바닷물 양식이 내륙으로 이동하다.


개선될 기술은 양식장을 바다에서부터 먼 지속가능한 발판으로 보내줍니다.

북부 캘리포니아의 좁은 모래톱에서 노르웨이 회사는 서해안에서 가장 거대한 양식장을 건설할 계획입니다. 2019년 2월에 제안된 30 에이커 규모의 농장은 Eureka시 근처에 위치하며 매년 27,500톤의 어류를 생성할 수 있습니다. 이 농장은 (바다가 아닌) 육지와 실내에서 생산됩니다. Nordic Aquafarms라는 이 회사는 미국에서 2년 이내에 Belfast에 있는 훨씬 더 큰 실내 농장을 가지고 궁극적으로 연 33,00마리의 어류를 생산하는 것을 제안했습니다.

양식업이 세계에서 가장 빠르게 성장하는 식품 분야가 됨에 따라, 이 회사는 양식 어류에 대한 수요의 물결을 탔습니다. 또한 실내 및 내륙에서, 심지어 잠재적으로는 건조한 지역에서 하는 대규모 양식어장의 선진 기업으로도 등장했습니다. 이 기업은 수익을 창출할 수 있는 지속가능한 닫힌 순환 시스템을 고안해서, 야외 양식장의 환경 문제에 정면으로 맞서려고 합니다.

“이 기업은 수익을 창출할 수 있는 지속가능한 닫힌 순환 시스템을 고안해서, 야외 양식장의 환경 문제에 정면으로 맞서려고 합니다.”

연못을 통한 내륙을 통과하는 시스템이나 해양의 그물 펜과 같은 전통적인 양식업은 심각한 환경 문제를 일으킬 수 잇습니다. 이런 양식장에서 나오는 물은 환경으로 자유롭게 유입되어, 잠재적으로 야생 어류와 주변 환경을 위협할 수 있는 해로운 영양분, 기생충, 그리고 병원균 등을 운반합니다. 예를 들어, 영국의 Columbia 연안 및 전 세계 다른 지역에서 그물 펜에서 양식되는 연어는 야생 연어 개체군을 기생충에 감염시킵니다. 내륙을 통과하는 시스템을 작동하기 위해서는 흐르는 물이 지속적으로 유입되어야 하기 때문에, 많은 양의 물을 소비합니다.

노르웨이와 다른 나라들은 이런 문제들을 닫힌 순환 내에서 물을 재활용하여 줄이고, 농장과 환경의 접촉을 크게 줄이기 위해, 재순환 양식 시스템(Recirculating Aquaculture Systems, RAS)라는 기술을 채택했습니다. 펌프가 윙윙 거리고, 필터를 통해 물이 세차게 흐르는 친숙한 소리와 함께 RAS는 가정용 수족관과 유사하게 작동합니다: 물은 탱크를 통해 재순환되기 전에, 일련의 필터와 처리 과정을 지속적으로 반복합니다. 암모니아를 섭취하는 박테리아의 도움을 통해 바이오 필터는 어류가 배출한 암모니아를 분해하고, 물리적 필터는 어류의분변 및 남은 먹이를 제거합니다. 이 고체 폐기물은 어디서든 분해되며, 농업 비료 등의 제품이나 바이오 연료 생산용으로 재사용 될 수 있습니다. 코넬 대학에서 양식 기술을 연구하고 RAS에 대한 강좌를 제공하는 환경 공학자 Michael Timmons는 적은 양의 폐수가 탱크에서 넘친 물이나 필터 청소를 통해 시스템 내부에서 외부 환경으로 배출되지만, 이 물은 이미 충분히 처리됐기 때문에 오염물질이 거의 없다고 말합니다.

RAS는 지난 수십 년 동안 소규모 농장 안에서 존재해왔지만, 더 효율적인 공학적 설계와 양식 어류에 대한 수요 증가로 인해 현재 인기가 높아지고 있습니다. Timmons는 탱크 안의 물을 90% 이상 재활용할 수 있는 능력을 통해, RAS 기술은 물을 상당히 적게 소비할 수 있고, 따라 유수 양식장 시스템을 대체할 수 있는 매력적인 대안을 제공한다고 말했습니다. 그는 “재순환 농장은 기존 생산 시스템에 필요한 물의 양의 약 15분의 1만 사용할 것입니다”라고 말하면서, RAS는 세계의 건조한 지역에서 특히 실용적인 선택지가 되었습니다.

“재순환 농장은 기존 생산 시스템에 필요한 물의 양의 약 15분의 1만 사용할 것입니다.”

예를 들어, 캐나다 위니펙 근처의 대초원에서 생명공학 회사인 Myera Group은 식수에는 적합하지 않지만 해양 어류 재배에 이상적인 저수층 대수를 이용하는 소규모 RAS 시설을 시작했다고 Winnipeg의 Manitoba 대학의 Shirley Thompson은 말합니다. 그녀는 지속가능한 음식 시스템을 전공하며, 농장에서도 이런 시스템의 폐수를 사용해서 작물에 관개를 하고 비옥하게 만들어 세계의 건조한 지역에서 생존 가능성을 높일 수 있다고 지적합니다.

RAS는 이런 잠재적 이점을 모두 갖추고, 세계에서 가장 큰 양식 어류 생산국인 중국의 야외 연못을 대체하기 시작했으며, 점차 세계의 다른 지역으로 확산되고 있습니다. 동아프리카에서 이런 종류의 가장 큰 농장은 2015년 케냐에서 열렸습니다. Kamuthanga 어류 양식장은 Nairobi에서 약 40마일 떨어진 Machakos라는 도시에 위치해 있으며, 틸라피아(역돔)라는 어류를 생산합니다. 이 농장은 최근에 아프리카에서 지속가능한 생산 제품을 인정하는 EcoMark Africa 인정을 받은 최초의 양식장이 되었습니다.

그럼에도 불구하고, 이런 시스템의 규모가 커질 때면 에너지 소비 및 어류 사료 공급을 포함한 일부 장애물들은 RAS 농장의 장기적인 지속가능성을 제한합니다. Timmons에 따르면 물이 흐는 시스템과 그물 펜 시스템과 비교해보았을 때, RAS 농장은 생산된 어류 kg 당 대략 2~6 KW/h의 에너지를 더 많이 소비합니다. 이 추가 에너지의 대부분은 물 순환을 유지하는 동력 펌프에 들어가고, 태양 전지판과 같은 재생 에너지는 이런 에너지 요구를 상쇄하는 데 도움이 될 수 있다고 그는 말했습니다. 그러나 이것은 여전히 대규모 RAS의 걸림돌이 됩니다.

이러한 농장을 지원하기 위해 지속적으로 사료를 조달하는 것도, 특히 RAS 시스템의 규모가 커질수록 문제를 야기합니다. 연구자들은 어류 살이 아닌 콩 등의 식물 기반한 물질을 가지고 이런 요구를 충족시킬 수 있는 방법을 찾기 위해, 양식 어류의 영양소 및 에너지 요구량을 정확히 찾아내려고 노력하고 있습니다. 이런 노력은 사료의 효율성과 지속성을 향상시킬 수 있다고 Timmons는 말합니다.

RAS 기술에는 자체 운영 위험도 있습니다. Norwegian 과학 기술 대학교에서 양식 시스템의 세균 활성을 연구하는 생명공학 연구원인 Ingrid Bakke는 예를 들어, 바이오 필터가 오작동하는 경우, 폐기물이 재순환되는 물에 빠르게 축적되어 어류에 해를 끼칠 수 있다고 말합니다. “만약에 바이오 필터가 오작동 한다면, 암모니아는 어류에게 굉장히 유독하기 때문에 큰 문제입니다”라고 그녀는 말합니다. 탱크를 감시하는 기술들은 회사가 기계의 오작동을 추적하고 문제가 발생하기 전에 문제를 포착하는데 도움을 줄 수 있지만, 이런 시스템은 여전히 비싸고 사람의 실수에 취약합니다.

RAS와 관련된 몇 가지 걸림돌에도 불구하고, Monterey Bay Aquarium Seafood Watch는 지속가능한 해산물에 최고 순위를 부여했습니다. Timmons는 농부들이 이런 시스템을 농작물 생산과 통합할 때 지속가능성이 최대가 된다고 믿고 있습니다.

Timmons는 2025년까지 90억명 이상 인구가 늘어날 것으로 추정되는 인구으 식량 안보 문제에 직면하여, 양식된 어류는 가장 신뢰할 수 있고 효율적은 영양 공급원 중 하나를 제공할 것이라고 말했습니다. 그 이유는 어류는 온혈 동물보다 신진 대사가 더 느리고, 가금류와 가축을 키우는데 필요한 양의 사료로, 같은 양의 고기를 생산할 수 있기 때문입니다. “동물성 단백질을 먹고 싶다면, 가장 효율적인 동물은 어류입니다.”라고 그는 말합니다.

이 기사의 원문인 ‘Saltwater Aquaculture Moves Inland’은 Anthropocene에 있습니다( http://www.anthropocenemagazine.org/2019/06/saltwater-aquaculture-moves-inland/)

한 사람의 쓰레기


한 벨기에 회사는 브뤼셀에서 60 마일 떨어진 마을에서 쓰레기 처리의 미래에 대한 실험으로 고군분투하고 있습니다. 이 회사는 폐기물 관리 회사인 Machiels입니다. Machiels는 유럽 최대의 매립지 중 하나인 Remo 매립지에 묻힌 수십억 톤의 폐기물을 발굴하여 재생 가능 에너지 및 건축 자재로 전환하려고 합니다.

Machiels가 Remo라고 불리는 매립지에서 사용할 기술을 제조하는 Advanced Plasma Power의 Rolf Stein 최고 경영자는 “수많은 유럽의 매립지들이 큰 충격을 받고있다”고 말했습니다. “왜 우리는 남아프리카와 남아메리카 및 호주에서 석유를 얻기 위해 땅을 굳이 깊게 파야 하는가? 우리는 지하 깊숙히가 아니라, 바로 여기에서 에너지를 위해 얻을 수 있는 재료(폐기물)들이 있는데 말입니다”

Remo 매립지는 최초로 상업적으로 사용되는 쓰레기 매립지이며, 대표적인 쓰레기 매립지의 역할을 보여줍니다. 매립지는 오랫동안 쓰레기, 오염 물질 및 환경에 대한 공포를 대중의 눈으로부터 숨겨주는 장소로 여겨져 왔습니다. 초기의 매립지는 거의 보호받지 못한, 독성물질을 포함하고 있는 미화된 쓰레기 구멍이었습니다. 1980년대 미국의 매립지 채굴을 보았고 현재는 AquaSource Technologies의 CEO인 Shyam Dighe는 “(우리는) 폐기물은 채굴하지 않고, 자원을 채굴합니다. 이런 현상은 모순적이죠.”라고 말했습니다.

“어떤 주목받는 광부들은 쓰레기 매립지에서 채굴하는 것이 모순이 아니라고 주장합니다. 전 세계의 매립지에 묻혀 있는 폐기물들은 상당한 양의 자연 자원가 재정적인 이익을 제공할 수 있습니다.”

그러나 오늘날 주목받는 광부들은 쓰레기 매립지에서 채굴하는 것이 모순이 아니라고 주장합니다. 금속에 대한 수요가 증가함에 따라 정부는 쓰레기를 버리는 것에 세금을 부과하고, 팽창하는 도시에 더 많은 공간이 필요해짐에 따라, Machiels와 같은 회사들은 전 세계의 매립지에 묻혀 있는 폐기물들이 상당한 양의 자연 자원과 재정적 이익을 제공할 수 있다고 주장하고 있습니다.

스웨덴의 Linnaeus University의 교수인 Wiliam Hogland는 “더 많은 도시들이 오래된 도시의 쓰레기 매립지를 가지고 있고, 또 그 도시들은 귀중한 토지가 필요합니다. (쓰레기 매립지에서 채굴하는 것은) 돈을 벌기가 더 쉽습니다. 그리고 사람들은 산업을 만들기 위한 귀중한 땅을 가지게 됩니다.”라고 말했습니다.

처음으로 알려진 쓰레기 매립지 채굴 사례는 1953년의 Tel Aviv라는 매립지입니다. 여기서 쓰레기들은 과수원의 비료로 사용되었습니다.  1980년대 이후부터 미국을 포함하여 다른 시도들이 있었지만, 이 다른 시도들은 주로 오염 제거 또는 쓰레기 재배치에 대해 중점을 두었습니다. 최근 다시 떠오르고 있는 관심은 쓰레기를 그 자체로 자원으로 취급하는 ‘향상된 쓰레기 매립지 채굴’에 초점을 맞추고 있습니다.

Linnaeus University의 연구원인 Yahay Jani는 쓰레기 매립지에서 발생하는 폐기물의 50% 이상이 이러한 방식으로 에너지 또는 원자재로 재활용될 수 있다고 추정합니다. 그는 “이런 물질들은 그냥 잊혀지거나 쓰레기로 여겨지지 않고 다른 산업에서 2차 자원으로 사용될 수 있습니다.”고 말했습니다.

Remo 쓰레기 매립지는 플라즈마 기술을 사용해서 폐기물을 고온으로 가열하고 재생가능한 가스로 바꿉니다. 플라즈마 기술은 폐기물을 쓰레기 매립지에 보낼 필요 없이 바로 에너지로 전환하기 위해 전 세계 여러 곳에서 이미 사용되고 있습니다. 여기서 쓰레기 매립지의 내용물들은 비워지고, 금속 및 재활용 가능한 재료로 분류됩니다. 나머지 물질들은 연료로 기화되며, 그 과정에서 나온 잔여물들은 건축 자재로 사용될 수 있는 물질로 변환됩니다.  

Remo 쓰레기 매립지는 가장 두드러진 향상된 쓰레기 매립지 채굴 운영 방식을 갖고 있지만, 연구자들이 유럽에서 산업화 할 수 있을 것이라고 희망을 품고 있는 여러 사이트 중 하나입니다. 2017년 3월에, 유럽 연합은 회원국들이 쓰레기 매립지를 지도화하고 향후 7년간 해당 매립지들이 채굴에 쓰일 수 있을지 가능성을 요구하는 지침을 승인했습니다.  

“왜 남아프리카와 남아메리카 및 호주의 깊은 곳까지 석유를 얻기 위해 땅을 파야 하는가? 땅 아래가 아니라 여기서 재료를 얻을 수 있는데?”

EURELCO(European Enhanced Landfill Mining Consortium)에 따르면, 유럽 대륙에는 50만개 이상의 쓰레기 매립지가 있습니다. 영국 Cranfield University의 에너지 강사인 Stuart Wagland는 이 중 절반의 쓰레기 매립지에서 수익성 있는 채굴이 가능할 것으로 추정하고 있습니다.

에스토니아와 스웨덴에서 연구자들은 5개의 쓰레기 매립지의 내용물을 검사하고, 그 중 플라스틱과 금속 물질의 재활용을 조사했습니다. 해당 연구팀의 일원인 Hogland가 발틱해 지역에만 최대 10만개의 쓰레기 매립지가 존재하고, 침출수와 온실가스가 새고 있고, 해안 침식의 우려가 있다고 말했습니다.

Remo 쓰레기 매립지 안에서만 1,800만 톤 이상의 폐기물이 있으며, Machiels는 해당 매립지가 자연 공원으로 변하기 전까지, 그 양의 절반 정도를 건축 자재를 위해 재사용하고, 절반 정도는 에너지를 위해 재사용할 것을 기대하고 있습니다. 이 에너지는 향후 20년동안 20만 가구에 전력을 공급할 수 있는 양입니다.

이렇게 주목받는 광부들의 낙관에도 불구하고, 몇 가지 난관이 존재합니다. 쓰레기 매립지를 채굴하기 위한 계획을 허가 받는 것은 힘들고 종종 금지되기도 합니다. Machiels는 현재 현지 주민들의 반대에 따라 벨기에 고등 법원에서 법적 소송에 참여하고 있습니다. 그들은 올해에 해당 계획을 진행할 수 있을지 답을 원합니다. 다른 곳에서도 비슷한 현상이 벌어지고 있습니다. 예를 들어, Hogland는 터키에서도 쓰레기 매립지를 채굴하기 위해 시도했습니다. 그는 승인을 받는데 수십년이 걸릴 수 있다고 말했습니다.

EUFELCO의 회장인 Peter Tom Jones는 “유럽 어디를 가든, 우리는 운영하기 위해 사회적인 허가를 받기 위해 고군분투하고 있습니다. (Remo 쓰레기 매립장에서) 이로 인해 주된 지연이 발생합니다. 이는 쓰레기 매립장의 채굴이 실제로 효과가 있음이 입증된 상황에서, 매우 슬픈 일입니다.”라고 말했습니다.

그러나 현지 주민들을 설득하고 허가를 받을 수 있다고 해도, 기술적으로 수익성을 얻을 수 있을까요? Jones는 “이 중 어느 것도 아직 완전히 상용화되지는 않았습니다. 우리는 여전히 연구원들이 기술적인 측면에서 이익을 보여주는 단계 정도에 있습니다 하지만 실제로 해봐야 수익성이 있을지 확실한 증거를 얻을 수 있을 것입니다. 결국에는 쓰레기 매립지 채굴에 투자자들이 투자할 수 있도록 설득해야 합니다. 이는 아직 일어나지 않았습니다.”라고 말합니다.

1980년대 미국에서 Westinghouse Electric은 인디애나 주 블루밍턴에 있는 쓰레기 매립지의 개선사항을 조사했습니다. 그들은 쓰레기 매립지의 내용물을 제거하고 플라즈마로 처리하려고 계획했지만, 결국 주정부의 허가를 얻지 못했습니다.

이 프로젝트에 참여한 Jim Little은 “미국에는 땅이 너무 많습니다. 원료를 개선하는 것보다 싼 땅을 사는 것이 훨씬 쉬웠습니다. 원료를 개선하기 위해 필요한 에너지 양은 우리가 받는 수익보다 훨씬 컸습니다. 즉, 미국은 원자재가 저렴하고, 매립지 주변의 규제 사항이 없습니다. 그래서 미국에서는 실용화되지 못했던 것이 유럽 및 다른 지역에는 잘 실용화될 수 있습니다.”

만약 쓰레기 매립지에서 채굴을 하려는 주목받는 광부들이 유럽에서 성공한다면, 그들은 이 기술이, 매립지 규제가 잘 이루어지지 않고 오염 물질을 포함할 수 있는 개발도상국으로 확대되기를 꿈꿉니다. 많은 사람들에게 이 일은 단지 쓰레기 매립지에서 자연 자원을 얻는 것이 아닙니다. 그들은 쓰레기가 자원으로 재활용되고, 폐기물이 순환 경제의 일부가 되기를 바랍니다. 유토피아적인 비전이긴 하지만, 자원이 점점 부족해짐에 따라, 이런 쓰레기 매립지에서의 채굴이 더 매력적으로 보이는 건 어쩔 수 없네요!

이 기사의 원문인 ‘One Man’s Trash… (2018.9)’은 Anthropocene에 있습니다(http://www.anthropocenemagazine.org/2018/09/one-mans-trash/)

산호초가 감소함에 따라, 새로운 종류의 암초가 나타난다.


산호초 (coral reefs)가 죽으면 무엇이 그들을 대체할까요?

이는 조금 부적절하게 느껴지는 질문입니다. 일부 사람들이 “바다의 열대 우림”이라고 부르는 산호초의 지속적인 감소는 현대 인류의 큰 부끄러움 중 하나입니다. 서식지 훼손 및 기후 변화에 대해 생각해보고, 산호를 보호하기 위해 많은 노력을 기울일 수 있습니다.

그러나 어떤 것도 이미 많은 산호초가 파괴되어 왔다는 사실을 바꿀 수는 없습니다. 기적이 없다면, 더 많은 것들이 계속 사라질 것입니다. 이런 상황에 직면한다면, 사람들이 비극적인 상황을 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리는 심지어 보물을 찾을 수도 있습니다.

뉴질랜드 산 빅토리아 대학교의 생태학자인 제임스 벨 (James Bell)은 “우리가 산호가 세계 곳곳에서 계속 감소하고 있는 것을 보고 있는 중에, 다른 것들이 그 산호들이 차지했던 공간을 차지하고 있습니다”고 말했습니다.

몇 년 전 벨과 동료들은 기존에 알려진 지혜처럼 이전에 산호초였던 곳이 조류 (algae)가 지배하는 수중의 불모지가 되지 않을 수도 있다고 제안했습니다. 그러한 현상은 일부 지역, 특히 카리브 지역에서 발생하지만 산호초가 죽은 뒤의 암초 (reefs)는 때로는 조류가 우점하는 수중의 불모지가 아닌, 다른 궤도를 따라간다는 것입니다. 산호가 죽어도 해면동물 (sponge)가 번식합니다. 즉 산호초는 해면초 (sponge reefs)가 됩니다.

대부분의 사람들은 부엌 싱크대에서 해면동물을 알지만 실제로 해면동물문 (Porifera)은 5,000~10,000 종을 포함합니다. 산호와 마찬가지로 그들은 동물이며, 고대의 생명체들의 진화 나무 (evolutionary tree)에서 유래했습니다. 그리고 화석 기록에 따르면 지구의 해양이 2억년 전에 따뜻해지고 산성화되었을 때, 해면초가 실제로 산호초를 대체했습니다.

현재의 온난화는 훨씬 더 빠르게 일어나는 일이긴 하지만, 브라질 해안과 인도네시아의 술라웨시 섬에서 비슷한 일이 일어났습니다. 해면동물은 놀라울 정도로 탄력적입니다. 그 이유는 벨과 다른 연구자들이 이번 봄에 유명 논문 저널인 Global Change Biology에 투고한 논문에 적혀있는데요. 해면동물의 세포벽에 있는 지질과 지방산이 세포벽에 가해지는 열 스트레스의 영향을 막기 때문에, 해면동물이 놀라울 정도로 탄력적이라는 것입니다.

지난 달 Ecology에서 발표된 연구에서 벨의 연구팀은 앞서 밝혔던 생리학에서 상호 작용으로 이동합니다. 해면초는 산호초처럼 풍부하고 풍요로운 생물들을 지원하지는 않지만, 모호하게 이해된 되었음에도 불구하고 여전히 많은 생물들에게 서식처를 제공했습니다. 산호초는 열대우림에 비교되었는데요. 해면초가 열대우림 정도까지는 아니라고 하더라도, 적어도 숲일지도 모릅니다.

연구자들은 암초가 제공하는 상호 작용들을 모델을 이용해 모사해보았습니다: 탄소와 다른 영양소의 흐름, 산호에 적응했던 생물 종에서 해면에 적응한 생물 종으로의 전환 등을 모사해본 것이지요. 모델이 해면초를 둘러싼 모든 복잡성과 불확실성을 포착할 수는 없지만, 몇 가지 주요한 패턴을 강조할 수 있었습니다. 해면동물은 입에 달려있는 필터를 이용해 먹이를 먹는 동물 (filter-feeder)로서, 그들이 흡수 및 방출하는 물에서 유기 물질을 분해합니다. 결과적으로 다른 생물들이 먹을 수 있는 물질은 적지만, 해면동물 역시 분해되어 다른 생물체가 먹을 수 있는 찌꺼기가 됩니다.

해초는 해면초 사이에서 번식할 수 있으며, 그 해초의 존재는 해면동물이 형성되는 죽은 산호 잔해물의 침식을 늦추게 됩니다. 그러나 결국 수십 년 또는 수세기에 죽은 산호의 잔해물은 무너질 것입니다. 해면동물은 계속 성장하겠지만, 산호에 의해 제공되던 구조적인 복잡성, 더 많은 생물들을 위한 틈새와 구멍는 사라질 것입니다. 그렇게 산호 없이 남게 된 암초들은 어떤 생물종들이 살 수 있도록 지원해 줄 것인가? 그리고 얼마나? 이들은 이에 대해 공개적으로 질문합니다.

벨은 생존하는 산호초를 보호하고 새로운 해면초를 연구하는 것, 둘 다가 모두 중요하다고 말합니다. 그는 또한 산호가 자라는 깊이보다 더 아래에 해면초가 존재한다고 지적했습니다. 산호가 감소함에 따라 해면초 군집이 더 높은 곳으로 이동할 가능성이 있습니다. 그들은 미래의 씨앗을 포함할 수도 있습니다. “그래서 우리는 이 해면초들도 보호해야합니다. 그리고 어떻게 작동하는지 이해하는 데 더 많은 시간을 쏟아야 합니다.”라고 벨은 말했습니다.

이 기사의 원문인 ‘As corals decline, a new kind of reef emerges (2018.11.28)’은 Anthropocene에 있습니다(http://www.anthropocenemagazine.org/2018/11/sponge-reefs/)

이 연구의 원문인 ‘“Elucidating the sponge stress response; lipids and fatty acids can facilitate survival under future climate scenarios (Bennett et al., 2018)’은 Global Change Biology에 발표되었습니다. (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.14116)

이 연구의 원문인 ‘Climate change alterations to ecosystem dominance: how might sponge-dominated reefs function? (Bell et al., 2018)’은 Ecology에 발표되었습니다. (https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/toc/19399170/99/9)

어떻게 사회적인 학습이 기후 행동을 촉진하거나 늦출 수 있을까?


어떻게 온실 가스 배출이 기후 온난화를 야기하는지 예측하는 기후 모델은 인간 행동과 관련해서는 매우 둔한 도구입니다. 그들은 배출 “경로”가 정적이라고 가정하곤 하지만, 실제로는 배출을 야기하는 행동은 역동적입니다. 우리가 하는 일은 시간이 지남에 따라 변하고, 그 자체가 온난화의 영향을 받습니다.

캐나다 워털루 대학교 (University of Waterloo)와 구 엘프 (Guelph) 대학의 연구원이 수행한 이 새로운 연구는 이러한 복잡한 문제를 소프트웨어 패키지로 해결했습니다. 이 분야의 과거 시도들과는 달리, 그들의 모델은 사회적인 학습-사람들과의 접촉이 우리의 신념과 행동을 형성하는 과정-을 처음으로 통합했습니다.

우리는 전기 자동차를 구입하거나, 집에 태양 전지판을 설치하거나, ​​지구를 위해 비행을 중지하는 사람들을 통해 기후 친화적인 행동에 대해 배울 수 있습니다. 그러나 이웃들이 일반적으로 하는 것들을 관찰하고 사회적 규범을 고수하는 인간의 경향성은, 기후 변화 행동에서 강력한 힘이 될 수 있다고 PLOS 전산 생물학 연구진은 보고했습니다. (예 : 저자는 비행기에서 게시물의 상당 부분을 썼습니다.)

이러한 요인들이 어떻게 상호 작용하는지에 대한 첫 번째 근사값을 얻기 위해 연구진은 단순한 사회 모델과 간단한 기후 모델을 결합했습니다. 사회적 모델에서 사람들은 기후 친화적인 완화자(mitigators) 또는 배출을 많이 하는 비-완화자(non-mitigators)가 될 수 있습니다. 다른 사람들과의 접촉은, 각 범주의 상대적인 비율이나, 기후 변화에 부과되는 비용이나, 혹은 기후 행동의 비용에 따라서 사람들이 한 범주에서 다른 범주로 전환하도록 할 수 있습니다. 기후 모델에서 배출량은 전체 인구 중 비-완화자에 해당되는 비율에 의존해서 달라졌습니다.

사회적 학습이 얼마나 빠르게 일어나는지에 따라, 지구 평균 기온은 산업화 이전 수준보다 2.2 ℃에서 3.5 ℃ 높아질 수 있다고 연구진은 밝혔습니다. 즉, 전체 인구 중에 기후 친화적인 행동이 빠르게 확산하느냐 혹은 느리게 확산 하느냐에 의한 차이는 1 ° C 이상의 기후 변화와 직결되어 있다는 말입니다.

불행히도 기후에 대한 사회적 규범은 천천히 변화하는 경향이 있습니다. “사회적 규범은 다수의 행동을 강화하며, 완화 행동의 초기 확산은 억제하기 때문에, 우리가 가장 필요할 때 도움을 줄 수는 없을 수도 있습니다.” 라고 연구진들이 밝혔습니다. 그러나 일단 변화가 오면 빨리 일어날 수 있습니다. “사회적 학습은 일단 완화하려는 순 유용성 (net positive utility to mitigate)이 나타나기만 한다면, 완화 행동에 긍정적인 피드백 고리를 만들어냅니다 ” 라고 연구진들이 말했습니다. “이것은 완화자들의 빠른 비선형적 증가를 초래합니다.”

2 ˚C 이하로 온난화를 제한한다는 파리 협약의 목표를 달성하려면, 더 빠른 사회적 학습과 더 낮은 완화 비용이 필요하다고 연구진들의 모델이 암시했습니다. 기후 친화적인 행동 (예 : 태양열 패널의 세금 환급)을 보조하거나 기후에 해를 끼치는 행동 (예 : 탄소세)을 처벌하는 공공 정책을 통해 완화 비용을 줄이면, 많은 사회적 변화가 가속화 될 수 있습니다.

모델에서 다른 매개 변수를 변경함으로써, 연구자들은 사람들이 기후 친화적인 행동을 가장 빨리 채택하도록 하는 사회적 및 정책 조건을 결정할 수 있었고, 따라서 온난화 최고점으로부터 내려오는 가장 빠른 경로를 제공할 수 있었습니다.

그들은 언론 보도, 대중적 포럼 및 비공식적인 대화를 통해 기후 친화적인 행동에 대해 알리고 사회적 학습을 우선적으로 증가시키는 것이 가장 효과적인 접근 방법임을 발견했습니다. 그런 다음 공공 정책을 사용하여 완화 비용을 줄입니다. 우선 사회적 학습의 우선 순위를 정하는 것은 후속 정책 변경을 보다 효과적으로 이루어지게 합니다. 이것은 현재 우리가 기후를 위해 할 수 있는 가장 중요한 것들 중 하나가, 기후 변화에 대해 침묵하지 않는다는 것을 암시합니다.

이 기사의 원문인 ‘How social learning can speed up or slow down climate action (2019.06.11)’은 Anthropocene에 있습니다. (http://www.anthropocenemagazine.org/2019/06/the-world-needs-you-to-keep-talking-about-climate-change/?utm_source=Future+Earth+Newsletter&utm_campaign=2ff2a865f9-EMAIL_CAMPAIGN_2019_06_27_02_33&utm_medium=email&utm_term=0_53def20e3a-2ff2a865f9-536398165)

이 연구의 원문인 ‘Charting pathways to climate change mitigation in a coupled socio-climate model (Bury et al., 2019)’은 PLOS Computational Biology에 발표되었습니다. (https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1007000)

전지구적 탄소 프로젝트 연구자들로부터 제시된 기후 변화 해결책을 위한 비전


“온실가스를 다른 가스로 바꿔주는 반직관적인 접근법(counterintuitive approach)은 지구 온난화의 주요 원인인 메탄 가스를 산업화 이전의 농도로 되돌릴 수 있는 가능성을 제공합니다.”

상대적으로 간단한 과정이 건강한 이익을 창출하면서, 동시에 기후 변화의 흐름을 전환하는데 도움이 될 수 있다고 합니다. 스탠포드가 주도한 새로운 논문에 따르면, 지구 온난화에 대한 희망적인 비전으로 반직관적인 접근법이 제시되었습니다. 바로 한 온실 가스를 다른 가로 바꿔주는 과정을 의미합니다. 

이 새로운 논문의 두 저자는 과학자 운영위원회 의장인 롭 잭슨 (Rob Jackson)과 미래 지구의 글로벌 연구 프로젝트 인 전지구적 탄소 프로젝트 (Global Carbon Project)의 전무 이사인 펩 캔델 (Pep Canadell)이죠. 

제올라이트 (CUII 및 FEIV)라고 하는 촉매 물질을 사용하여 메탄 (CH4)을 이산화탄소 (CO2)로 변환하기위한 산업용 배열의 개념도. (이미지 출처 : Jackson, et al. 2019 Nature Sustainability / Artist : Stan Coffman)

Nature Sustainability에 3월 20일에 발표된 이 연구는 지구 온난화에 매우 강력한 영향을 미치는 온실 가스인 메탄을, 보다 적은 영향을 미치는 이산화탄소로 전환시키는 과정을 설명합니다. 의도적으로 이산화탄소를 대기로 방출한다는 이 생각은 가히 충격적인 방법으로 보일 수 있지만, 저자들은 이렇게 해서 이산화탄소를 메탄과 교환하는 것이 오히려 기후에 중요한 순 이득이라고 주장한다.

“완벽하게만 한다면, 이 기술은 대기 중의 메탄 및 다른 가스의 농도를 산업혁명 전의 농도로 되돌릴 수 있다”고 스탠포드 대학의 지구 에너지 및 환경과학 대학의 롭 잭슨, 미셸 및 케빈 더글러스 교수는 말했습니다. 

원본 보도 자료는 스탠포드 우드 환경 연구소 (Stanford Woods Institute for the Environment)에 있습니다 (https://woods.stanford.edu/news/vision-profitable-climate-change-solution). 

이 기사의 원문인 ‘Global Carbon Project researchers outline vision for profitable climate change solution (2019.03.20)’은 Future Earth에 있습니다 (http://www.futureearth.org/news/global-carbon-project-researchers-outline-vision-profitable-climate-change-solution).

이 연구의 원문인 ‘Methane removal and atmospheric restoration (Jackson et al., 2019)은 Nature Sustainability에 발표되었습니다 (https://www.nature.com/articles/s41893-019-0299-x). 

전 지구적 탄소예산에 대한 새로운 분석: 화석연료와 에너지 사용 감소로 인해 선진국에서 이산화탄소 배출량이 감소되다.


University of East Anglia (UEA)의 Tyndall Centre에 의해 진행된 연구에 따르면, 이산화탄소 배출량을 줄이고 기후변화를 저지하고자 했던 선진국들의 노력이 보상받기 시작했다고 합니다.

이 연구는 재생 가능한 에너지와 에너지 효율을 지원하는 정책이 18개 선진국에서 탄소 배출을 줄이는데 도움을 줌을 밝혔습니다. 해당 선진국들은 전 지구적 탄소 배출량의 28% 정도를 차지하고 있으며, 영국, 미국, 프랑스, 독일 등이 여기에 해당됩니다.

이 연구는 미래지구의 전 지구적 연구 프로젝트인 ‘전 지구적 탄소 프로젝트’에 의해 매년 생산되고 추가된 ‘연간 전 지구적 탄소 예산 데이터’를 기반으로 분석되었다고 합니다.

연구팀은 2005년에서 2015년 동안에 이산화탄소 배출량이 크게 감소된 국가들에서 이산화탄소 배출량 변화 원인을 분석했습니다. 분석한 결과, 이산화탄소 배출량이 감소한 것은 주로 화석 연료를 대체하는 재생 가능 에너지와 에너지 사용의 감소 때문이었으며, 이 결과는 Nature Climate Change에 게시되었습니다.

그러나 에너지 사용의 감소에는 2008년에서 2009년 동안의 세계 금융 위기 이후에 경제 성장이 저해되고, 이로 인해 에너지 요구량이 감소된 점도 일부 기여했다고 합니다.

중요한 점은, 이산화탄소 배출량이 가장 많이 감소된 국가들은 에너지와 기후에 관련된 정책이 가장 많았다는 점입니다.

연구진은 이산화탄소 배출량이 감소한 국가들과 배출량이 증가한 국가들을 비교했는데요. 그 결과 모든 국가에서, 에너지 효율을 장려하는 정책들이 이산화탄소 배출 감소와 관련 있음을 알아냈습니다.

또한 연구진들은 재생 에너지를 장려하는 정책들이 이산화탄소 배출 감축과 관련이 있음을 밝히긴 했지만, 대부분은 이산화탄소 배출량이 줄어든 선진국의 경우였고, 선진국이 아닌 국가들에서는 관련이 없음을 밝혔습니다.

연구 결과는 많은 국가에서 이산화탄소 배출을 줄이려는 노력이 행해지고 있음을 시사하지만, 파리 협정에 따라 기후변화를 2℃ 이내로 제한하기 위해서 이런 노력들이 더 확대되고 강화되어야 함을 지적하기도 합니다.

연구진들은 기후 변화를 막기 위한 노력을 유도하는데 있어서 최근의 이산화탄소 배출 변화의 근본적인 이유를 “푸는 것”이 중요하다고 주장합니다.

UEA와 기후변화 연구를 위한 Tyndall Centre의 연구자 리더인 Corinne Le Quéré 교수는 “우리 연구 결과에 따르면 기후 변화를 저지하기 위한 정책들은 많은 국가에서 이산화탄소 배출량을 감소시키는데 도움이 되고 있습니다. 이것은 좋은 소식이지만, 시작에 불과합니다. 기후 변화를 막기 위해 전 지구적 이산화탄소 배출량을 거의 0에 가깝게 줄이는 것은 긴 여정입니다. 전 세계에 재상 가능한 에너지를 늘리는 것은 좋은 단계이지만 그 자체로는 충분하지 않습니다. 화석 연료도 단계적으로 제거해야 합니다.”고 말했습니다.

또한 UEA의 Charlie Wilson 박사는 “기후 변화에 관한 새로운 과학적 연구는 경종을 더 크게 울리고 있습니다. 우리의 발견은 얇은 희망 한 줄기를 더합니다. 각국의 현재 이산화탄소 배출량을 최대한으로 보고, 해마다 배출량을 감소시키는 것이 가능합니다.”고 제시했습니다.

“지금까지 18개국들은 에너지 효율, 재생 가능한 에너지, 그리고 기후 목표에 대한 정책적인 야심과 행동이 어떻게 협력할 수 있는지를 보여주었습니다. 이제 우리는 이런 초기의 선례가 단지 예외가 아니라 규칙이 되어야 한다는 것을 확실하게 보여줘야만 합니다. 이것은 거대한 전 지구적 도전입니다.”

기후 변화를 2℃ 이하로 제한하고 1.5℃ 이하로 유지하기 위해서는, 전세계의 이산화탄소 배출량을 2030년까지 약 1/4로 줄여야 합니다. 전세계 이산화탄소 배출량은 2005년에서 2015년 사이에 해마다 평균 2.2 %씩 증가해왔습니다.

공동 저자인 오슬로 국제 기후 연구 센터 (CICERO)의 Glen Peter 박사는 “2017년과 2018년에 전세계 이산화탄소 배출량은 증가했습니다. 이는 재생 가능 에너지의 신속한 출시도 아직은 화석 연료 사용의 성장을 저지하기에 충분하지 못했음을 말해줍니다”라고 지적했합니다.

“에너지와 기후 정책은 재생 가능 에너지와 에너지 효율을 지원하는데는 성공적이었습니다. 하지만 의미 있는 이산화탄소 배출량 감축을 실현하기 위해서는 이산화탄소 배출에 불이익을 주는 정책이 필요합니다.”

CSIRO 연구 과학자이자 전 지구적 탄소 프로젝트의 전무 이사, 그리고 공동저자인 Pep Canadell는 “1000 마일의 여정이 한 걸음으로부터 시작된다면, 이미 일부 국가들이 그 길을 걷기 시작한 것으로 보입니다. 이제 우리 모두가 결정적으로 달리기 시작해야 합니다”라고 강조했습니다.

이 기사의 원문인 ‘New analysis of global carbon budgets finds CO2 emissions in developed economies falling due to decreasing fossil fuel and energy use (2019.02.25)’는 Future Earth에 있습니다 (http://www.futureearth.org/news/new-analysis-global-carbon-budgets-finds-co2-emissions-developed-economies-falling?fbclid=IwAR3JIzg0pmxQwolS72xd1OOnU8mP75-Vm98TOVRlqb5P6rnod4-xnZk0eE4).

이 연구의 원문인 ‘Drivers of declining CO2 emissions in 18 developed economies’, Corinne Le Quéré, Jan Ivar Korsbakken, Charlie Wilson, Jale Tosun, Robbie Andrew, Robert J. Andres, Josep G Canadell, Andrew Jordan, Glen P Peters and Detlef van Vuuren’는 Nature Climate Change에 발표되었습니다 (https://www.nature.com/articles/s41558-019-0419-7).

전 지구적 이산화탄소 배출은 2018년에 강하게 상승한 뒤에, 기록을 세웠다.


수요일에 발표된 과학 논문에 따르면, 화석연료와 산업에서 배출되는 이산화탄소의 전세계 배출량은 2018년에 2년 연속 최고치를 기록할 것으로 예상됩니다. 이 수치는 2% 이상 증가한 값으로, 연구진은 주로 석유 및 가스 사용이 지속적으로 증가함에 따라 나타난 결과라고 보았습니다.

전 지구적 탄소 프로젝트 (Global Carbon Project)은 이산화탄소 배출량이 2.7% (1.8에서 3.7%의 불확실성 범위를 가지고) 증가할 것으로 예측했습니다. 그보다 한 해 전인 2017년에는, 탄소 배출량이 3년 동안 1.6%가 증가했습니다.

이 예측은 2018년 전 지구적 탄소 예산 (Global Carbon Budget)에서 나왔으며, 수요일에 전 지구적 탄소 프로젝트에 의해 유명 저널인 Nature, Earth System Science Data, 그리고 Environmental Research Letters에 발표되었습니다. 전 지구적 탄소 프로그램은 세계 기후 연구 프로그램 (World Climate Research Programme)의 후원을 받습니다.

이 발표는 연간 유엔 기후 협상 (COP24)을 위해 폴란드 카토 비체에서 각국이 만나는 과정 중에 나왔습니다. 저탄소 기술의 급격한 성장은 정점에 있는 이산화탄소 배출량을 파리 합의 목표에 따라 적극적으로 낮추고, 기후변화를 제한하기에는 아직 불충분합니다.

“화석연료에서 야기된 이산화탄소 배출의 2018년 증가로 인해, 우리는 현재 1.5 °C를 훨씬 넘는 온난화에 도달했습니다”라고 East Anglia 대학의 Tyndall 기후 변화 연구소 소장인 Corinne Le Quéré가 말했습니다. “재생 에너지를 지원하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 탄소를 줄이는 탈 탄소화 노력은 경제 전반에 걸쳐 확대될 필요가 있습니다.”

세계적인 이산화탄소 배출량의 증가는 파리 협약에서 세어진 목표를 위험에 빠뜨립니다. IPCC에 따르면, 1.5 °C 이하의 온난화를 제한하기 위해 2030 년까지 이산화탄소 배출량이 50% 감소해야 하고, 2050 년경에는 0 %에 도달해야 합니다. 현재는 국가 협약으로 인해 파리 합의 목표보다 훨씬 높은 3 °C의 온난화가 발생합니다.

전세계 화석 연료의 방출 (화석 연료, 산업 및 시멘트)은 2000년대에 매년 3% 이상 증가했지만 2010년부터 성장이 둔화되었고, 2014년에서 2016년까지 배출량이 살짝 증가하면서 비교적 평평하게 유지되었습니다. 그러나 전 지구적인 에너지 성장은 개인 수송, 화물, 항공 및 해운에 대한 수요 증가에 힘 입어 탈 탄소화 노력보다 앞서가고 있습니다.

“전 지구적 배출량의 계속적인 증가는 깊이 우려됩니다. 최근 1.5 °C의 온난화 위험에 관한 IPCC의 보고서는 과학 분야의 많은 연구진에게조차도 깊은 잠에서 깨어나라는 전화였습니다.”라고 Future Earth의 이사인 Amy Luers가 말했습니다. “우리의 배출량을 기하 급수적으로 줄일 수 있는 기술, 지식 및 비즈니스 통찰력을 가진 것이 분명 할 때 특히 이 소식은 어렵습니다. 기후 변화에 대처하는 것이 이제는 win-win 전략이 되었습니다. 우리는 승리의 길을 시작하면 됩니다.”

전 세계적인 석탄 사용량은 여전히 역사적으로 높았던 지점보다 3% 더 낮지만, 중국과 인도의 에너지 소비 증가로 인해 2018년에 증가할 것으로 예상됩니다.석유 및 가스 사용은 지난 10년 간 거의 줄지 않았습니다. 석탄 사용량 감소와 산업계 가스 수요 증가로 가스 사용량이 증가했습니다. 석유는 주로 개인 수송, 화물 운송, 항공 및 운송에 연료를 공급하고 석유 화학 제품을 생산하는 데 사용됩니다.

이 연구 중 하나를 주도한 오슬로의 CICERO 연구원인 Glen Peters 예산 공동 저자는 “2017년의 배출량 증가는 그저 하나의 수치로 보일 수 있지만, 2018년의 증가율은 훨씬 더 높습니다. 전 세계가 2015년 파리 협정에 명시된 목표에 부합하는 방향으로 나아가지 못하고 있다는 것이 명백해졌습니다.”라고 말했습니다.

대기 이산화탄소 농도는 산업화 이전 수준보다 45% 높은 2018년에 평균 407ppm에 도달할 것으로 전망됩니다. 전세계 배출량의 27 %를 차지하는 중국의 배출량은 2018년에 약 4.7% (2.0% ~ 7.4%) 증가하여 새로운 사상 최고치를 기록할 것으로 전망됩니다. 중국의 재생 가능 에너지 증가율은 건설 활동과 경기 부양책과 밀접한 관계가 있습니다. “중국이 석탄 발전으로부터 급격히 멀어지고 있다는 희망이 있었지만, 지난 2년 동안 중국이 석탄에 빨리 작별을 고하는 것은 그리 쉽지 않을 것입니다. 2000 년대 중반의 급상승하는 성장이 돌아오지는 않을지라도, 석탄은 앞으로 수십 년 내에 중국 에너지 시스템을 지배할 것으로 보입니다.” 오슬로의 CICERO 국제 기후 연구 센터 (CICERO) 수석 연구원인 Jan Ivar Korsbakken가 말했습니다.

전세계 배출량의 15%를 차지하는 미국의 배출량은 수년간의 배출 감소 이후, 2018년에 약 2.5 % (+0.5% ~ +4.5%) 증가할 것으로 예상됩니다 (EIA 수치 기준). 이것은 주로 추운 달에 더 많은 난방을 필요로하고 더운 달에는 더 많은 냉각을 필요로 하는 기상 조건 때문입니다. 미국의 배출량은 2019 년 다시 감소할 것으로 예상되며, 값싼 가스, 바람 및 태양열이 석탄을 계속 변위 할 것으로 나타났습니다.

전세계 배출량의 7 %를 차지하는 인도의 이산화탄소 배출은 2018 년 6.3 % (4.3 % → 8.3 %)의 강력한 성장세를 유지하며 모든 연료 (석탄 +7.1 %, 석유 +2.9 %, 가스 + 6.0 %)가 증가할 것으로 보입니다.

전세계 배출량의 10%를 차지하는 EU 배출량은 2018년에 -0.7% (-2.6% ~ -1.3%)의 소폭 감소를 기록하며, 2014년까지 10년 동안 지속된 -2 %의 감소보다 훨씬 낮습니다.2018년 세계 배출량의 나머지 42%를 차지하는 국가들의 배출량은 1.8 % (0.5 % ~ 3.0 %) 증가 할 것으로 예상됩니다.

가장 큰 10 개의 배출국은 중국, 미국, 인도, 러시아, 일본, 독일, 이란, 사우디 아라비아, 한국 및 캐나다였으며 EU28은 전체적으로 3 위를 차지했습니다.

보고서에는 좋은 소식이 있었습니다. 전세계 배출량의 20%를 차지하는 19개국에서 지난 10 년간 국내 총생산(GDP) 감소 없이 이산화탄소 배출량이 감소했습니다. 슬로바키아, 슬로베니아, 스웨덴, 스위스, 트리니다드 토바고, 영국, 미국 및 우즈베키스탄이었습니다.

Global Carbon Project (GCP)의 산하에 있는 15개국 57개 연구 기관의 76명의 과학자들이 전지구적 탄소 예산 (Global Carbon Budget)을 계산합니다. 현재 13년째 되는 이 탄소 예산은 전 세계의 국가들이 태우는 화석 연료의 양과 연료의 양에 대해 심화된 내용을 자세히 보여줍니다.

이 기사의 원문인 ‘Global carbon dioxide emissions set to hit record after rising strongly in 2018 (2018.12.05)’는 Future Earth에 있습니다. (http://www.futureearth.org/news/Budget2018)

이 연구의 원문인 ‘Global Carbon Budget 2018 (Le Quéré et al., 2018)은 Earth System Science Data에 발표되었습니다. (https://doi.org/10.5194/essd-10-2141-2018)

이 연구의 원문인 ‘Emissions are still rising: ramp up the cuts (Figureres, C. et al., 2018)은 Nature에 발표되었습니다. (https://doi.org/10.1038/d41586-018-07585-6)

이 연구의 원문인 ‘Global Energy Growth Is Outpacing Decarbonization (Jackson, R.B. et al., 2018)은 Environmental Research Letters에 발표되었습니다. (https://doi.org/10.1088/1748-9326/af303)