에너지와 생활

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본문내용: 에너지와 생활
1. 화석연료 고갈 이후 대안으로 질소와 관련하여 쓰시오.
최근 들어 한국에서 벌어지고 있는 쓰레기 대란의 주요 대상은 바로 플라스틱류다. 이에 수거를 거절당하는 스티로폼을 비롯하여 음식물 또는 각종 세제용기로 사용되는 폴리에틸렌 등의 종류도 다양하다. 이렇게 사용된 쓰레기만을 봐도 현대인은 플라스틱 시대에 살고 있음을 실감할 수 있으며, 그 원천은 화석연료이다.
이와 같이 검은 황금인 석유는 우리에게 역사상 전례 없는 번영을 가져다 주었지만, 환경은 거의 회복할 수 없을 정도로 상당하게 오염되었다. 더구나 석유는 현재 고갈되는 중으로 이에 대한 대안을 모색해야 하는 시점이다. 이에 미국 유타주립대 생화학자인 랜스 지펠트(Lance Seefeldt) 교수와 과학자들에 의하면, 생명을 주는 질소가 우리 주위를 흐르고 있으며 이것은 재생불가능한 에너지를 넘어서 지속가능성의 열쇠를 쥐고 있다고 주장한다.
미국 에너지부 기초에너지과학국은 2016년 10월 지펠트 교수를 비롯하여 16명의 질소 연구자들을 워싱턴 D.C.로 초청해서 현재의 질소 활성 화학 분야와 미래의 방향을 주제로 전문가 수뇌회의를 개최했다. 이 팀이 회의 1년 반 후에 과학저널 사이언스(Science) 5월 25일자에 게재된 리뷰 기사에서 결론을 발표했는데, 지구상의 모든 생명체는 질소가 필요하며 지구 대기의 무려 약 80%는 이질소(dinitrogen) 형태로써 생명을 유지하는 가스로 구성되어 있다고 한다. 그렇지만, 여기서 문제는 동물 또는 식물은 이 질소에 직접적으로 접근할 수 없다는 점이다. 이에 지펠트 교수는 우리는 생존하기 위해서 질소가 필요하며 이 질소의 바다에서 헤엄을 치고 있지만 직접 이를 취할 수 없다고 주장한다. 따라서, 인간과 동물은 먹는 음식에 있는 단백질로부터 질소를 획득하고, 식물은 토양에서 질소를 확보한다는 것이다.
지펠트 교수는 역사적인 기술적 경이의 하나였지만, 현재 세계 화석연료 공급의 약 2%를 소비하고 있으며, 탄소 배출량이 엄청나게 많다고 지적했다. 이제는 새로운 혁명을 시작할 때가 됐는데, 지펠트 교수와 동료 학자들은 질소 변형을 달성하기 위해서 급진적으로 개선되고 새로우면서 다른 경로들을 확보할 수 있는 기회들이 존재한다고 주장한다. 그러나 이러한 관점에서의 진전은 질소 변환 반응에 대한 분자 수준에서 그 이해뿐 아니라 새로운 촉매 시스템의 발견과 이러한 반응을 일으키는데 필요한 대안적 에너지 전달 방법이 요구된다고 제안한다. 현재 미국 에너지부(DOE)의 지원을 받는 지펠트 교수와 유타주립대 팀은 청정하고 재생가능한 빛-구동 프로세스를 사용하여 질소를 비료의 주요 구성성분인 암모니아로 전환하려는 노력을 시도하고 있다. 이에 지펠트 교수는 이 프로세스에 대한 우리 연구는 나노물질을 사용하여 빛 에너지를 포획하는 것으로, 햇빛 또는 인공 빛이 얼마나 강력하게 질소 고정을 할 수 있는가를 보여준다면서 이는 판도를 뒤바꿀 수 있는 중요한 가능성을 내포하고 있다고 밝혔다
한편, 위대한 국민, 기적의 역사를 그 주제로 거행된 제63주년 광복절 및 건국 60년 경축식은 에너지의 사용을 가능한 억제하기 위해서 행사시작을 통상의 오전 10시에서 9시 30분으로 앞당겼으며, 더불어 참석인사의 간편복 착용과 CNG버스 운영, 재생용지 사용 등의 일반인의 시각에서는 다소 생소한 언어인 탄소중립(Carbon Neutral)으로 진행되었다. 즉, 이날 대통령은 경축사를 통해서 석유 등 화석연료의 고갈에 대비하여 신재생에너지의 사용비율을 현재의 약 2%에서 2030년에는 약 11% 이상 높이도록 총력투자에 나서고 단절의 고통과 불편을 감수하고라도 과도한 석유의존시대와 결별을 선언했다.
앞서 살펴보았듯이 석유는 현대문명의 동맥이었지만 현재의 높은 석유의존과 고비용 에너지 구조에서 벗어나서 저탄소 녹색성장(Low Carbon, Green Growth)을 새로운 비전의 축으로 제시한 것이다. 이에 성장과 환경의 상생은 시대적 대세이며, 우리는 환경오염 및 지구온난화와 관련하여 교토의정서(Kyoto protocol)와 발리로드맵(Bali roadmap)에 대한 국제뉴스를 접한 바 있을 것이다.
즉, 교토의정서는 1997년 12월 지구 온난화의 규제 및 방지를 위해서 이산화탄소를 포함한 여섯 종류의 온실가스 배출량을 감축하고, 그 배출량을 감소시키지 않는 국가에 대해서는 비관세 장벽을 적용하는 국제협약이다. 또한, 지난 해 12월 인도네시아 발리에서 교토의정서를 대체하는 새로운 로드맵을 위한 유엔기후변화협약 총회소식도 있었다. 인류는 지난 약 100여 년간 엄청난 양의 석유와 화석연료를 사용했으며, 이로 인해 국제유가가 1배럴당 150달러에 육박하는 고유가에도 불구하고 생활필수품이 되어버린 일상적인 석유사용을 줄이기는 결코 쉬운 일이 아닐 것이다. 즉, 휘발유 값이 약 2100원에 이르러도 거리의 자동차수는 그대로이며, 우리의 생활방식은 거의 변화하지 않고 있다.
또한, 기후변화로 인해서 알프스의 빙하가 감소하고 남극과 북극의 빙산이 녹아내리면서 한반도의 기후가 아열대성으로 변화하고 있다고 해도 생업에 바쁜 일반시민의 입장에서 그 심각성을 피부로 실감하기는 어렵다. 이처럼 기후변화와 에너지 구조는 일반시민입장에서는 거대담론이다. 그러나, 개인적 시민입장에서 에너지절약 운동 이외에도 사회전반의 공감대를 형성하여 녹색성장을 국민실천운동으로 이어 나가기 위해서는 현재 범정부차원의 솔선수범이 필요한 시점이라고 본다.
이와 같은 전제를 토대로 하여 이산화탄소 절감과 고비용의 에너지 구조를 벗어나기 위해 시민개인, 기업, 지자체와 정부를 포함한 공공부문 등의 각 경제주체의 실천운동이 병행되어야 하며, 고비용의 에너지구조를 탈피할 수 있는 실천운동의 시너지를 낼 수 있을 것이다. 첫째, 시민개인적 입장에서 에너지절약과 이산화탄소 절감을 위해서 실내 냉난방시 적정온도를 유지하고 사용하지 않는 전원을 꺼서 대기전력을 차단하면서 승용차 홀짝제, 요일제 참여, 대중교통이용 생활화, 자전거타기운동 등의 에너지절약 생활수칙을 실천해야 한다. 둘째, 기업의 입장에서 생산제조과정에서 원료를 절약하고 그 자체적으로 에너지를 절감하는 방안을 수립·실행할 것과 사회공헌활동(CSR) 차원에서 나무심기, 숲가꾸기 프로그램을 적극적으로 실천해야 한다. 셋째, 공기업, 지자체, 정부를 포함한 공공부문에서 건물옥상에 태양광 등의 신재생에너지설비를 앞장서서 구축하고 그린에너지의 기술개발과 R&D지원 등의 선도적 수요창출을 통해서 민간의 투자를 적극적으로 유도해가는 노력이 필요하다. 더불어 태양광설비 준공시에 상대적으로 높은 초기 투자비용을 해소하여 사회저변에 광범위하게 그린에너지 산업이 발전할 수 있는 인프라를 조성하는 노력도 필요하다. 이와 같은 실천방법이 효과를 발휘하기 위해서는 단순히 에너지절약이상의 더 적극적이면서 광범위한 접근이 필요하다.
따라서, 지구의 녹색성장을 위해서는 에너지에 대한 우리의 기존 관념과 그 발상부터 변해야 한다. 즉, 에너지는 마치 공기 같은 것이며, 적당한 수준의 비용만 지불하면 한없이 사용해도 닳아 없어지지 않는 무한한 것이라는 막연한 생각 그리고 지금처럼 많은 에너지를 쉽게 소비해야만 행복하게 잘 살수 있다는 사고방식이 현재와 같은 에너지 고갈현상을 불러온 것이다. 이에 인류는 현재 벌어지는 에너지 고갈현상과 환경오염문제의 효율적 해결을 위해서 일상생활에서 에너지에 대한 새로운 자각과 이에 대한 실천이 요구된다. 또한, 앞서 언급했듯이 화석연료의 고갈 및 환경오염에 대한 새로운 대안으로서 질소에 대한 연구가 지속화되어야 할 것이다.

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