[중도시평] 탄소중립과 엔트로피 법칙

  • 오피니언
  • 중도시평

[중도시평] 탄소중립과 엔트로피 법칙

이원묵 건양사이버대 총장

  • 승인 2021-12-28 10:35
  • 신문게재 2021-12-29 18면
  • 박수영 기자박수영 기자
이원묵 건양대총장
이원묵 건양사이버대 총장
인류 문명사는 불(火)과 도구의 발전사라고 한다. 근대 문명을 견인해 온 화석연료가 기후변화의 주범으로 등장했다. 탄소중립(Carbon neutral)은 생활과 산업에서 사용된 화석연료에서 발생 되는 탄산가스양만큼을 회수하여 지구의 탄산가스 순 배출이 없도록 하겠다는 정책이다. 전체 에너지는 지구가 포함하고 있는 화석연료에서 우라늄에 이르기까지 다양한 종류의 에너지원과 지구 밖에서 오는 태양복사 에너지로 구분되며, 그 에너지양은 일정하다. 최근 화석연료 소비량 증가로 인하여 쓸모있는 에너지가 쓸모없는 에너지인 탄산가스를 급증시키고 있다. 탄산가스는 열용량이 크고 확산성이 작아서 국지적 기류변화와 기온상승 효과에 의한 기후변화의 주인으로 알려졌다. 탄산가스의 급증으로 광합성과 흡수 등에 의한 지구의 자연적 환경생태 복원력은 급격히 상실돼 가고 있다고 한다. 사람은 체온이 1℃만 상승해도 열병을 앓는 것처럼, 지구 온도가 1℃만 올라가면 극지방 해빙으로 해수면 상승과 생태계에 큰 변화가 일어난다고 한다. 혹자는 지금의 코로나 팬데믹도 지구 온난화로 인한 생태계 교란에 따른 X-이벤트(extreme event)의 전조현상이라 경고한다. 지난달에 산업혁명의 발상지인 글래스고에서 197개국 세계 정상들이 모여 2050년까지 탄소중립 달성을 위한 'UN 기후협약 COP26'을 선언하였다. 이 약속을 지키기 위해 각국은 산업, 인구, 경제 규모에 따라 복잡한 이해관계가 얽혀져 있다. 우리나라는 2030까지 화석연료 사용량을 40%나 감축한다고 약속하였다. 지키기 어려운 '심 봉사의 공양미 300석' 약속과 다르지 않다.

엔트로피 법칙은 자연과학을 배운 대학생들은 잘 알고 있는 열역학 제2법칙이다. 엔트로피의 이론적 정의는 열량을 절대온도로 나눈 상태함수다. 에너지 활용을 위해서는 저장, 전달 그리고 변환과정들이 불가피한데, 자연적 에너지 흐름방향은 높은 온도에서 낮은 온도로 진행하므로 에너지 사용은 무조건 엔트로피 증가를 뜻한다. 이는 쓸모있는 에너지가 쓸모없는 에너지로 변한다는 것을 의미한다. 안정적인 질서 구조의 고체나 액체의 화석연료가 비가역적 과정을 통하여 무질서도가 훨씬 높은 기체 상태의 탄산가스로 배출되기 때문에, 이는 지구 엔트로피의 증가를 의미한다, 따라서 탄소중립은 탄산가스 회수보다 대체에너지(Alternative energy)를 통한 지구 엔트로피 증가를 최소화하기 위해 노력해야 한다. 따라서 풍력, 태양전지, 원자력, 수력, 수소, 연료전지와 같은 신재생 에너지(Sustainable and renewable energy) 중에서 화석연료보다 엔트로피 변화가 작은 친환경적이고, 경제적인 대체에너지를 찾는 것이 근본적 해결과제다.



대체에너지의 환경 친화성 평가는 원료, 소재, 공정, 운전, 폐기 단계로 소비되는 전 주기 엔트로피 증가량을 기준으로 하는 전 주기적 평가(LCA: Life cycle assessment)방법을 사용한다. 전문가들은 세계적 기술 동향을 고려하여, 국내 대체에너지 사업 중, 태양광 발전은 태양전지의 소재, 공정 그리고 운전 관리에 이르기까지 전 주기의 엔트로피 증가가 높게 나타나서, 우리나라 현실에서는 경쟁력을 낮게 평가하고, 원자력에너지가 가장 높은 경쟁력을 갖추고 있다고 한다. 더구나 청정에너지인 인공태양으로 불리는 핵융합 기술개발에 세계가 경쟁하고 있지만, 실용화까지는 요원한 실정이기 때문이다.

국가 에너지 정책은 매우 현실적 문제이므로 과학기술에 근거한 합리적 기준으로 실현돼야 한다. 정책은 이념의 영향을 받을 수 있을지 몰라도, 실현은 과학기술만이 가능하기 때문이다. 역사적으로 대재앙 앞에서 불합리한 정책선택이 또 다른 X-이벤트를 만든 사례는 많다. 중세 종교개혁과 페스트 전염병 창궐 시기에 "마녀사냥"이 일어나고, 18세기 산업혁명 기간에는 프랑스 혁명과 볼셰비키 혁명이 촉발되었던 것처럼, 정치적 레토릭은 잠시 시민을 열광시킬지 모르지만, 결국 그 결과는 국민의 고통으로 귀착되기 때문이다. 이원묵 건양사이버대 총장

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. [현장] “이런 정체는 처음"… 원촌육교 공사에 출근길 마비
  2. 올해 수능 11월 19일 시행… 평가원 "적정 난이도 확보"
  3. [춘하추동]'대전'을 근대의 틀에 가두지 마라
  4. 4월에도 대전 시민 생활불안 더 커진다… 고공행진 기름값에 이은 교통불편
  5. 김정겸 충남대 총장 "AI 시대는 충남대의 기회…지역 발전 선도 대학으로 거듭날 것"
  1. [중도시평] AI가 논문을 쓰는 시대, 연구자는 무엇을 잃고 있는가?
  2. 4월 2일부터 '약물운전' 단속·처벌 강화
  3. 화재 안전공업 오일미스트와 금속분진 발생 작업환경측정서 확인
  4. 예비후보들 얼굴 알리기 ‘분주’
  5. [내방] 조진형 대전 동부교육장·조성만 서부교육장

헤드라인 뉴스


3칸 굴절차량 타보니…"버스와 트램 사이 그 어디쯤"

3칸 굴절차량 타보니…"버스와 트램 사이 그 어디쯤"

"트램이야? 버스야?" 신교통수단으로 주목받는 3칸 굴절 차량이 대전에서 시범운행을 시작했다. 1일 서구 도안동 호수공원 일원에서는 전국 최초 도입을 앞둔 3칸 굴절차량의 본격 운행에 앞서 차량 안전성과 도로 적합성을 점검하는 시범운행이 진행됐다. 모습을 드러낸 3칸 굴절차량은 일반 버스를 3칸 연결한 형태로 길이가 30m 정도다. 차량을 얼핏 보면 겉모습이 '트램'과 구분하기 어려웠다. 운전석은 맨 앞과 뒤 두 곳에 있어 종점이나 시작점에서 차를 돌리기 위한 공간이 필요없었다. 실내는 통창으로 개방감이 돋보였으며, 내부는 통로를..

전쟁 추경에 지자체 부담 눈덩이…국비 비율 조정 목소리도
전쟁 추경에 지자체 부담 눈덩이…국비 비율 조정 목소리도

정부가 중동 사태 대응을 위한 추가경정예산(추경)안을 발표한 가운데, 대전시 등 전국 지자체들이 상당한 지방비 부담을 떠 안게 됐다. 고유가 피해 지원 등을 위한 '3대 패키지' 사업에 국비와 지방비를 매칭해 부담하는 구조가 적용됐기 때문이다. 가뜩이나 재정난이 심각한 지자체가 적지 않은 가운데 글로벌 중동 리스크로 재정난을 부채질 하는 것 아니냐는 우려가 커 대책 마련이 요구된다. 1일 정부에 따르면 지난달 31일 국무회의에서 총 26조 2000억 원 규모의 추경안을 의결했다. 중동발 고유가로 인한 물가 상승과 경기 둔화에 대응하..

대전서 조리 인재 새 무대 열린다... 대한민국 챌린지컵 국제 요리경연대회
대전서 조리 인재 새 무대 열린다... 대한민국 챌린지컵 국제 요리경연대회

대전에서 대한민국 조리 인재들의 새로운 무대가 열린다. 한국음식조리문화협회는 5월 23일부터 24일까지 대전컨벤션센터 제1전시장에서 '2026 대한민국 챌린지컵 국제 요리경연대회'를 진행한다. 이번 대회는 유럽 조리 네트워크인 유럽토크(Euro-Toques)의 공식 승인과 월드마스터 셰프 소사이어티(World Master Chefs Society) 인증을 동시에 획득했다. 국제 기준을 통과한 대회 이력에 그치지 않고, 실질적인 경력으로 인정받을 수 있다는 게 협회의 설명이다. 대회는 유럽 기준의 심사 시스템과 글로벌 마스터셰프 심판..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행

  • 오직 동네 슈퍼에서만…990원 착한소주 등장 오직 동네 슈퍼에서만…990원 착한소주 등장

  • 대덕구청 재난상황실 도로상황 예의주시 대덕구청 재난상황실 도로상황 예의주시

  • 더불어민주당 대전시장 후보자 토론회 더불어민주당 대전시장 후보자 토론회