감형 자동차에 관심을 두는 사용자이다. 상대적으로 직장과 가정간의 거리는 멀다(10~20km)는 가정을 할 수 있다. 자동차 출퇴근을 하는 직장인의 연령대가 가정을 구성했다고 가정하면 그 거리는 좀 더 멀어질 수 있다. 지방 공장지대와 같이 출퇴근 거리가 가까운 경우도 있지만, 일정 수준의 거리를 가정하는 것이 짧은 거리를 포함하므로 멀지 않은 일정 수준의 거리로 가정한다. 주말의 행태가 다를 수 있으나 이는 추후 논의하도록 하자.

사용자는 출근해서 거의 이동을 하지 않고 차량은 주차장에 정차되어 있는 경우가 대부분이고 퇴근시에 이동하여 역시 주택의 주차장에 정차되는 행태를 보인다. 즉, 많은 시간이 운행되는 것이 아니라 정차되어 있는 상황이라면 그리고 그 시간 안에 적절한 충전이 이루어질 수 있다면 충전은 결핍요소가 아니라 우월요소가 될 가능성도 존재한다. 이러한 사용자의 전기차 충전에 대한 경험은 충전이라는 과정이 생략되는 것으로 요약할 수 있다. 즉, 기존 자동차의 경험에서 주유를 위해 주유소에 들르거나 주유소를 찾아가는 행동이 사라지는 것을 의미한다. 물론 이를 위해 제공되어야 하는 솔루션은 주차시의 충전솔루션이다.

주차시의 충전이라는 기본적인 방향성에 근거하여 현 시점에서 고민해야 할 가장 큰 문제는 한국의 주거형태이다. 집단주거형이 대부분인 현재의 주거형태는 아파트에 충전소가 설치되어야 하는 문제를 안게 된다. 이런 맥락에서 스마트 충전케이블과 같은 솔루션은 필수적으로 개발되어 제공되어야 한다. 아파트 주차장은 전력만을 제공하고 사용자는 본인 소유의 전력케이블을 사용하는 방안이 초기에 제공되어야 한다. 물론 아파트 단위의 단계적인 충전소의 설치는 반드시 해야 할 일이다. 하지만 이는 초기 충전소 확장의 장애요소로 작용할 가능성이 많다. 따라서 주차시의 충전이라는 수요를 해결할 수 있는 집단주거형 주거지역을 제외한 솔루션을 생각해 보도록 하자.

초기 충전소의 보급문제는 이런 이유로 주거지역을 이탈해 주차가 되는 장소인 기업 주차장, 공용 주차장, 상업용 주차장을 중심으로 확산하는 것이 타당해 보인다. 사무용 건물의 주차장에 충전소를 건설하는 것은 의사결정자가 건물주로 단일하고, 건물의 주차장에 대한 규제와 정책을 정부가 정해갈 수 있으므로 정부와의 정책공조가 이뤄져야 한다. 공영 주차장의 경우는 이미 정부와 한전의 주도로 건설이 이뤄진 상황이니 정부와의 공조는 필수적이다. 상가 주차장의 경우는 현재의 충전소 보조금 정책과 같이 상가 주차장을 소유자에게 부담을 지우는 방식으로 진행되어서는 보급이 불가능하다.

규칙적 차량 수요자의 프로파일링에 추가로 주말 이동이나 친지 방문과 같은 비정규적인 필요성을 해결할 수 있는 충전솔루션도 필요하다. 전기차와 내연기관차 두 대를 가진 상황이 아니므로 전기차는 정규적 이용 이외에 비정규적 이용을 위한 충전솔루션이 갖춰져야 소비자의 선택이 가능해진다. 이 경우는 기존의 주유소를 방문하는 경험과 유사할 수 있고 이러한 비정규적 이용이 준비되지 못할 경우에는 급속충전과 같은 기존의 주유 모델이 필요하다. 이러한 경우 주유소와 같은 급속충전소 제공을 통해 문제를 해결하는 방안이 있고 기존의 주차충전 모델에 규칙화된 원거리 이동을 포함하여 관리하는 방법도 존재한다. 즉, 원거리 이동을 고려하여 주차충전 시의 행태를 관리하게 되면 원거리 이동에 앞서 완충된 상태를 유지할 수 있음을 의미한다. 물론 완충 후에 재충전과 같은 시나리오는 충전인프라 측면에서 해결할 문제라기보다는 테슬라처럼 자동차 메이커가 휴대용으로 해결할 요소로 보인다. 충전인프라 관점에서는 주차충전의 운영에 있어서 사전 계획에 따른 장거리 이동의 문제를 소프트웨어적으로 해결하는 방안을 제시하는 것이 타당해 보인다. 즉, 목적지의 주차충전 장소를 제공하는 것과 같은 서비스 제공이 필요할 것이다.

충전인프라 모델 제안 - 건물 주차장 충전소 모델 ②

1.전기차 충전의 본질적 특성

내연기관차의 주유와 비교해 전기차의 충전이 갖는 본질적인 몇 가지 특성을 생각해보자.

첫 번째 본질적인 특성은 충전은 주유소라는 기존의 주유 개념과는 달리 장소독립(place independency)이 가능하다는 점이다. 주유소는 사용자가 찾아가는 구조이기에 내가 어떤 다른 솔루션을 찾을 수 없다. 충전이라는 기능은 주유소와 같이 고정적 위치적 제한이 있을 수 있지만, 위치적 제한을 푸는 방법이 존재할 수도 있다. 이런 의미에서 휴대용 충전케이블의 진화는 필수적이다. 현재 테슬라의 충전케이블은 자가 사용을 전제로 개발되어 있어 타인의 전기를 사용하는 대가를 지불하는 것이 불가능하다. 친구 집에 방문하여 충전하는 경우, 친구 집에 전기요금을 전가하는 모습이 된다. 통신칩이 내장되어 있어 어디서든 사용한 전기를 내가 지불할 수 있게 만드는 스마트 충전케이블은 충전서비스의 가장 기본적인 요소가 될 것이다.

두 번째 본질적인 특성은 정지지향(stay still tendency)이다. 내연기관 자동차는 주유를 위해 주유소라는 장소로 이동해야 하지만 전기차는 충전을 위해 특정장소로 이동하는 것이 아니라(물론 충전을 위해 특정장소로 이동하는 경우도 존재는 한다) 충전은 내가 정지해 있는 장소에서 이루어져야 한다. 즉, 출근을 하는 직장인의 경우 충전은 집과 사무실이 되어야 하고 여러 곳을 움직이는 세일즈맨의 충전은 집과 공영주차장, 식당 등이 되어야 한다는 의미이다. 이 정지지향성은 충전소에 대한 개념을 180도 바꾸게 한다. 충전소를 어디에, 어떻게, 얼마나 만들까를 고민하는 것이 아니라 나의 차가 정지되어 있는 공간에 어떻게 충전솔루션을 제공할 것인가를 고민하고 해결 방안을 찾는 것이 전기차 충전에 대한 고민이 된다.

마지막 특성은 가격의 유동성이다. 현재의 전기차 충전 가격은 정부가 고지를 통해 고정적이다. 하지만 전기가 갖는 특성으로 인해 향후 충전 가격은 다양한 옵션을 만들어 낼 것이다. 현재의 충전요금제를 보면 정부가 일방적으로 충전요금을 정하고 있다. kWh당 급속충전은 313원, 완속충전은 평균 약 100원(계절, 시간에 따라 변화)으로 정해져 있고, 2017년부터 3년 동안은 완속충전에 대해서는 기본료를 면제하고 사용료에 대한 50% 할인을 명시하고 있다. 정부의 이 요금정책은 두 가지를 가정하고 있다. 첫째는 주유소와 동일한 개념의 급속충전소를 가정하고 있고, 또 하나는 전기차 소유자가 완속충전기를 댁내에 설치하여 충전하는 것을 가정하고 있다. 하지만 전기차의 본격적 보급을 위해서는 현재 보여지는 단순한 요금구조가 아니라 전기가 갖고 있는 특성에 따른 아주 다양한 요금이 출현해야 할 것이다.

예를 들어, 독립주택에 거주하는 전기차 사용자의 경우 댁내에 설치된 태양광 패널이 있다면 전기차의 충전은 가장 먼저 이를 통해 이뤄질 것이고 이 사용자는 전기차를 충전하기 위해 ESS와 연결된 자전거로 운동을 할지도 모른다. 이 경우 한전이 제공하는 전력망에 연결되어 있으므로 충전요금은 무료일 수도 있고 마이너스 요금일 수도 있다. 한 여름 에어컨이 쓰여지는 시간대에 이런 충전행위가 발생하면 한전은 거꾸로 요금을 지불해야 한다.

공장에 출근한 사용자가 공장의 오프피크 무료 전기를 사용해 충전하기 위해 택시를 타고 퇴근하는 형태가 나타날 수도 있다. 공장은 다양한 이유로 ESS를 활용할 수도 있고 특정시간 대에 남는 전기를 직원들에게 무료로 제공할 수도 있다. 즉, 전기가 갖고 있는 특성에 맞춰서 가장 저렴한 충전방식을 택하는 것도 나타날 것이다.

정리하면 전기차의 충전이라는 행위는 아직 상품이 존재하지 않기에 나타나지 않은 본질적인 필요성 3가지가 있는 것이다. 첫째는 어디에서나 충전할 수 있다는 장소독립성이고 둘째는 나의 차가 정리해있을 때 충전이 되어야 한다는 정지지향성 그리고 마지막으로 충전가격에 대한 탄력성이 존재한다는 점이다.

충전인프라 모델 제안 - 건물 주차장 충전소 모델 ①

전기차 충전에 대해 고려를 함에 있어 가장 중요한 요소는 전기차라는 제품이 소비자들의 필요성에 의해서 만들어진 것이 아니라 산업적인 필요성에 의해서 만들어졌다는 점이다. 소비자는 이동수단으로서 자동차를 생각하고 그 가치를 속도, 안전, 디자인, 가격 등등을 고려하여 자동차를 구매했다. 주유라는 구매 후의 운영시설에 대한 고려는 자동차 구매 시에 아무런 영향을 미치지 못했다. 아주 오랫동안 당연시 되어왔던 자동차 운행에 대한 습관이 존재했기에 내연기관 자동차에 있어 주유라는 습관이 그 어떤 자동차 관련 행위에 있어서 영향을 미치지는 못했다. 따라서 주유 혹은 충전이라는 전기차가 현대 당면하고 있는 문제는 결핍의 문제이다. 당연히 문제없이 제공되어야 하는 기능이 고려해야 할 문제로 등장하고 있는 것이다.

따라서 전기차 충전의 문제를 푸는 가장 쉬운 방법은 기존의 주유소와 같은 충전소를 주유소와 거의 같은 수준으로 설치하는 것이다. 이러한 사고방식이 현재의 충전소에 대한 문제에 대한 해법으로 고민되고 있다. 급속충전소를 얼마나 많이 설치할 것인가? 배터리 교환방식 충전소의 타당성은 존재하는가? 장거리 운행을 위한 충전소 설치는 어떻게 진행되어야 하는가? 등의 문제는 충전소는 주유소와 거의 같아야 한다는 가정하에 등장하는 질문들이다. 하지만 과연 전기차 충전 문제를 고민하면서 시작점이 내연기관 자동차이어야 하는가는 생각해봐야 할 이슈이다.

전기차는 언급한대로 시장의 필요성이나 소비자의 필요성에 의해 나타난 것이 아니다. 전기라는 동력원이 휘발유나 디젤 대비 우월한 효율을 갖고 있다는 것은 100년 전부터 검증된 사실이고 저탄소 저공해 그린 자동차의 의미지도 이미 잘 알고 있는 사실이었다. 단지 전기차가 시장에서 의미 있는 대안으로 등장한 것은 테슬라라는 걸출한 기업이 매력적인 전기차를 만들어냈기 때문이다. 소비자들은 테슬라가 만든 Model S와 같은 매력적인 자동차를 보면서 자신을 환경친화적인 그리고 앞서가는 소비자로 규정하기 위해 전기차를 선호하기 시작했다고 이해할 수 있다(그런 이유로 초기의 테슬라 사용자들에 셀러브리티들이 많다). 물론 미국의 경우 테슬라의 충전설비가 비교적 충분히 갖춰져 있기에 전기차에 대한 의사결정에서 충전이라는 기능이 큰 영향을 미치지 못할 것으로 생각할 수도 있으나 테슬라는 무료충전이라는 약간은 혁신적인 제안을 통해 우려를 잠재운 것이지 충전에 대한 우려가 사라진 것은 아니다. 테슬라는 전기차가 가진 다양한 매력과 충전솔루션(무료충전, 급속충전소, 다양한 충전케이블 등)을 제공함으로써 전기차의 충전이라는 결핍을 해결해내었다. 즉, 테슬라와 같은 주도적인 충전솔루션을 제공하는 기업이 존재하지 않는 한국이라는 환경에서 충전이라는 기능은 여전히 결핍이고 이 결핍은 전기차의 보급에 결정적인 장애요소로 작용할 것으로 보인다.

전기차 충전의 문제를 풀이 위해 기존 내연기관 차량의 주유소 모델에서 답을 찾는 것은 내연기관 차량과 전기차가 가진 근본적인 차이를 생각하지 않은 잘못된 접근방식이다. 다시 돌아가서 전기차는 소비자가 요구한 필요성을 반영한 제품이 아니다. 즉, 기술적 진화 혹은 혁신적인 사업자가 소비자를 가이드 해가는 그런 제품이다. 애플의 아이폰이 그랬듯이, 아이폰이 제공했던 다양한 사용자 경험은 아이폰이 소비자를 가이드 한 것이지 소비자의 필요성에 의해서 만들어진 것은 아니다. 물론 소비자들이 상상할 수 있었지만, 기존의 피처폰 시대에 소비자들의 필요성으로 발현되지는 못했었다. 즉, 전기차의 충전에 대한 고민은 기존의 내연기관차 주유와는 별도로 나타나지 않은 본질적인 고객경험을 가정하면서 설계해 나가야 한다.

전기차 전환의 당위성 ③ "배기가스 규제 강화"

배기가스 규제는 배기가스 중 환경오염을 일으키고 인체에 해로운 질소산화물(NO_x)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.

배기가스 관련해 이러한 상황을 가장 단적으로 보여주는 예이자 넌센스이기도 한 케이스가 2015년 9월 디젤 자동차 시장을 떠들썩 하게 만들었던 폭스바겐의 디젤게이트이다. 클린디젤을 표방하며 소비자들에게 긍정적인 이미지를 심어주며 전세계 판매량 1위라는 목표를 향해 달리고 있던 폭스바겐의 배기가스 배출량이 실험실용으로 전부 조작된 결과라는 사실은 내연기관 진영에 큰 충격을 주었다. 하지만 더 큰 충격은 그러한 조작에도 불구하고 2016년 전세계 최대 자동차 판매대수를 기록한 기업이 여전히 폭스바겐이라는 사실이다. 여러가지 원인이 있겠지만 배기가스 배출량만을 높고 봤을 때, 다른 제조사들의 배출량이 여전히 폭스바겐의 조작 전 데이터에 비해서도 상당히 높다는 것은 분명 영향을 주었을 것이다. 이제 자동차 시장에도 패러다임의 전환이 필요하다.

전기차 전환의 당위성 ② "화석연료의 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.

전기차 전환의 당위성 ① "환경오염 심화"

2013년 5월, 기상청에서 발표한 2012년 연평균 이산화탄소 농도는 400.2ppm으로 드디어 400ppm을 돌파했다고 보도되었다. 이후로도 상승 기세는 꺽이지 않았으며, 2015년 평균 농도는 407ppm이 되었다.

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 있다. 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.

2015년 12월 12일에는 프랑스 파리에서 전 세계 온실가스 감축을 위해 미국과 중국을 포함한 총 195개 국가가 파리기후변화협약에 서명을 하였다. 이 협약의 목표는 산업화 이전 시기 대비 지구 평균기온 상승폭을 2도보다 상당히 낮은 수준으로 유지하는 것이다. 그리고 작년 11월, 채택 이후 발효까지 8년이나 걸렸던 교토의정서때와는 달리 1년도 채 안되어 파리기후협약이 발효되었다. 그만큼 전세계 대부분의 나라들이 온실가스 감축 및 기후변화에 민감하고 발 빠르게 대응하고 있다는 이야기이다. 파리협약이 그 전의 교토의정서와 다른 점은 각 국가가 감축 규모를 스스로 정하고 모든 국가가 의무적으로 감축을 해야 한다는 점이다. 우리나라도 2030년까지 BAU(배출전망치, Business As Usual) 대비 37% 감축(국내에서 25.7%, 해외에서 11.3%가 해당)을 목표로 삼고 있다.