겨울과 봄철 중국발 미세먼지가 한반도로 날아와 시민들의 건강을 위협하는 것은 익히 알려진 사실이지만, 국내 태양광 발전량의 상당 부분을 잠식하는 것으로 나타났다. 영국 에딘버러대학교 국립지구관측센터와 중국 샤먼대·난창대, 싱가포르국립대 등 국제연구팀은 최근 국제학술지 '환경 과학 기술(Environmental Science & Technology)에 발표한 논문에서 “미세먼지로 인한 한국의 태양광 발전 손실 중 절반 이상은 중국에서 날아온 미세먼지 때문"이라고 밝혔다. 연구팀은 한국·중국·일본 등의 상품·서비스 생산·교역 과정에서 배출되는 미세먼지의 양을 추산하고, 화학수송 모델을 통해 국경간 미세먼지의 이동을 추적했다. 또, 미세먼지로 인해 태양전지에 도달하는 태양에너지의 양이 얼마나 줄어드는지를 추정했고, 태양광 패널의 설치 형태에 따른 발전 효율을 추정했다. 이런 과정을 거쳐 동북아지역의 '태양에너지 생산량 격차'(solar energy yield gap, SEYG)를 계산했다. SEYG는 태양광 발전 설비가 실제로 생산할 수 있는 전력과 미세먼지 영향을 제거했을 때 낼 수 있는 전력의 차이를 뜻한다. 연구팀 분석 결과, 2015년을 기준으로 동북아 3개국에서 미세먼지로 인한 SEYG 규모가 연간 53.2 TWh(테라와트시, 1TWh=1000GWh)에 이르는 것으로 산정됐다. 미세먼지는 하늘에 떠 있는 상태에서 태양에너지를 산란시키기도 하고, 태양광 패널에 내려앉아 발전 효율을 떨어뜨린다. 특히, 중국의 생산 활동에서 배출한 미세먼지가 국경을 넘어 한국과 일본의 태양광 발전량을 잠식하는 것으로 분석됐다. 한국의 경우 미세먼지로 인해 연간 0.564TWh(564GWh)의 태양광 전력 생산 손실이 발생했는데, 이 가운데 17.2%는 국내에서 배출한 미세먼지 탓으로, 52.08%는 중국에서 발생한 미세먼지 탓인 것으로 분석됐다. 일본발 오염의 영향은 0.88% 수준이었고, 나머지 29.84%는 동아시아 외부(미국·유럽·인도 등)의 영향으로 분석됐다. 국내 태양광 발전의 연간 손실량 564GWh는 국내 가구당 연간 3600kWh를 소비한다고 했을 때, 15만6600 가구가 1년 동안 사용할 수 있는 양이다. 중국의 경우 자체 영향이 60.36%였고, 한국의 영향은 0.21%에 불과했다. 연구를 이끈 야오 페이 박사(에든버러대)는 논문에서 “태양광 보급 효과를 온전히 살리려면 국경을 넘는 대기오염 문제를 공동으로 해결해야 한다"고 지적했다. 논문에서 중국의 영향이 크게 나타난 것은 연구팀이 상품과 서비스 생산으로 인한 미세먼지 배출만 따졌고, 교통이나 건물 등에서 배출되는 양은 포함하지 않았기 때문으로 보인다. 또, 이번 연구는 2015년 상황을 기준으로 분석한 것이어서 지난 10년 동안 미세먼지 오염이 크게 개선된 점은 반영되지 않았다. 하지만, 국내 태양광 발전 설비가 크게 늘어난 점을 고려하면 미세먼지로 인한 발전량 손실 규모 자체는 늘어났을 수도 있다. 국제재생에너지기구(IRENA) 등에 따르면 2015년 말 기준 국내 누적 태양광 설치 용량은 약 3.5GW였으며, 2025년 2월 현재는 7배가 넘는 26GW 수준으로 증가했다. 한편, 성균관대 건설환경공학부 송두삼 교수팀은 올해 초 국제학술지 '건물과 환경(Building and Environment)'에 발표한 논문에서 “미세먼지 농도와 입자 크기에 따라 태양 복사에너지가 최대 50% 이상 줄어드는 것을 확인했다"고 밝힌 바 있다. 송 교수팀은 국내에서 직접 미세먼지와 태양광 발전량을 28개월간 측정했는데, 미세먼지가 많은 날에는 태양 복사량이 최대 50% 이상 줄어들었다는 것이다 특히 초미세먼지(PM2.5)는 태양빛을 산란시키는 능력이 커서 발전 효율을 크게 떨어뜨렸다. 충남에서는 태양 복사량(GHI)이 34.3%, 직사광선(DNI)은 무려 55.4% 감소했다. 경기도 역시 DNI가 절반 가까이 줄었다. 송 교수팀도 논문에서 “태양광 보급만으로는 부족하고, 미세먼지 감축과 병행돼야 한다"면서 “중국·한국·일본이 공동으로 대기오염 저감에 협력하지 않으면 재생에너지 확대 효과가 반감될 것"이라고 강조했다. 강찬수 기자 kcs25@ekn.kr

서울의 여름 하늘이 갈수록 위험해지고 있다. 지난 10년간 여름철 서울 대기의 오존 농도가 꾸준히 상승한 탓이다. 오존이 호흡기 질환은 일으키는 것은 물론 심혈관 건강까지 위협하는 요인이라는 최근 연구 결과도 있어 관심과 대책이 필요한 상황이다. 18일 서울시 대기환경정보 자료에 따르면, 서울 지역 대기중 오존 농도는 올여름(6월 1일~8월 16일) 평균 농도가 0.04ppm을 기록했다. 지난 2015년 여름(6~8월) 서울의 오존 평균 농도가 0.0312ppm이었던 것과 비교하면 10년 만에 30% 가까이 증가한 것이다. 서울지역 오존 오염도 2023년 여름 0.040ppm, 2024년 여름 0.0446ppm까지 치솟았다. 국내 오존 환경기준은 8시간 평균으로 0.06ppm(㎥당 117.8㎍(마이크로그램), 1㎍=100만분의 1g)으로 정해져 있다. 세계보건기구(WHO)는 단기적으로는 8시간 동안 100㎍/㎥(약 0.05ppm)을 환경기준으로 제시하지만, 건강과 생태계 보호를 위해 여름철 동안 60㎍/㎥(약 0.03ppm) 이하로 유지할 것을 권고하고 있다. 서울의 오존 오염도는 WHO의 건강 생태계 보호 권고 기준을 초과하고 있는 셈이다. 오존 오염의 증가는 미세먼지 등 다른 대기오염 물질이 줄어드는 추세를 보이는 것과 대조적이다. 오존은 자동차 배출가스와 산업활동에서 배출된 질소산화물과 휘발성유기화합물이 햇빛 자외선과 반응해 생성된다. 기온이 높고 햇볕이 강하고 바람이 잔잔한 여름철, 특히 대도시일수록 오존 농도가 빠르게 치솟는다. 여름철 기온이 상승하는 기후변화와도 관련이 있다. 이와 관련 지난 6월 부산대 의생명융합공학부 이환희 교수와 서울대 보건대학원 김호 교수 등 연구팀은 국제 학술지 '사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)'에 발표한 논문을 통해 오존 오염의 위험성을 경고했다. 연구팀은 2015~2019년 사이 연도별로 4~9월에 전국에서 발생한 '병원 밖 심정지' 사례와 오존 오염 데이터를 분석했고, 오존 농도가 10ppb(약 0.01ppm) 증가할 때 심정지 발생 위험이 2.2% 높아진다는 사실을 확인했다. 연령에 따라 3개 그룹으로 나눠 통계 분석한 결과, 노인보다 상대적으로 젊은 중년층이 더 위험한 것으로 나타났다는 점이다. 75세 이상 고령층 그룹보다는 0~59세 그룹과 60~74세 인구 그룹에서 오존 노출의 위험도가 더 크게 나타났다. 남성의 경우 오존과 심정지의 연관성이 여성보다 훨씬 뚜렷했고, 흡연·음주 습관이나 기저 호흡기 질환을 가진 사람일수록 위험은 더 높아졌다. 연구팀은 전체 심정지 사례의 11.3%가 오존 노출 때문인 것으로 분석했다. 0~59세 연령대에서 발생한 심정지 사례 가운데 2400여 건이 오존 오염 탓인 것으로 추정됐다. 이는 단순한 노인층의 문제가 아니라 전체 세대를 위협하는 환경 리스크임을 보여준다. 이와 함께 기저질환을 가진 사람은 오존 농도 심정지 사이의 연관성이 더 뚜렷했다. 고혈압과 당뇨병, 이상 지질혈증, 심장질환, 뇌혈관 질환, 만성 신장 질환, 호흡기 질환 등 병력이 있는 60~74세 남성은 오존과 심정지 사이에 통계적으로 유의미한 연관성을 보였다. 연구팀은 논문에서 “서울과 같은 대도시에서 야외 활동이 많은 젊은 세대가 고농도 오존에 반복적으로 노출될 경우 심정지 위험이 크게 높아질 수 있다"면서 “기존처럼 노인만을 고위험군으로 여기는 인식은 바뀌어야 한다"고 강조했다. 연구팀은 또 “국내 오존 환경 기준이 WHO의 건강 생태계 보호 권고치보다 두 배나 완화되어 있다"면서 “WHO 권고을 지킨다면 매년 500건 이상의 심정지를 예방할 수 있다"고 밝혔다. 아울러 오존 발생을 억제하기 위해서는 자동차와 공장에서 배출되는 오염물질을 줄이도록 정책을 강화할 필요가 있다고 지적했다. 또, 오존 오염도가 치솟는 시간대에는 실외 활동을 자제하고, 학교나 직장에서도 야외활동의 시간을 조정해야 한다고 전문가들은 권고하고 있다. 한편, 기후변화로 기온이 상승하면서 오존 오염은 전통적인 여름철(6~8월) 외에도 4월부터 9월까지 연중 6개월 이상 주의가 필요한 것으로 지적됐다. 한국환경공단의 대기정보 시스템인 '에어코리아'에 따르면 지난해 서울지역에서 처음 오존주의보가 발령된 것은 4월 19일이었고, 마지막으로 발령된 것은 9월 19일이었다. 강찬수 기자 kcs25@ekn.kr