제2부 지구온난화와 미래에너지 그림 2-1. 이산화탄소 농도와 지구온도와의 관계 1. 지구온난화 세계인구의 증가에 따라 생산 활동이 활발해지고 생산 기술의 발전에 따른 경제규모가 확대됨에 따라 방대한 양의 제품생산과 소비에 기인하여 지구 환경이 심각한 수준으로 오염되고 있는 실정이다. 또한 제품의 생산 활동과 생활을 위해 필요한 에너지원은 주로 석유, 석탄 및 천연가스로 이들 에너지원의 사용량은 세계인구의 증가로 인해 급속도로 증가하고 있다. 화석연료의 사용에 의한 지구촌의 환경 문제가 심각하게 제기되고 있다. 화석연료(주로 석유, 석탄 및 천연가스)의 연소로 연간 25억 톤이 넘는 이산화탄소 가스가 방출되고 있다. 지구온난화를 일으키는 가스의 종류 및 기여도는 대략적으로 이산화탄소 65%, 메탄 20%, 프레온 가스 류 10%, 이산화질소 5%이다. 지구온난화의 원인물질중의 하나인 대기 중의 이산화탄소는 산업혁명 이전에는 270~280 ppm 정도를 유지하다가 1850년 이후부터 화석연료 사용이 증가하면서 2000년 이후부터 350 ppm정도로 2100년에는 대기 중 이산화탄소 농도가 460~560 ppm에 이를 것으로 예상된다. 그림 2-1. 이산화탄소 농도와 지구온도와의 관계

1) 지구온난화의 원인 물질   ① 수증기 온실기체는 그들이 갖는 분자구조의 특성에 따라 독특한 흡수파장 영역을 갖는다. 온실기체는 지구에서 외계로 방출되는 장파장의 복사선을 파장별로 선택적으로 흡수하여 자체 온도의 네제곱에 비례하는 에너지를 외계로 방출함과 동시에 지구 표면으로 되돌려 보낸다. 지구에서 외계로 방출되는 장파장의 복사선을 가장 많이 흡수하는 기체는 수증기이며 수증기가 온실효과에 기여하는 정도는 전체 대기 온실효과 가스의 약 60~70%에 달한다. ② 이산화탄소와 기타 기체 화합물 이산화탄소가 기여하는 온실효과 정도는 전체 대기의 약 25%에 달한다. 그러나, 이산화탄소가 수증기보다 지구온난화를 일으키는 원인물질로서 더 심각하게 평가되고 있는 이유는 다음과 같다. 즉, 수증기는 자연적으로 대기 중에 풍부하게 존재해 대기 중 함유량이 크게 변화지 않는 반면, 이산화탄소는 인위적인 영향으로 인해 대기 중 함유량이 최근 급속하게 증가하고 있기 때문이다. 온실기체 중에는 탄산가스 이외에도 메탄, 질소산화물 및 프레온가스 등의 미량 기체들이 있다.

지구가 왜 뜨거워 질까요 ? 태 양 지 구 지 구

그림 2-2. 빛의 종류 및 파장과 에너지의 관계

☞ 빛 : 물체에 의해 방출되는 복사에너지의 한 형태. 빛이란 무엇인가? ☞ 빛 : 물체에 의해 방출되는 복사에너지의 한 형태. ☞ 복사에너지 : 파동의 형태로 에너지가 전파된다. ☞ 빛의 파장과 에너지의 관계 : E ∝ 빛의 에너지 빛의 파장

2) 온실효과 과정 ① 태양복사에너지와 지구복사에너지의 차이   ① 태양복사에너지와 지구복사에너지의 차이 태양의 표면온도는 약 6000℃이다. 고온의 태양에너지는 매우 짧은 파장을 가진 빛의 형태로 지구로 복사 된다 (그림 2-2 참고). 특히 태양에너지는 대부분 가시광선의 형태로 지구에 도달하는 반면에 지구는 평균기온 15℃ 정도로 유지하면서 과잉의 잔류 열을 장파장을 갖는 적외선의 형태로 지구 밖으로 방출하게는 것이다. ② 지구 대기의 복사에너지 흡수 (그림 2-3과 2-4 참고) 지구의 대기는 짧은 파장의 빛은 통과 시키는 특성이 있다. 그러나 수증기와 이산화탄소는 긴 파장의 빛 즉, 적외선을 잘 흡수하고, 짧은 파장의 빛을 통과 시키는 경향이 크다. 이런 대기의 특성 때문에 온실효과가 일어난다. ③ 지구 기온 상승 대기가 긴 파장의 빛을 흡수하지만 이런 성질을 가진 물질의 농도가 대기중에 계속해서 증가하게 되면 결과적으로 지구는 기온이 상승하게 된다. 즉 대기 중의 수증기와 이산화탄소처럼 적외선을 잘 흡수하는 물질을 온실가스라 하는데 온실가스의 양이 증가하면 지구의 기온은 계속해서 상승하게 될 것이다. 그림 2-3. 지구온난화 과정 - Ⅰ 그림 2-4. 지구온난화 과정 - Ⅱ

극지방의 빙하도 빠른 속도로 녹고 있음 2003 1997 8

기후변화는 우리나라에도 이미 영향을 미치고 있음 사과 재배

1972 2001 ② 산업 및 인간에 대한 영향 그림 2-7. 년도 별 풍수해, 전염병 및 지진의 빈도 수 아프리카 차드 호수 지금 아프리카 니제르에서는…

내륙 담수호들이 사라지며 사막화가 진행되고 있음 아프리카 차드 호수 1972 2001 11

알래스카 Muir-Riggs 빙하 오스트리아 Pasterze 빙하 1941 1875 2004 2004

남태평양 도서국들은 침수 위기에 직면함

지구 온난화 : 위기의 섬나라 ‘투발루’

위기의 섬나라 ‘투발루’ ⊙적도와 날짜변경선이 만나는 9개의 섬으로 구성된 섬나라. ⊙매년 0.5 – 0.6 cm씩 위기의 섬나라 ‘투발루’ ⊙적도와 날짜변경선이 만나는 9개의 섬으로 구성된 섬나라. ⊙매년 0.5 – 0.6 cm씩 해수면 상승. ⊙섬2개가 벌써 물에 잠김. ⊙조수가 높아지는 2월 : 주요도로와 건물이 물에 잠김. ⊙지구온난화에 따른 해수면 상승으로 사라질 위기에 처함. ▲"SEA WATER RISING"  최병수 작, 문현정 컴퓨그래픽(2002. 09)ⓒ부안21

카트리나 2005. 8. 29 美 뉴올리언즈 강타 카트리나 피해 상황 사망, 실종 2,500명 이재민 100만명 이상 최소 1,500억불 (우리나라 GDP의 약 20% 규모) 경제적 피해 16

중국 대지진 (08.05.20) 사망자 : 6만여명 실종자 : 2만여명 붕괴된 건물 : 540만채 중국 대지진 (08.05.20) 사망자 : 6만여명 실종자 : 2만여명 붕괴된 건물 : 540만채 (부분 손상 : 2100만채) 이재민 : 약 500만명 경제적 피해 (재건) : 62조원 20

우리나라도 잠 못 드는 열대야가 급증함 전국 주요 도시 8월 열대야 일수 26 16 11 8 7 서울 강릉 대구 전주 서귀포 (단위 : 일) 26 16 17.4 11 10.8 8 7 5.4 4.2 4.2 3.2 2.8 2.8 3.2 3.2 서울 강릉 대구 전주 서귀포 2000년 이전 2000년 이후 2006년 18

4) 지구온난화의 해결방안 지구온난화는 지구상에 존재하는 모든 지역의 공통된 문제이기 때문에 특정 국가에 국한된 문제가 아니다. 따라서 전 세계적인 차원에서 해결책을 모색하여야 한다. 우리나라 에서도 지구온난화 방지를 위해 정부, 기업체, 일반가정 등 전 구성원들이 합심하는 심층적이고 체계적인 노력을 기울어야 한다. 지구온난화는 사실상 현 세대에서 당장 해결될 수 있을 정도의 단순한 일시적인 현상이 아니므로 장기적인 계획을 수립하여 실행하여야 한다. 따라서, 친환경적인 대체에너지원을 개발하여 기존의 에너지원인 석유, 석탄, 천연가스 등의 화석연료를 줄이면서 에너지 절감 방안을 수립하여 실천하는 노력과 국제공동 협력 사업에 적극적으로 동참해야 한다.   정부, 기업체, 일반국민 등 각계각층의 모든 구성원들이 다음과 같은 사항들을 실천할 때에 지구의 온도 상승을 유발하는 온실효과 가스를 줄일 수 있을 것으로 생각된다. 쳇째, 태양에너지, 풍력, 수력발전 등 신•재생에너지원을 이용한다. 둘째, 에너지 소비를 최대로 줄이며 에너지 효율을 높인다. 셋째, 온실효과 가스를 발생하는 물질의 사용 억제 및 대체물질을 개발하여 사용한다. 넷째, 온실효과 가스 감축 등의 국제협약을 준수한다.

① 우리가 일상생활에서 사용하는 물의 양을 이산화탄소의 양으로 환산하면 얼마나 될 것인가 ?   ■ 에너지 절감 방안 최근 세계 각지에서 홍수와 가뭄, 생태계 파괴와 해수면 상승 등 지구 온난화 현상의 피해가 속출하고 있다. 지구 온난화를 방지하기 위해서는 전 국민이 동참해야 하며, 전 세계인이 참여하여야 하며, 또한 단기간에 해결할 수 있는 사안이 아니다. 그렇지만, 우리가 매일 매일 생활하는 가운데에서 생활습관을 바꾸는 것만으로도 온실가스 배출을 줄일 수 있을 것이다. ① 우리가 일상생활에서 사용하는 물의 양을 이산화탄소의 양으로 환산하면 얼마나 될 것인가 ? 우리가 수돗물을 사용하는 것만으로도 상당량의 온실가스가 배출되고 있다. 환경부에 따르면 우리나라 사람 한 명이 하루에 사용하는 물은 평균 340 ℓ이며 이는 1.8 ℓ 용량의 생수 통, 188개에 달하는 양이다. 4인 가정을 기준으로 했을 때 하루에 사용하는 양은 1360 ℓ이며 생수 통 755개나 된다. 또한 1360 ℓ의 물을 생산하기 위해서는 0.22 kg의 이산화탄소가 배출되게 된다. 결국 우리가 사용하는 물을 사용한 것만으로도 0.22 kg의 이산화탄소가 배출되는 것이다. 이를 4인 가정 기준으로 1년 동안 배출되는 이산화탄소로 환산하면 약 80 kg의 이산화탄소의 양에 해당하며 우리나라 국민을 전제하면 엄청난 양이 된다. 그렇다면 1년 동안 물을 사용하면서 배출시킨 이산화탄소를 식물의 광합성작용에 의해 제거하기 위해서는 대략 26그루의 잣나무가 필요하다고 한다.

② 일상생활에서 물 절약 실천방법 우리는 아무런 생각 없이 물을 낭비하는 행동을 할 때가 종종 있을 것이다. 우리나라는 머지않아 물 부족 국가가 될 것이라는 유엔의 보고서를 인용하지 않아도 상술된 바와 같이 우리가 사용하는 수돗물을 생산할 시에 많은 에너지가 소비된다는 것을 알았다. 공공장소나 대중목욕탕에서의 물을 낭비하는 경우를 흔히 볼 수 있다. 이러한 사실은 우리나라 시민들의 물에 대한 절약정신이 얼마나 미흡한지를 잘 나타내고 있는 것이라면 지나친 표현일까? 하고 반문해본다. 우리가 일상생활에서 사용하는 과정에서 낭비되는 물만 절수해도 상당한 양의 물을 절약할 수 있으며, 이는 온실 효과를 유발하는 가스의 배출량을 줄이는 효과가 있다는 것은 자명한 사실이다. 그렇다면, 일상생활에서 어떻게 하면 물을 절수할 수 있을까? 우선 화장실에서는 4인 가족 기준으로 화장실에서 1일 물 사용량은 250 ℓ 정도 되므로 '대소변 구분형 절수형 변기를 설치하면 대략 30% 정도 절수가 가능하다. 또한, 일부 가정에서는 설거지나 야채 등을 씻을 때, 물을 틀어놓는 가정이 있을 것이다. 10분 동안 물을 틀어놓은 상태로 음식 재료를 씻는다면, 100 ℓ 이상의 물이 사용된다. 하지만 설거지통을 사용하면 20 ℓ의 물로도 세척이 가능하다. 또한, 샤워 시에 많은 양의 물이 낭비되므로 신체에 비누칠을 한 후 샤워기를 트는 등의 방법으로 많은 양의 물을 절약할 수 있을 것이다. 특히 양치질할 때도 마찬가지로 컵을 사용하면 0.6 ℓ 정도만 물이 사용되므로 상당한 정도의 절수효과가 있을 것이다. 환경부 관계자의 언급처럼, 지구상에 있는 물의 97%가 바닷물이고 인간이 사용할 수 있는 물은 지구상에서 극히 매우 적은 양이므로 물을 아끼는 생활습관은 지구온난화의 방지 뿐 만 아니라 가정의 수도요금 부담이 줄어들 것이다.  

이산화탄소 줄이기 : 생활 속의 실천 집에서 TV를 보고, 밥을 지어먹고, 차를 타고 출퇴근하는 모든 활동에서 이산화탄소가 배출된다. 그런 만큼 일상생활 속에서 이산화탄소 배출을 줄이는 행동을 실천하는 것이 중요하다. 사진은 11일 오전 온실가스 줄이기 실천 선언을 하는 환경부 직원들(위)과 가전제품에 연결된 절전형 멀티콘센트.

혹시 아직도 기후변화의 현실을 믿지 않으시는 분들께 23