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[EE칼럼] “100% 확신은 없다: 확률예보가 필요한 이유”

강수를 중심으로 확률예보에 대해 몇 가지 근본적인 질문을 던져보자. 우리 기상청을 비롯한 세계 각국의 기상기관은 왜 '강수확률 30%'와 같은 수치로 내일의 날씨를 설명할까. 우리는 “서울 지역의 내일 강수확률은 50%입니다"라는 예보를 들을 때, 그 의미를 과연 정확히 이해하고 있을까. 혹시 이를 '비가 올 가능성과 오지 않을 가능성이 각각 절반'이라는 단순한 통계적 표현으로 받아들이고 있지는 않은가. 더 나아가, 본질적으로 불확실할 수밖에 없는 대기 현상을 예측하면서 '확률'이라는 개념을 덧붙이는 일이 예보의 책임을 완화하기 위한 방패막이 장치는 아닌지 의문을 품어본 적은 없는가. 확률예보는 모호함을 감추기 위한 수사가 아니라, 불확실성을 정직하게 드러내고 이를 의사결정 가능한 정보로 전환하려는 과학적 진보의 산물이다. 과거 예보가 예보관의 경험과 직관에 크게 의존하던 주관적 예보의 시대를 지나, 오늘날에는 슈퍼컴퓨터 기반의 수치예보모델에 의존하는 객관적 예보 시대로 발전했다. 그럼에도 대기는 수많은 변수가 상호작용하는 초복잡계이자 비선형 시스템이기에, 모든 과정을 완벽히 재현하는 것은 원천적으로 불가능하다. 이러한 한계를 인식한 결과로 등장한 대안이 바로 확률예보다. 확률예보는 전통적 통계 기법과 앙상블 예측 등 복합적인 과학적 과정을 통해 산출된다. 함축적으로 강수확률 30%란, 과거 유사한 기압계와 기상 조건에서 해당 지역에 10번 중 3번 비가 내렸음을 의미한다. 강수확률 50% 역시 같은 맥락에서 10번 중 5번 비가 왔다는 뜻으로, 과학적으로 정당한 결과물이다. 이는 불확실성을 회피한 표현이 아니라, 오히려 이를 정량화해 제시하는 가장 정직한 방식이다. 확률예보는 단정적인 결정론적 예보보다 더 많은 데이터와 계산, 그리고 검증을 거쳐 생산되는 고차원의 정보라 할 수 있다. 확률예보의 가치는 산업 현장에서 특히 분명하게 드러난다. 기업 경영에서 기상 단순한 참고 자료를 넘어 리스크 관리의 핵심 수단이다. 이를 설명하는 대표적 개념이 '비용-손실 모델(Cost–Loss Model)'이다. 대응 비용(C)과 대비하지 않았을 때 발생할 손실(L)을 비교해 임계확률 Pc=C/L을 산출하고, 예보 확률이 이를 초과할 경우 행동에 나서는 전략이다. 예를 들어 농업 분야에서 농약 살포 비용이 100만원이고, 비로 인해 재살포와 작물 피해로 500만원의 손실이 예상된다면 임계확률은 20%다. 즉 강수확률이 20%만 되어도 살포를 연기하는 편이 통계적으로 합리적이다. 건설 현장에서 콘크리트 타설 비용이 500만원이고, 우천 시 재시공 손실이 5,000만원이라면 임계확률은 10%에 불과하다. 낮은 확률이라도 공사를 중단하는 것이 경영상 안전한 선택이 된다. 물류·유통 산업에서도 일정 수준 이상의 강수확률이 예보되면 인력을 선제적으로 배치해 배송 지연과 고객 이탈이라는 더 큰 손실을 예방할 수 있다. 이처럼 확률예보는 의사결정을 정교화하고, 장기적으로 막대한 비용 절감과 생산성 향상을 가능하게 한다. 국가적 재난 관리에서도 원리는 같다. 태풍이나 집중호우의 발생 확률이 일정 임계치를 넘는 순간 선제적으로 대응하지 않는다면 방재의 골든타임은 순식간에 사라진다. '100% 확신'을 기다리는 태도는 곧 위험을 방치하는 일과 다르지 않다. 불확실성을 인정하고 확률에 기반해 움직이는 것만이 인명과 재산 피해를 최소화하는 길이다. 현대 과학기술로도 100% 완전한 예보는 불가능하다. 이는 예보관의 역량 부족이나 슈퍼컴퓨터 성능의 한계 때문이라기보다는, 대기 운동 자체가 지닌 근본적 불확실성 때문이다. 특히 기후위기로 인해 과거에 경험하지 못한 극한 기상현상이 빈번해지는 오늘날, 단정적 결정론에 머무는 태도는 기상·기후 정보의 가치를 충분히 활용하지 못하는 사고방식일 수 있다. 인공지능 기반 예보가 발전하더라도, 불확실성을 완전히 제거할 수 있을지는 여전히 미지수다. 이제 우리는 확률예보를 보다 적극적으로 수용해야 한다. 태양광·풍력 등 재생에너지 기반 전력 수급 예측 역시 기상 변수의 확률 정보를 반영한 전략 수립이 필수적이다. 장기 기후예측에서도 단일 수치를 제시하는 방식보다 확률예보에 기반한 정보가 정책과 산업 현장에서 훨씬 실질적인 가치를 제공한다. 확률예보는 우리에게 '스스로 판단할 권리'를 부여한다. 20%의 가능성에도 대비할 것인지, 80%의 가능성에 기대어 모험을 감수할 것인지는 결국 우리의 선택이다. 예보를 고정된 정답이 아니라 전략적 의사결정 도구로 인식할 때, 우리는 자연재해의 위협을 보다 현명하게 관리하고 데이터에 기반한 새로운 부가가치를 창출할 수 있다. 기후위기 시대, 확률예보를 통한 '슬기로운 예보 생활'은 더 이상 선택이 아니라 필수다.

[기후 리포트] “턱없이 낮은 韓 탄소가격, 그러다 좌초자산 쇼크 맞는다”

한국 경제가 탄소중립으로의 이행을 상대적으로 늦추면서 단기적인 비용 부담은 피하고 있지만, 그 대가로 미래에 훨씬 더 급격하고 파괴적인 '좌초 자산(stranded assets)' 충격에 직면할 수 있다는 경고가 제기됐다. 지금의 정책적 완만함이 오히려 산업 구조를 낡은 기술에 고착시키고, 향후 규제가 본격화될 경우 대규모 자산 가치 붕괴와 지역 경제 충격으로 이어질 수 있다는 분석이다. 이 같은 경고는 덴마크 오르후스대학교 비즈니스개발·기술학과 교수이자 영국 서섹스대학교 비즈니스 스쿨의 과학정책 부문 연구원인 아바스 압둘라피우 박사가 내놓았다. 압둘라피우 박사는 국제 기후·에너지 전환 정책과 탈탄소화 전략 분야에서 활동하는 학계 연구자로, 학제간 접근을 통해 기후변화 대응 정책의 경제·기술 측면을 분석해 온 경력을 가지고 있다. 그는 최근 국제 학술지 '에너지 연구 및 사회과학 (Energy Research & Social Science)' 저널에 발표한 논문에서 한국과 유럽연합(EU)·미국·일본·캐나다·호주 등 주요 6개 선진국을 대상으로 탈탄소화 과정에서 산업별 좌초 자산 위험을 비교·분석했다. 좌초 자산이란 기후 규제 강화와 기술 혁신, 시장 수요 변화 등으로 인해 설비나 인프라가 예상 수명보다 훨씬 이르게 경제적 가치를 상실하는 자본 투자를 의미한다. 압둘라피우 박사는 논문에서 탈탄소화가 가속될수록 이러한 자산이 점진적으로 쇠퇴하는 것이 아니라, 특정 시점에 급격히 가치가 붕괴되는 '비선형적 위험'에 노출된다고 강조한다. ◇한국 산업의 구조적 위험: '기술적 고착'과 '지연된 전환의 역설' 논문이 한국 경제에서 가장 위험한 요소로 지목한 것은 단순히 탄소 배출량이 많다는 사실이 아니다. 핵심은 정책 강도가 낮은 상태가 장기간 유지되면서 산업 전반에 '기술적 고착(technological lock-in)'이 심화되고 있다는 점이다. 한국과 호주는 EU나 미국에 비해 상대적으로 완만한 탄소 규제 환경을 유지해 왔다. 논문은 한국의 탄소가격 수준을 국제 비교 기준으로 톤당 약 30~35달러 수준으로 설정하고 분석했는데, 이는 EU(약 80달러 이상)나 미국(약 60달러 내외)에 비해 현저히 낮은 수치다. 이로 인해 한국 산업은 단기적으로는 규제 비용 부담을 덜고, 기존 설비를 더 오래 활용할 수 있는 여지를 확보해 온 것으로 보인다. 그러나 연구진은 바로 이 지점이 한국 산업의 가장 큰 취약점이라고 지적한다. 규제가 느슨할수록 기업은 조기 전환을 미루고, 결과적으로 더 많은 자본이 탄소 집약적 기술에 추가로 묶이게 된다. 이는 미래의 규제 강화 국면에서 자산 가치가 한꺼번에 붕괴되는 '집중형 충격'을 초래할 가능성을 높인다는 것이다. 논문은 이를 “완만한 현재(shallow now)가 급격한 미래(steep later)를 만든다"는 구조적 역설로 설명한다. 전환을 미룰수록 조정 비용은 사라지는 것이 아니라 누적되며, 어느 순간 더 이상 분산시킬 수 없는 형태로 현실화된다는 것이다. ◇철강·정유·화학 산업, '완만한 쇠퇴'가 아닌 '급락 시나리오' 논문이 지목한 한국의 고위험 산업은 철강·정유·석유화학 부문이다. 한국 철강 산업의 경우 일부 노후 고로와 평로 설비가 탄소 가격이 상승할수록 운영 비용과 유지보수 비용이 급격히 증가할 것으로 분석됐다. 이는 단순한 수익성 악화를 넘어, 설비의 조기 폐쇄 또는 대규모 감가상각을 불가피하게 만드는 구조적 요인으로 작용한다는 뜻이다. 정유·화학 산업 역시 상황이 비슷하다. 이들 산업은 화석연료 기반 원료와 공정에 깊이 의존하고 있는데다 전동화나 저탄소 원료로의 전환에는 막대한 선제 투자가 필요하다. 논문은 한국의 경우 이러한 전환이 지연될수록 기술 전환이 '점진적 개선'이 아니라 '급격한 단절'의 형태로 나타날 가능성이 높다고 평가했다. 즉, 경쟁력은 서서히 약화되는 것이 아니라, 어느 시점에서 갑작스럽게 사라질 수 있다는 것이다. 이 논문이 특히 강조하는 부분은 좌초 자산 문제가 단순히 기업 회계상의 손실로 끝나지 않는다는 점이다. 철강·정유·발전 설비가 밀집된 지역에서는 단일 공장의 폐쇄가 지역 전체의 고용과 소득 구조를 동시에 흔들 수 있다고 우려한다. 한 개의 대형 산업 시설이 폐쇄되면 협력업체와 지역 서비스업에 연쇄적으로 영향을 미치고, 수백 가구의 생계가 동시에 위협받을 수 있다고 논문은 지적한다. 탈탄소화 지연은 결국 충격의 규모를 줄이는 것이 아니라, 특정 시점과 특정 지역에 집중시키는 선택이 될 수 있다는 경고다. ◇해법은 '속도 논쟁'이 아니라 '예측 가능성' 논문이 제시하는 해법은 단순히 “더 빨리 탈탄소화하라"는 주문이 아니다. 핵심은 예측 가능하고 신뢰 가능한 정책 신호다. 첫째, 정부는 탄소가격 경로, 성능 기준, 기술 전환 의무 등에 대해 일관된 로드맵을 제시해야 한다. 이는 기업과 투자자가 자산 수명을 합리적으로 조정하고, 좌초 위험을 분산시킬 수 있는 최소 조건이다. 둘째, 전환 금융(transition finance)이 제 역할을 해야 한다. 노후 설비의 저탄소 개조, 관리된 폐쇄, 신기술 도입을 지원하기 위한 저금리 융자와 공공 보증이 필요하다. 수소환원제철, 화학 공정 전동화처럼 초기 자본 부담이 큰 분야에서는 금융 접근성이 전환 속도를 좌우한다. 셋째, 수소·재생에너지·탄소 포집 및 저장(CCUS) 등 인프라 준비성 없이는 기술 전환도 불가능하다. 에너지 정책과 산업 정책을 분리하지 않는 통합적 접근이 요구된다. 마지막으로, 정의로운 전환 전략이 병행돼야 한다. 노동자 재교육, 사회 안전망 강화, 산업 의존 지역의 경제 다변화 없이는 탈탄소 정책의 지속 가능성 자체가 흔들릴 수 있다. 압둘라피우 박사는 논문에서 “탈탄소화를 늦춘다고 해서 비용이 사라지는 것은 아니다"라면서 “비용은 단지 미래로 떠넘길 뿐이며, 그 형태는 더 급격하고 더 불평등해질 가능성이 크다"고 강조했다. 한국 경제에 필요한 것은 '낮은 탄소가격이 주는 안도감'이 아니라 충격을 관리 가능한 경로로 분산시키는 예측 가능한 전환 전략이라는 주문이다. ◇EU는 자초 자산이 관리 가능한 수준 EU는 높은 탄소가격과 엄격한 규제로 인해 단기적인 좌초 자산 부담은 크지만, 산업 전반에서 조기 전환이 진행되고 있어 장기적 자산 붕괴 위험은 상대적으로 낮은 편으로 평가된다. 즉, 충격은 분산되어 나타나며 '관리 가능한 좌초(managed stranding)' 경로에 가깝다. 미국은 연방 차원의 탄소가격은 제한적이지만, 주(州) 단위 규제와 보조금 중심 정책으로 산업 탈탄소화가 점진적으로 진행되고 있다. 이로 인해 좌초 자산 위험은 산업·지역별로 불균등하게 분포하며, 일부 화석연료 집약 산업은 여전히 높은 노출도를 보인다. 호주는 한국과 유사하게 정책 강도가 낮아 단기적 비용 부담은 작지만, 그만큼 기술적 고착과 지연된 전환 위험이 크다고 평가된다. 특히 자원·에너지 집약 산업에서 미래 규제 강화 시 급격한 자산 가치 하락 가능성이 높다. 일본은 에너지 효율 개선과 점진적 기술 전환이 진행되고 있으나, 화석연료 기반 산업 구조가 여전히 강해 좌초 자산 위험이 완전히 해소되지는 않은 상태다. 다만 정책 신호의 일관성 측면에서는 한국보다 상대적으로 예측 가능성이 높다고 평가된다. 캐나다는 명시적인 탄소가격 제도를 통해 장기적 전환 신호를 제공하고 있지만, 자원 채굴 및 에너지 산업 비중이 커 산업별 위험 격차가 크다. 전반적으로는 단기 충격은 있으나 장기적 구조조정은 비교적 질서 있게 진행될 가능성이 높은 국가로 분류된다. ETS 시장가격과 정책·분석용 탄소가격의 중요한 차이 압둘라피우 박사 논문에서 한국의 탄소가격을 톤당 약 30~35달러 수준으로 설정했는데, 현재 한국 배출권 거래제(ETS)에서 형성되는 실제 배출권 시장가격은 톤당 약 1만 원대 중반, 달러 기준으로 환산하면 10달러 안팎에 불과하다. 이는 EU ETS나 북미 시장과 비교할 때 매우 낮은 수준이다. 논문에서 사용한 톤당 30~35달러 수준의 탄소가격은 실제 거래 가격이 아니라 정책 분석에서 흔히 사용되는 '암묵적 탄소가격(implicit carbon price)', 혹은 각국의 규제 강도, 보조금, 기준 등을 종합해 환산한 '정책적 유효 탄소가격', 또는 산업 의사결정에 영향을 미친다고 가정하는 '장기 기대 탄소가격'에 가깝다. 즉, 시장에 형성된 가격이 아니라, '정책이 신뢰될 경우 기업이 직면하게 될 비용 수준'을 가정한 분석용 지표다. 이처럼 한국의 ETS 시장가격이 상대적으로 낮다는 사실은 단기 비용 부담이 작다는 뜻이지만, 동시에 탄소가격 신호가 산업 투자 결정에 충분히 작동하지 않고 있음을 의미한다. 결과적으로 기업은 “지금은 싸다"는 신호에 반응해 기존 설비를 유지·연장하지만, 정책이 강화되거나 ETS 설계가 바뀌는 순간 낮은 가격은 더 이상 완충장치가 되지 못하고 충격을 증폭시키는 요인으로 작용할 수 있다는 것이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

[EE칼럼] 유럽의 기술 중립성은 정책의 후퇴인가 진화인가?

“클린 디젤"은 유럽의 자동차 제조사로부터 만들어진 마케팅 브랜드와 같은 거였다. 디젤 엔진은 연료와 산소의 혼합공기를 고압축하여 자체 발화 폭발시키는 방식(기체는 압력이 높아지면 온도가 높아지므로)으로 엔진을 기동한다. 혼합공기를 점화플러그로 발화 폭발시키는 휘발유 엔진과 비교할 때 엔진 구조가 무거워 폭발음이 크고 둔탁하다. 기동 토크가 커서 화물차나 탱크 등 고하중 수송 차량에 적합하나 배기가스에서 미세먼지와 질소산화물(NOX)이 배출되어 대기 환경 면에서 단점이 커서 도시용 승용차로는 적합하지 않았다. 유럽 정부의 기후변화대응 정책은 대기오염 물질 보다는 이산화탄소가 더 중요하게 다루어졌었고 이에 유럽 자동차 제조사들은 디젤 엔진이 연료 효율이 높아(휘발유 엔진 대비 20∽30% 유리) 이산화탄소 배출량이 적다는 것을 근거로 친환경 엔진임을 주장했다. 디젤 엔진은 독일인에 의해 개발된 것이고 기술 경쟁력도 높았기 때문에 유럽 국가들은 디젤 자동차에 대한 세제 혜택을 마련하며 보급 지원을 했었다. 독일과 프랑스 자동차 회사들이 디젤 엔진의 대기오염 물질 방출과 엔진 소음을 최소화하는 기술을 보유하고 있었다. 그러나, 엔진 자체의 구조적 특성으로 인해 이 처리 기술들은 한계가 있어서 여전히 시끄럽고 승차감이 좋지는 않았다. 클린 디젤이라는 언어의 마술과 정부의 세제 혜택으로 인한 경제성은 소비자의 선택을 높이는데 기여를 했다. 그 결과로 2010년대 초반까지 유럽의 디젤 자동차 보급율은 60%에 가까웠다. 그러나, 2015년 디젤 게이트 사건으로 독일 제조사는 법적 제재와 사회적 비난을 받으며 시장에서 퇴출되기 시작하였다. 디젤 게이트 이후 유럽 정부는 이산화탄소 감축을 위해 이번에는 연소 엔진 퇴출과 전기차 보급 사업으로 급전환을 하였다. 그러나, 유럽 내의 자동차 제조사들은 전기차 기술을 개발하는데 속도가 늦어졌고 한국과 중국산 전기차에 시장을 잠식당하기 시작하였다. 독일 대표적 자동차 제조사인 폭스바겐의 공장들이 문을 닫으면서 산업 경쟁력 상실이 국가 경제 위기로 악화되는 심각한 상황이 전개되었다. 최근 유럽 정부는 그동안은 어떤 특정한 기술을 선택해서 보급 촉진 사업을 하였으나 이제는 어떤 기술이라도 탄소 감축 성능을 확보한다면 인정하겠다는 방향으로 변경하고 있다. 유럽 정부는 이를 기술 중립성이라고 하고 시장에 의해 선택되도록 하는 유연한 접근법이라고 주장한다. 이러한 기술 중립성은 건물 부문에서도 적용되어 가스보일러 퇴출과 히트펌프의 보급 촉진 정책으로 진행하다가 다양한 기술을 허용하는 방향으로 바뀌고 있다. 유럽 정부의 기술중립성은 원칙적으로 당연한 것이었는데 어째서 애초부터 그런 유연성을 취하지 못했을까 하는 의문이 든다. 디젤 엔진, 전기차. 히트펌프의 기술적 한계는 엔지니어들이 제기를 했었던 것이고 시장의 상황도 만만치 않았음은 예측되었을 것이다. 결과적으로 보면 2000년대 초 유럽 정부는 정책적 성과에 조급했었고 정책이 시장을 지배할 수 있을 것이라는 자신감이 넘쳤던 것 같다. 무엇보다도 기존의 산업적 유리함을 활용하려고 할 뿐 혁신없는 안일함이 있었다. 자만감과 안일함은 대중의 신뢰를 잃어버리게 하였고 정치적 반대파들은 그 부문을 집요하게 공격하고 있다. 독일 극우 정당은 신규 풍력 발전의 허가 반대뿐만 아니라 현재 운영 중인 풍력발전기까지도 전면 철거를 2025년 총선에서 공약으로 내세웠고 미국의 트럼프 정부는 “기후변화는 사기다."라며 미 행정부 내의 기후 변화 관련 연구 및 사업 예산을 없애버렸다. 이제야 기술 중립성을 정책 카드로 내세운 유럽 정부의 결정이 유연한 접근이라고 긍정적으로 볼 수 있으나 일련의 과정을 보면 정책 실패에 대한 인정이라고 보는 편이 더 솔직한 표현일 것이다. 정책 실패에 대한 책임은 앞으로도 계속 지게 될 것이고 새로운 방향은 새로운 정치 세력에 의해 설계되고 이끌어 가게 될 것으로 보인다. 그동안 한국이 유럽 국가들의 정책을 참고하면서 열심히 따라왔었는데 선도자가 수렁에 빠진 것을 보게 되었다. 이제 스스로 좌표를 잡고 가는 방향을 잡아야 할 때가 온 것이라면 수렁을 회피하고 갈 수 있을 것이다. 언어의 마술사가 아닌 혁신을 위한 도전을 기꺼이 감수하는 자만이 시장을 지배할 수 있다는 교훈이 유럽이 우리에게 남겨준 유산이지 않을까 한다. bienns@ekn.kr

[기후 리포트] 기온 오르니 男兒 출생률 감소…“기후변화, 미래 인구구조 영향”

기후 변화가 인간 사회에 미치는 영향은 폭염과 가뭄, 홍수에 그치지 않는다. 이제 출생 성비(性比)라는 인구학적 지표에까지 영향을 미친다는 사실이 새롭게 드러나고 있다. 영국 옥스퍼드대학교 너필드 칼리지와 레버흄 인구과학센터 등 국제연구팀은 기온 상승이 출생 시 성비(sex ratio at birth, SRB)를 체계적으로 변화시킨다는 연구 결과를 최근 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 발표했다. 연구팀은 사하라 이남 아프리카 33개국과 인도의 출생자료 500만 건 이상을 고해상도 기온 데이터와 결합해 분석했다. 그 결과, 임신 기간 중 일(日)최고기온이 20°C를 넘는 날이 늘어날수록 남아 출생 비중이 감소하는 일관된 경향이 확인됐다. ◇같은 폭염, 다른 메커니즘 흥미로운 점은 성비 변화의 원인이 지역에 따라 전혀 다르게 작동했다는 사실이다. 사하라 이남 아프리카에서는 임신 초기(제1분기, 제12주차까지)의 고온 노출이 남아 출생률 감소와 가장 강하게 연결됐다. 일최고기온이 20~25°C인 날이 하루 추가될 때 남아 출생 확률은 0.022%p 감소했고, 25~30°C인 날이 하루 추가될 때 남아 출생 확률은 0.023%p 감소했다. 임신 1분기 동안 30°C 이상의 날이 1표준편차(SD, 약 34.8일)만큼 증가하면, 성비는 여아 100명당 남아 103.54명에서 101.08명으로, 남아 수가 약 2.47명 감소하는 효과가 있었다. 이는 남아 태아가 환경적 스트레스에 더 취약하다는 이른바 '취약한 남아(frail male)' 가설을 뒷받침한다. 폭염은 임산부의 체온 조절, 수분 균형, 태반 혈류에 부담을 주고, 이 과정에서 생물학적으로 더 약한 남아 태아의 자연유산 가능성이 높아진다. 반면 인도에서는 전혀 다른 경로가 작동했다. 인도에서는 임신 중기(제2분기, 13~27주차)의 고온 노출이 남아 비중 감소와 연결됐다. 임신 제2분기에서 25~30°C인 날이 1표준편차(SD, 약 19.3일) 증가할 때 여아 100명당 남아 수가 약 1.15명 감소(109.95명 → 108.81명)했다. 제3분기에 25~30°C인 날이 하루 추가될 때 남아 출생 확률이 0.015%p 감소했다. 특히 출산 2개월 전(임신 후기)에 25~30°C인 날이 하루 추가되면 남아 확률이 0.037%p 유의미하게 감소하는 경향을 보였다. 이는 생물학적 유산보다는 행동 변화의 결과로 해석된다. 인도 사회에는 오랫동안 남아 선호와 여아 선택적 낙태라는 구조적 문제가 존재해 왔다. 그런데 폭염이 심해지면 소득이 줄고 이동이 어려워진다. 의료 접근성도 떨어진다. 그 결과, 평소에는 이루어지던 여아 선택적 낙태가 일시적으로 감소하고, 통계적으로는 남아 비중이 낮아지는 현상이 나타난 것이다. 즉, 폭염은 인도에서 역설적으로 성차별적 관행을 약화시키는 방향으로 작용했다. ◇산모의 교육 수준에 따라 영향 더 커 기온 상승이 출생 성비에 영향을 미치는 현상은 농촌 지역 거주자, 교육 수준이 낮은 산모, 넷째 이상 다자녀 임신에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 기후 충격이 사회적 취약성과 겹치며 증폭된 것이다. 사하라 이남 아프리카에서 정규 교육을 전혀 받지 않았거나 초등 교육만 받은 산모의 경우, 제1분기에 25~30°C인 날이 하루 추가될 때 남아 확률이 0.031%p 감소했다. 중등 교육 이상 산모에게선 영향이 없었다. 또, 넷째 아이 이상의 다자녀 임신에서 30°C 이상의 날이 1표준편차 증가할 때 남아 출생 확률은 1.28%p나 크게 감소했다. 인도에서는 30세 이상 산모가 임신 중기(제2분기)에 20°C 이상의 고온에 노출될 경우, 남아 확률은 하루당 0.056%p에서 최대 0.099%p까지 급격히 감소했다. 특히, 남아 선호도가 강한 북부 지역에서 아들이 없는 상태로 넷째 이상을 임신한 경우, 제2분기에 25~30°C 날이 하루 추가될 때 남아 확률이 0.183%p 감소했다. 이를 1표준편차 증가로 환산하면 남아 출생 확률이 2.77%p나 줄어드는 매우 강력한 수치를 보였다. 이러한 수치는 폭염이 임산부의 생물학적 스트레스를 높여 남아의 자연 유산을 유발하거나(아프리카), 경제적·물리적 제약으로 인해 여아 선택적 낙태를 줄임으로써(인도) 성비에 직접적인 영향을 미치고 있음을 입증했다. ◇온대지역도 예외는 아니다 이 연구는 중요한 경고를 던진다. 성비 변화는 특정 문화권이나 개발도상국만의 현상이 아니라는 점이다. 연구팀은 과거 문헌을 인용, 북반구의 온대·고소득 국가들에서도 기온 변동이 성비에 영향을 미친 사례가 이미 보고돼 왔다고 설명한다. 특히 이번 분석에서는 성비 변화가 지역이나 기후대보다 '절대 기온이 특정 임계치(약 20°C)를 넘느냐'에 따라 반응한다는 점이 확인됐다. 이는 지금까지 상대적으로 시원했던 온대 지역이 기후 변화로 이 임계치를 넘게 될 경우 향후 출생 성비와 인구 구조에 새로운 변화가 나타날 수 있음을 의미한다. 연구팀은 기온 상승이 단순히 더위를 견디는 문제를 넘어 태아의 생존 가능성, 부모의 출산 선택, 성차별적 관행, 그리고 장기적으로는 노동시장과 결혼 구조까지 수십 년 뒤 사회의 모습에 영향을 줄 수 있다고 강조한다. 기후 변화는 더 이상 자연환경의 문제가 아니다. 이 연구는 폭염이 인간의 생물학과 사회적 선택을 동시에 흔들며, 인구 구성 자체를 바꿀 수 있다는 사실을 분명하게 보여줬다. 출생 성비라는 지표는 기후 위기의 깊은 파장을 예고하고 있는 셈이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

[환경포커스] 미세플라스틱, 하늘에서 내리는 보이지 않는 위협

전 세계적으로 플라스틱 사용량이 급증하면서 미세플라스틱은 더 이상 바다와 토양에만 머무는 오염원이 아니다. 최근 발표되는 연구는 우리가 매일 숨 쉬는 공기, 즉 대기 중에도 미세 혹은 나노 플라스틱(micro- and nano-plastics, MNP)이 광범위하게 존재한다는 사실을 알려주고 있다. 동시에 이 MNP가 인체 건강에 심각한 위협이 될 수 있음을 잇따라 경고하고 있다. 특히 대기 중 미세플라스틱은 눈에 보이지 않는 상태로 호흡을 통해 체내로 유입될 수 있다는 점에서, 기존의 해양 오염 문제와는 차원이 다른 공중보건 문제로 부상하고 있다. 일반적으로 미세플라스틱은 지름 5㎜ 이하, 나노플라스틱은 지름 1㎛(마이그로미터 1㎛=1000분의 1㎜)보다 작은 플라스틱 조각을 말한다. ◇도심과 실내를 뒤덮은 미세 플라스틱 대기 중 미세플라스틱의 발생원은 매우 다양하지만, 공통적으로 인간의 일상적 활동과 밀접하게 연관돼 있다. 독일 라이프니츠 대류권 연구소(TROPOS) 연구팀이 지난해 12월 '네이처 커뮤니케이션스 지구와 환경(Nature communications earth & environment)' 저널에 발표한 연구에 따르면, 독일 라이프치히 도심 대기에서 측정된 지름 10㎛ 미만의 미세플라스틱 입자의 평균 농도는 ㎥당 0.6㎍(마이크로그램, 100만분의 1g)에 달했다. 이 연구팀의 분석 결과, 전체 플라스틱 입자의 약 65%는 타이어 마모 입자로 나타났다. 도심 대기 미세플라스틱의 지배적인 오염원이 바로 타이어 가루임이 확인됐다. 그 뒤를 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등이었다. 실내 환경 역시 안전지대는 아니다. 이란 마슈하드 의과대학 환경보건공학과 연구팀은 지난달 '사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)' 저널에 발표한 논문에서 병원 세탁실 공기 중에서 고농도의 미세플라스틱이 검출됐음을 보고했다. 이 연구에서 검출된 입자의 97%는 검은색 폴리아미드(나일론) 섬유였는데, 병원 유니폼과 침구류 등 합성섬유 제품이 주요 발생원으로 지목됐다. 코로나19 팬데믹 이후 급증한 일회용 마스크도 새로운 대기 오염원으로 떠올랐다. 인도 비스바-바라티 대학 연구팀이 최근 발표한 리뷰 논문에 따르면, 일회용 마스크 한 장이 수천 개의 미세플라스틱 입자를 방출할 수 있다. 마스크를 함부로 버리면 대기 중 미세플라스틱 농도를 크게 높일 수 있다고 지적했다. ◇지하철 공기 속 미세 플라스틱 대기 중 미세플라스틱 문제는 야외 환경에만 국한되지 않는다. 최근 연구들은 지하철과 버스 같은 밀폐된 대중교통 내부 공기가 일반 주거 공간보다 더 높은 수준의 미세 플라스틱에 노출될 수 있음을 보여준다. 지난달 연세대 건설환경공학과 박준홍 교수팀이 '유해물질 저널(Journal of Hazardous Materials)'에 발표한 내용에 따르면, 서울 지하철 역사와 차량 내부 공기에도 미세플라스틱이 들어있는 것으로 나타났다. 지하철 공기 ㎥당 최대 5.94개의 미세플라스틱이 검출됐다. 스페인 IDAEA-CSIC(환경진단 및 수연구소) 연구팀도 2022년 '환경오염(Environmental Pollution)' 저널에 발표한 논문에서 바르셀로나 지하철 내부 공기 중 미세플라스틱 농도가 ㎥당 4.8개에 달했다고 보고했다. 버스에서는 17.3개/m³가 검출됐다. 연구진은 이러한 오염의 주요 원인으로 승객 활동과 합성섬유 의류에서 발생하는 미세 섬유의 방출, 그리고 밀폐된 공간에서 바닥 먼지와 플라스틱 입자가 다시 떠오르는 재비산 현상을 지목했다. ◇미세 플라스틱은 얼마나 멀리, 얼마나 오래 떠다닐까 대기 중으로 방출된 미세플라스틱은 바람을 타고 수천 ㎞ 이상 이동할 수 있다. 북극과 남극 같은 외딴 지역에서도 미세플라스틱이 발견되는 이유다. 네덜란드 암스테르담대학 생물다양성 및 생태계 역학 연구소(IBED) 연구팀은 지난해 11월 '네이처 커뮤니케이션스 지구와 환경'에 발표한 모델링 연구에서 미세플라스틱의 대기 중 체류 시간(반감기)이 수 초에서 수 주(週)까지 매우 넓은 범위를 가진다고 밝혔다. 특히 직경 약 1㎛ 수준의 입자와 섬유 형태의 플라스틱이 가장 오래 공기 중에 머물고 장거리 이동 가능성도 큰 것으로 분석됐다. 여기에 더해 미세플라스틱은 단독으로 존재하기보다 그을음(soot)이나 광물 먼지와 결합해 '불균질 응집체'를 형성하는 경향이 있다. 중국 과학원 지구환경연구소 연구팀은 지난달 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 발표한 연구에서 광물 먼지와의 응집은 대기 전반에서 흔히 발생하며, 그을음과의 응집은 강수 과정에서 특히 빈번하다고 보고했다. 이러한 응집은 입자의 크기와 밀도를 바꿔 대기 중 체류 시간과 제거 경로에 결정적인 영향을 미친다. ◇비와 바람을 타고 다시 지표로, 그리고 바다로 대기 중 미세 플라스틱은 결국 지표로 되돌아올 수밖에 없다. 서울시 보건환경연구원과 서울시립대 환경공학과 연구팀이 수행한 서울 지역 사례 연구(게재 전 사전 공개한 논문)에 따르면, 빗물 속 미세플라스틱의 평균 농도는 L당 197개에 달했다. 특히 비가 오기 전 건조한 기간이 길수록, 강우 초기에 대기 중에 축적된 미세플라스틱이 한꺼번에 씻겨 내려오는 '초기 세척 효과(first-flush effect)'가 뚜렷하게 나타났다. 이렇게 침적된 미세플라스틱의 상당량은 해양으로 유입된다. 한국해양과학기술원(KIOST) 연구팀이 올해 초 '해양 오염 회보(Marine Pollution Bulletin)'에 발표한 논문에서, 남해안 마산만으로 유입되는 대기 기원의 미세플라스틱이 연간 약 1.94조(兆) 개에 달한다고 추정했다. 봄과 겨울철 내륙에서 바람이 불어오는 시기에 침적률이 특히 높아, 도시와 산업 활동의 영향이 직접적으로 반영된 결과로 해석된다. ◇호흡을 통해 들어오는 치명적 위험 대기 중 미세 및 나노 플라스틱의 가장 심각한 문제는 인체 흡입을 통해 폐 깊숙이 침투할 수 있다는 점이다. 독일 TROPOS 연구팀의 위해성 평가에 따르면, 하루 약 2.1㎍의 미세플라스틱을 흡입할 경우 심폐 질환으로 인한 사망 위험은 최대 9%, 폐암 사망 위험은 최대 13%까지 증가할 수 있는 것으로 나타났다. 입자가 작을수록 위험성은 더욱 커진다. 폴리에틸렌(PE)은 혈액-뇌 장벽을 통과해 신경 독성을 유발할 가능성이 제기됐다. 타이어 마모 입자는 중금속과 유기독성 물질이 혼합된 '독성 칵테일' 형태로 산화 스트레스와 만성 호흡기 질환을 유발할 수 있다. PVC는 발암성과 돌연변이 유발 가능성이 높은 유해 폴리머로 분류돼, 장기적 노출 시 공중보건 차원의 심각한 우려를 낳고 있다. ◇“보이지 않지만 사라지지 않는다" 오스트리아 빈 대학 연구팀은 지난달 '네이처(Nature)'에 발표한 글로벌 배출량 연구에서, 기존 모델이 실제 농도를 과대평가했을 가능성을 제시하면서도, 여전히 연간 약 61경(京) 개에 이르는 미세플라스틱 입자가 육지에서 대기로 방출되고 있다고 밝혔다. 전 세계 80억 인구 1인당 7600만개에 해당한다. 이는 대기 중 미세 플라스틱 문제가 일시적 현상이 아니라 구조적 오염임을 의미한다. 연구자들은 국제적으로 통일된 모니터링 표준과 강력한 배출 규제 정책 없이는 문제 해결이 어렵다고 입을 모은다. 최근 연구들은 개인 차원에서 실천할 수 있는 대응책도 함께 제시하고 있다. 실내에서는 헤파(HEPA) 필터를 갖춘 공기청정기와 적극적인 환기가 도움이 된다. 세탁 공간에는 국소 배기 장치를 설치하는 것이 좋다. 실외에서는 교통량이 많은 도로변 활동을 피하고, 봄·겨울철 바람 방향과 대기 질 정보를 확인하는 것이 중요하다. 또한 강우 초기에는 빗물 노출을 최소화하고, 일회용 마스크와 플라스틱 제품은 사용 시간을 지키고 올바르게 폐기해야 한다. 보이지 않는다고 해서 안전한 것은 아니다. 대기 중 미세·나노 플라스틱은 이미 우리 일상 깊숙이 스며들어 있으며, 이제는 '공기의 질'을 다시 정의해야 할 시점에 와 있다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

24∼25일 전국 눈·비…이후 서쪽 중심 기온 상승

오는 24~25일 전국에 눈과 비가 내려 전국 각지에서 발생 중인 산불을 해소해줄 것으로 기대된다. 비가 내린 후에는 서쪽 지방을 중심으로 날씨가 따뜻해지겠다. 23일 기상청에 따르면 중국 상하이 남쪽에서 발달한 저기압이 제주 남쪽 해상을 지나면서 24∼25일 전국에 비나 눈이 올 것으로 예상된다. 24일 새벽 제주와 호남 서해안에서 먼저 비가 내리고 오전에는 전국으로 눈과 비가 확대된다. 이번 강수는 건조한 날씨를 일부 해소해줄 것으로 보인다. 현재 건조한 날씨로 경남 함양군 마천면에서 발생한 산불이 사흘째 이어지면서 산림당국이 주불 진화에 총력을 기울이고 있다. 수도권·강원 내륙·충청·전북 서부는 24일 밤까지, 호남(전북 서부 제외)은 25일 새벽까지, 강원 영동과 영남(동해안 제외)은 25일 오전까지, 경상 동해안은 25일 오후까지 눈과 비가 이어지겠다. 경북 내륙(남동 내륙 제외)·경북 북동 산지와 경남 서부 내륙에는 무거운 눈이 시간당 1~3㎝씩 쏟아질 수 있어 주의가 필요하다. 24∼25일 예상 강수량은 △제주 20~80㎜ △부산·울산·경남 10~40㎜ △광주·전남·대구·경북 5~30㎜ △전북 5~20㎜ △강원동해안·강원산지·충청 5~10㎜ △울릉도·독도 5㎜ 안팎 △강원중부내륙·강원남부내륙 5㎜ 미만 △경기남부와 강원북부내륙 1㎜ 안팎 △서울·인천·경기북부 1㎜ 미만이다. 강수량은 비와 눈 등 구름에서 지상으로 떨어지는 모든 물의 양을 말한다. 적설은 △경북내륙(남동내륙 제외)·경북북동산지·경남서부내륙에 3~8㎝(경북서부내륙과 경남서부내륙 최고 10㎝ 이상) △강원남부산지에 2~7㎝ △강원중부산지·강원북부산지·충북·전북북동부·대구·경북동해안·경북남동내륙에 1~5㎝ △강원중부내륙과 강원남부내륙에 1~3㎝ △경기남부·강원북부내륙·대전·세종·충남동부에 1㎝ 안팎 이뤄질 것으로 예상된다. 비가 그친 뒤에는 '북고남저' 기압계가 형성되면서 우리나라로 동풍이 불어오겠다. 이에 따라 백두대간 동쪽은 기온이 평년 수준을 보이겠지만 서쪽은 동풍이 산맥을 넘으며 건조하고 따뜻해져 평년보다 기온이 더 오를 전망이다. 25~26일 서울의 낮 최고기온은 15도까지 오르겠지만 강릉은 각각 9도와 12도에 머물겠다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

[환경포커스] 황사와 함께 세균도 날아온다…평소 5~6배로 늘어나

지난 22일 한반도의 하늘이 누렇게 변했다. 서울 등 수도권은 물론 전국 대부분 지방에서 짙은 황사가 관찰됐다. 황사는 미세먼지 농도를 급격히 높여 시야를 가리고 호흡기·심혈관 질환을 악화시킨다. 농작물 피해, 토양·수질 오염까지 초래하는 복합 환경·보건 재난이다. 전문가들은 더 나아가 황사가 눈에 보이지 않는 생물학적 위험을 함께 실어 나르고 있다고 경고한다. 바로 황사 먼지 속에 다량의 세균이 포함돼 있다는 것이다. ◇22일 수도권·충청권 '황사 위기경보' 기후에너지환경부는 22일 오후 2시 서울·경기 지역을 시작으로 이날 밤까지 전국 각 시·도에 황사 위기경보 '주의' 단계를 순차적으로 발령했다. 이번 황사는 전날 고비사막과 내몽골고원에서 발원해 강한 북서풍을 타고 빠르게 한반도로 유입됐다. 황사 경보 '주의 단계'는 황사로 인해 미세먼지(PM-10) 농도가 ㎥당 300㎍(마이크로그램, 1㎍=100만분의 1g) 이상인 상태가 2시간 이상 지속될 것으로 예상될 때 발령된다. 이날 서울 서초구에서는 오후 1시경 미세먼지 농도가 1시간 평균 460 ㎍/㎥까지 이르러 '매우 나쁨' 기준(150㎍/㎥)의 3배를 넘어섰다. 경기 이천시 장호원읍에서는 오후 2시 592㎍/㎥까지 치솟았다. 전북 익산시 춘포면 측정소에서는 이날 오후 3시 기준으로 781㎍/㎥을 기록하기도 했다. ◇황사는 '모래'가 아니라 '운반체'다 황사가 진정한 위협으로 평가되는 이유는 모래 입자 자체보다, 그 표면에 붙어 이동하는 중금속 등 유해물질과 미생물 때문이다. 황사 입자는 발원지에서 떠오른 토양 입자에서 시작되지만, 산업지대를 통과하면서 중금속과 각종 유해 화학물질을 흡착한 채 이동하는 것으로 알려져 있다. 실제로 국내외 연구에 따르면 황사 발생 시 대기 중 먼지에는 납(Pb), 카드뮴(Cd), 비소(As), 수은(Hg) 등 인체에 축적될 경우 건강 피해를 일으킬 수 있는 중금속 성분이 평소보다 높은 농도로 포함되는 경향을 보인다. 특히 황사가 중국 북부와 동북부의 공업지대를 거쳐 유입될 경우, 석탄 연소 과정에서 발생한 금속성 입자나 산업 배출 잔류물이 황사 입자 표면에 부착될 가능성이 커진다. 이 과정에서 황사는 단순한 자연 먼지가 아니라 '자연 기원 먼지 + 인위적 오염물질'이 결합된 복합 오염체로 성격이 바뀐다. 문제는 이러한 화학물질이 호흡기를 통해 인체로 유입될 수 있을 뿐 아니라, 강수와 함께 토양·하천·농경지로 침적될 수 있다는 점이다. 일부 중금속은 체내에서 쉽게 배출되지 않아 장기적으로 신경계·신장·심혈관계에 부담을 줄 수 있으며, 농작물에 흡수될 경우 먹이사슬을 따라 축적될 가능성도 배제할 수 없다. 전문가들은 미세먼지(PM10·PM2.5) 관리가 주로 '농도' 중심으로 이뤄지고 있지만, 황사와 같은 장거리 이동 먼지에 대해서는 '성분 관리'가 병행돼야 한다고 지적한다. 같은 농도의 먼지라도, 어떤 금속과 화학물질을 포함하고 있는지에 따라 건강 위험도는 크게 달라질 수 있기 때문이다. ◇몽골 현지 토양 미생물의 수송체 역할도 황사가 실어 나르는 것은 오염물질만이 아니다. 황사는 일종의 '미생물 수송체'로 작동한다. 대륙의 토양에 서식하던 세균과 곰팡이를 수천 ㎞ 떨어진 지역까지 실어 나른다. 부산대 미생물학과 김태관 교수 연구팀은 2019~2022년 사이 3년 이상 황사 발생 전·중·후의 대기 시료를 체계적으로 수집·분석한 연구 결과를 지난달 '응용 환경 미생물학(Applied and Environmental Microbiology)' 국제 저널에 논문으로 발표했다. 연구팀은 단순한 먼지 농도 비교가 아니라, 공기 중에 부유하는 세균의 절대량과 구성 변화를 정밀 측정함으로써 황사가 대기 미생물 환경에 미치는 영향을 추적했다. 그 결과 황사가 관측된 기간에는 공기 1㎥당 세균 농도가 평상시 대비 평균 5.5배, 조건에 따라서는 최대 6.2배까지 증가하는 것으로 나타났다. 연구팀은 황사 발생 시 채집한 대기 부유먼지 시료에서 세균의 DNA를 직접 추출한 뒤, 세균 분류와 계통 분석에 표준적으로 사용되는 유전자(16S rRNA 유전자) 영역을 중합효소연쇄반응(PCR)로 증폭해 염기서열을 분석했다. 이렇게 확보한 염기서열을 몽골 및 중국 사막 지역 토양에서 채취한 세균 데이터와 비교했다. 황사 시 공기 중에서 검출된 주요 세균으로는 토양에 서식하는 바실러스(Bacillus)와 블라스토코쿠스(Blastococcus) 등이 포함됐다. 유전자 분석 결과, 이들 세균은 몽골과 중국 사막 지역 토양에서 채취한 세균과 높은 수준의 유전적 일치성을 보였다. 이는 황사가 실제로 발원지 토양의 미생물 군집을 거의 그대로 동아시아 대기권으로 이동시키는 통로 역할을 하고 있음을 의미한다. 이를 통해 연구팀은 황사 입자가 단순한 '운반 수단'을 넘어, 미생물이 장거리 이동 과정에서 생존할 수 있도록 돕는 역할을 한다는 점을 실험적으로 확인했다. 연구팀은 실험을 통해 황사 입자에 부착된 세균이 강한 자외선과 극심한 건조 환경에 직접 노출될 때보다 훨씬 높은 생존율을 보인다는 사실을 밝혀냈다. 즉, 황사 입자가 미생물을 감싸는 일종의 '미세 방패막'으로 작용해, 사막에서 발생한 세균이 수천 ㎞ 떨어진 한반도까지 살아 있는 상태로 도달할 수 있음을 입증한 것이다. 이들 세균 대부분이 즉각적인 감염병을 일으키는 병원체는 아니지만, 일부는 알레르기 반응을 유발하거나 호흡기 점막에 염증을 일으킬 가능성이 있는 것으로 알려져 있다. 특히 면역력이 약한 노약자나 호흡기 질환자에게는 장기적·누적적 노출이 건강 부담으로 작용할 수 있다는 점에서 주의가 필요하다. 연구진은 이러한 결과를 바탕으로 “황사를 단순한 대기 오염 현상이 아니라 미생물 노출이 동반되는 생물학적 환경 사건으로 인식할 필요가 있다"고 강조했다. ◇“황사는 줄지 않았다"… 계절도, 빈도도 바뀌고 있다 최근 수년간 한반도의 황사 양상은 분명히 달라지고 있다. 민간 기상업체 케이웨더 분석에 따르면, 2021~2023년 봄철 평균 황사 일수는 7.9일로, 평년(1991~2020년 평균 5.4일)을 크게 웃돌았다. 더 이상 황사는 '봄철 손님'에 그치지 않고, 가을과 겨울에도 반복적으로 관측되고 있다. 근본 원인은 발원지의 급격한 환경 변화다. 몽골은 현재 국토의 약 77%가 사막화 영향을 받고 있으며, 지난 80여 년간 평균 기온이 2.49도 상승해 전 지구 평균보다 두 배 빠른 온난화를 겪고 있다. 식생이 사라지고 토양이 메마르면서, 모래폭풍 발생 빈도는 약 55년 동안 세 배 이상 증가했다. 기후변화가 황사에 미치는 영향은 단선적이지 않다. 발원지의 고온·건조화는 황사 발생 가능성을 높이지만, 실제로 한반도에 피해를 주는지는 대기 순환과 기류 구조에 달려 있다. 국립기상과학원 관계자는 “기후변화로 황사 발생 '잠재력'은 커지고 있지만, 우리나라에 얼마나 강하게 영향을 미칠지는 바람의 경로와 속도가 결정한다"고 설명한다. 최근 연구들은 기후변화로 인해 몽골 지역에서 형성되는 온대저기압, 이른바 '몽골 회오리바람'이 과거보다 느리게 이동하면서 강한 북풍을 장시간 유지하는 경향을 보이고 있음을 지적한다. 이 바람이 대규모 황사와 미생물을 한반도와 중국 동부로 실어 나르는 주된 통로가 되고 있다는 분석이다. ◇“황사는 관리 대상 재난" 황사 위기 경보 '주의' 단계가 발령되면 각 가정에서는 모든 창문과 출입문을 닫아 황사 유입을 차단하고, 경계·심각 단계 발령되면 실외활동을 피하고, 불가피하게 외출해야 할 경우에는 보호안경과 마스크를 착용해야 한다. 실내에서는 공기청정기를 최대한 가동할 필요가 있다. 건설 현장 등 야외 작업자는 작업 시간을 조정하고 작업 시 반드시 보호 장비를 착용해야 한다. 황사 심한 날은 야외 작업을 중단하고, 야적물과 장비 등에 먼지가 앉지 않도록 덮어야 한다. 전문가들은 앞으로 황사가 더 불규칙하고, 더 생물학적으로 복합적인 재난이 될 가능성이 높다고 본다. 이에 따라 단기적인 마스크 착용이나 행동 요령을 넘어 발원지 관리와 국제 협력이 핵심 과제로 떠오르고 있다. 사막화 진행을 늦추고 토양을 안정화하는 조림 사업 등에서 국제 협력이 필요하다는 진단이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

[김성우 시평] 정책과 시장의 조화가 기회다

김성우 김앤장 법률사무소 환경에너지연구소장/기후대응기금 운용심의위원 도널드 트럼프 미국 대통령이 지난 12일(현지시간) 백악관에서 더 이상 온실가스를 규제하지 않겠다고 발표했다. 미국의 온실가스 규제 기반이 된 '위해성 판단(endangerment finding)'을 폐기한 것이다. 위해성 판단이란 버락 오바마 행정부가 2009년 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화화합물, 육불화황 등의 온실가스가 공중보건 및 복지에 위협이 된다는 결론이다. 미 행정부는 그 동안 이를 통해 자동차나 발전소 그리고 공장의 온실가스 배출 제한 등 다양한 기후대응 정책을 추진해왔는데, 그 근거가 사라진 것이다. 이렇게 영향이 큰 정책 변화의 배경에는 온실가스를 적게 배출하지만 비싼 청정에너지 대신 풍부한 화석연료가 미국 산업 경쟁력 강화에 필요하다는 트럼프의 인식과 화석연료 관련 산업계 후원자들의 요구가 자리하고 있다는 주장이 많다. 사실 위해성 판단의 폐기는 이미 작년 여름에 예고된 바 있다. 2025년 7월, 미국 환경보호청(EPA, U.S. Environmental Protection Agency)은 온실가스 규제의 전제 조건인 위해성 판단을 폐기하고 신차 제조사의 온실가스 감축 의무를 없애겠다는 계획을 발표했기 때문에 시장에서는 이미 예견된 정책 변화였던 것이다. 그럼에도 불구하고 미국내 시장의 흐름은 위해성 판단 폐기와는 다른 방향으로 흘러가고 있다. 올해 1월 미국 에너지정보청(EIA, U.S. Energy Information Administration)이 발표한 공식 전망에 따르면, 2025년 대비 2027년까지 석탄발전량은 약 10% 감소하는 반면 태양광발전량은 46% 증가할 것으로 내다봤다. 온실가스 배출 제한이 사라져 화석연료의 사용을 늘리는 정책 방향과 반대의 전망이다. 이는 저렴한 가격과 빠른 설치가 절실한 현재 미국 전력 시장의 니즈가 정책 변경보다 더 크게 영향을 미치기 때문인 것으로 풀이된다. 지난 11월 글로벌 에너지 컨설팅 기업인 우드맥킨지(Wood Mackenzie)의 발표에 따르면, 북미의 균등화 발전비용(LCOE, Levelized Cost of Energy)의 경우, 태양광발전이 MWh당 약 50달러인 반면 석탄발전은 200달러에 육박하므로, 정책의 변동 시그널 보다 시장의 재무 시그널이 강하게 작용한다는 해석이다. 미국의 저탄소 전문 벤처캐피털인 안젤레노 그룹(Angeleno Group)의 대니얼 와이스(Daniel Weiss) 매니징 파트너는 “청정기술의 도입은 정치나 정책보다는 시장과 경제 논리에 의해 움직이는 경향이 점점 더 강해지고 있다"고 강조하며, “자본 시장이 혼란스럽고 격동적인 시기를 겪고 있지만, 그 안에는 매우 흥미로운 기회가 존재한다"고 덧붙였다. 청정기술 시장이 점차 정책 보다 경제 논리에 의해 움직이는 경향이 강해진다는 것은 기업에게 기회가 커진다는 의미다. 이 시점에 먄약 우리가 미국과 달리 정책과 시장의 방향을 일치시킨다면 그 기회를 선점할 확률이 높아진다. 예컨대, 올해 1월 발표된 재정경제부의 '2025년 세제개편 후속 시행령 개정안'이 좋은 출발점이다. 정부는 경제 대도약 지원을 위한 과제로 미래 전략 산업에 대한 지원 강화를 전면에 내세우면서, 그 핵심 수단인 R&D 세액공제를 받을 수 있는 국가전략기술과 신성장·원천기술의 범위를 대폭 확대했다. 즉, 국가전략기술 차원에서 에너지 효율 향상 반도체와 환경친화적 첨단 선박의 운송·추진 기술, 그리고 청정수소 생산 기술과 같은 미래 핵심 분야의 세부 기술들을 신설하거나 범위를 넓혔다. 이와 더불어 철강 및 석유화학 등 주력 산업의 전환을 위해 신성장·원천기술 내 탄소중립 분야의 세부 기술 또한 폭넓게 신설하고 확대하였다. 유례없는 의무감축을 직면한 기업입장에서 대규모 기술 투자에 대한 의사결정을 앞두고 세제혜택의 활용가능성을 검토하거나 기존 투자에 대한 경정청구 가능성을 살펴봄으로써, 기술확보와 비용절감의 동시 추구가 가능해진 것이다. 물론, 일반 세액공제 대비 월등히 높은 공제율을 적용하는 만큼, 기술적 명확성(기술정의 부합여부 및 성과 입증)과 객관적 소명(경과관리 체계화)을 전제로 한다. 하지만, 관련 기술에 대한 지원 확대 추세하에서, 기술 탐색 및 투자 계획 단계부터 기술 요건과 세제 혜택을 종합적으로 점검하는 정교한 전략이 수반된다면, 기술 투자 비용을 최소화하면서도 시장 기회를 선점할 가능성을 높일 수 있다. 이처럼 핵심기술 육성 정책과 청정기술 투자비 절감이라는 시장 니즈가 같은 방향으로 지속 흘러간다면, 특정 국가의 정책 변화에도 불구하고 우리는 확대되는 글로벌 청정기술 시장을 선점할 수 있다. bienns@ekn.kr

[기후 신호등] 강대국간 자원 전쟁, 지구 마지막 유산 ‘심해’마저 훼손

지구 표면의 약 70%를 차지하는 바다는 인류에게 여전히 낯선 공간이다. 그중에서도 수천 m 수심 아래의 심해저는 인간이 직접 관측한 면적이 5%에도 미치지 못하는, 말 그대로 '지구의 마지막 미개척지'로 남아 있다. 이 미지의 공간이 이제 전 지구적 에너지 전환과 자원 안보 경쟁의 최전선으로 떠오르고 있다. 탄소중립을 목표로 한 에너지 전환이 가속화되면서 전기차, 재생에너지 설비, 전력 저장 장치에 필수적인 니켈·코발트·구리와 희토류 수요가 폭발적으로 증가하고 있기 때문이다. 이러한 흐름 속에서 일본은 최근 태평양 미나미토리시마 인근 자국 배타적경제수역(EEZ) 내 수심 약 5700~6000m 해저에서 희토류를 함유한 진흙을 실제로 채취·인양하는 시굴에 성공했다. 세계 최초다. 이 사건은 단순한 기술 성취를 넘어 중국의 희토류 '자원 무기화' 전략에 대응해 독자적 공급망을 구축하려는 일본의 강력한 국가 전략을 상징한다. 동시에 인류가 지금까지 거의 손대지 않았던 심해 생태계를 본격적으로 산업 영역으로 끌어들이는 결정적 분기점이라는 점에서 국제 사회에서는 촉각을 곤두세우고 있다. 이에 앞서 한국지질자원연구원(KIGAM)도 지난해 7월 최첨단 물리탐사연구선 탐해3호로 서태평양 공해상 첫 대양 탐사에 나서 소기의 성과를 거뒀다. 수심 5800m 지점의 코어링 시추를 통해 얻은 시료에서 최대 3100ppm, 평균 2000ppm의 고농도 희토류 부존을 확인한 것이다. KIGAM은 정밀 자원 탐사를 위해 오는 4월 2차 탐사에 나설 계획이다. ◇심해저에서 얻을 수 있는 전략 광물들 심해저에는 육상보다 훨씬 높은 농도의 전략 광물이 분포해 있는 것으로 알려져 있다. 심해에서 얻을 수 있는 대표적인 자원은 세 가지로 구분된다. 첫째는 망간단괴(polymetallic nodules)다. 수심 4000~6000m의 심해 평원에 감자 크기의 둥근 형태로 흩어져 있는 이 광물에는 니켈·코발트·구리·망간이 고농도로 함유돼 있다. 전기차 배터리 양극재와 에너지 저장 시스템에 필수적인 금속들이 한꺼번에 들어 있다는 점에서 '돌 속의 배터리'로 불린다. 둘째는 코발트 리치 크러스트(cobalt-rich crusts)다. 해저산의 사면과 정상부를 얇게 덮고 있는 이 광물층은 코발트뿐 아니라 희토류와 백금족(族) 금속까지 포함하고 있어 전략적 가치가 매우 높다. 그러나 암반에 단단히 부착돼 있어 채굴 과정에서 해저 지형 훼손이 불가피하다. 셋째는 해저에 형성된 대규모 황화물 광상(seafloor massive sulfides)이다. 해저 화산 활동으로 형성된 이 열수광상(熱水鑛床)에는 구리·아연·금·은이 고품위로 농축돼 있다. 지형이 급경사이고 열수 분출이 지속되는 경우가 많아 기술적 위험성이 크다. 이 가운데 일본이 가장 주목하는 것은 미나미토리시마 인근 EEZ에 분포한 희토류 함유 심해 진흙(퇴적토)이다. 일본 정부와 연구진은 이 지역에 약 680만 톤의 희토류가 매장돼 있을 것으로 추정하고 있다. 이는 일본의 연간 소비량을 기준으로 수백 년간 사용할 수 있는 규모로 평가된다. 특히 디스프로슘·네오디뮴 등 고성능 자석에 필수적인 중희토류 비중이 높다는 점에서 산업적 의미가 크다. ◇수심 6000m 아래에서 기계 작동해야 심해 자원의 존재가 곧바로 개발 가능성을 의미하지는 않는다. 심해 채굴은 인류가 직면한 가장 극한의 공학적 도전 중 하나다. 수심 6000m에서는 수압이 약 600기압에 달하고, 수온은 1~2℃에 불과하다. 염분과 황 성분으로 인해 금속 부식도 빠르게 진행된다. 태양광은 물론 일반적인 통신 신호도 도달하지 않는다. 이러한 환경에서 채굴 장비는 완전 무인 상태로 작동해야 한다. 일본은 수심 7000m까지 조사 가능한 자율형 무인탐사기(AUV)와 원격 조종 채굴 차량을 국산화했고, 해저 진흙을 흡입해 선박으로 끌어올리는 수직 양니관(揚泥管 혹은 洋泥管, riser-pipe) 시스템도 개발하고 있다. 이 관은 수 ㎞에 걸쳐 설치되기 때문에 파손 시 대규모 해양 오염과 막대한 경제적 손실로 이어질 수 있다. 채굴 이후의 제련 과정 역시 난제다. 심해 진흙은 희토류 농도가 낮고 불순물이 많아 기존 방식으로는 에너지 소모와 탄소 배출이 과도하다. 독일 막스 플랑크 지속가능한 재료 연구소 연구팀은 지난해 11월 '사이언스 어드밴시스 (Science Advances)' 저널에 수소 플라즈마 환원 공정(HPSR)을 제시했다. 이 공정은 화석 연료 대신 그린 수소와 재생에너지를 사용해 이산화탄소 배출을 최대 90%까지 줄이고, 에너지 효율을 약 18% 개선할 수 있는 것으로 보고됐다. ◇'보이지 않는 파괴'에 대한 과학적 경고 심해 채굴을 둘러싼 가장 큰 논쟁은 환경 문제다. 특히 과학자들이 우려하는 것은 채굴 과정에서 발생하는 '퇴적물 플룸(sediment plumes)'이다. 해저를 긁거나 진흙을 흡입하는 순간 미세 입자들이 거대한 구름 형태로 확산돼 수십~수백 ㎞까지 퍼질 수 있다. 논바닥을 발로 딛고 다니면 진한 흙탕물이 일어나는 것과 같은 원리다. 미국 하와이대학교 연구팀은 지난해 11월 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 저널에 발표한 논문에서 이러한 퇴적물 구름 속의 미세 입자가 동물플랑크톤의 여과 섭식을 방해할 수 있다고 지적했다. 이는 중소형 어류를 거쳐 참치와 상어 같은 상위 포식자까지 영향을 미쳐 결국 해양 먹이사슬 전체를 교란할 수 있다고 분석했다. 채굴 장비의 소음 문제도 새롭게 부각되고 있다. 텍사스 A&M대학교 연구팀은 채굴 소음이 수백 ㎞까지 전달돼 고래와 돌고래의 의사소통과 이동 경로를 방해할 수 있다는 연구 결과를 최근 '해양 오염 회보(Marine Pollution Bulletin)'에 보고했다. 또한, 영국 자연사박물관과 사우샘프턴 대학교 연구팀이 지난해 12월 '네이처 생태학·진화 (Nature Ecology & Evolution)'에 발표한 논문에 따르면, 실제 채굴 시험 구역에서 대형 무척추동물의 밀도가 37% 감소하고 종 풍부도가 32% 하락했다. 연구진은 태평양 클라리온-클리퍼턴 구역(Clarion-Clipperton Zone, CCZ)에서 발견된 5000종 이상의 생물 중 90%가 아직 이름조차 없는 신종임을 경고하며, 무분별한 개발이 이들을 발견하기도 전에 멸종시킬 수 있다고 우려했다. ◇심해 생태계 복원의 냉혹한 현실 심해 채굴의 또 다른 문제는 복원 가능성이다. 심해 생태계는 한 번 파괴되면 '인간의 시간 척도' 내에서는 회복이 거의 불가능하다는 게 과학계의 중론이다. CCZ는 심해 채굴이 초래할 생태계 훼손과 회복 불가능성 문제로 인해 환경 논쟁의 중심지다. 영국 국립해양센터 연구팀은 1979년 CCZ에서 실시된 시험 채굴 지역을 40여 년 뒤 재조사해 그한 결과를 지난해 3월 '네이처(Nature)'에 논문으로 공개했다. 해저에는 여전히 채굴 장비의 바퀴 자국이 남아 있었고, 대형 부착 생물은 거의 돌아오지 않았다는 것이다. CCZ는 태평양 중·동부 적도 해역에 위치한 수심 4000~6000m의 광대한 심해 평원으로, 세계 최대 규모의 망간단괴 분포 지역이다. 이 단괴에는 망간·니켈·코발트·구리 등이 포함돼 에너지 전환과 첨단 산업의 핵심 원료 공급지로 주목받아 왔다. CCZ는 유엔해양법협약(UNCLOS)상 국가 관할권 밖 해저에 해당해 어느 국가도 소유할 수 없으며, 자원은 '인류 공동의 유산'으로 규정된다. 이에 따라 탐사와 개발은 국제해저기구(ISA)의 관리 아래 제한적으로만 허용되고, 상업 채굴은 아직 전면 승인되지 않았다. 망간단괴는 백만 년에 수 ㎜ 정도밖에 자라지 않는 것으로 알려져 있다. 이는 단괴 제거가 단순한 자원 채취가 아니라, 생물 서식 기반 자체를 사실상 영구적으로 제거하는 행위임을 의미한다. 최근에는 망간단괴가 햇빛 없이도 전기화학 반응을 통해 산소를 생성하는 이른바 '어두운 산소(Dark oxygen)' 현상과 관련돼 있다는 연구가 발표됐다. 이는 단괴 제거가 심해 생명 유지 시스템 전체를 붕괴시킬 수 있다는 우려도 제기되고 있다. ◇'인류 공동의 유산'을 둘러싼 외교 전쟁 심해저 자원은 '인류 공동의 유산'으로 관리되지만, 실제로는 강대국 간 이해관계가 첨예하게 충돌하고 있다. 중국은 가장 많은 탐사 계약을 보유하며 ISA 규칙 제정을 주도해 왔고, 태평양 공해에서 대규모 시험 채굴을 준비하고 있다. 이에 맞서 미국은 지난해 4월 도널드 트럼프 대통령이 ISA 절차를 우회하는 행정명령에 서명하며 독자 노선을 선언했다. ISA 사무총장 레티시아 카르발류는 “어떠한 국가도 인류 공동 자원에 대해 독점적 권리를 주장할 수 없다"며 국제법 위반이라고 미국을 강하게 비판했다. 일본은 미국과 '핵심 광물 프레임워크'를 체결하며 공급망 다변화를 추진하고 있지만, 이는 다자주의 질서를 약화시킬 수 있다는 우려를 낳고 있다. 일본 정부는 2027년 이후 하루 최대 350톤 규모의 심해 진흙 채취 실험을 통해 상업적 채산성을 검증할 계획이다. 일부 연구는 심해 광물 개발의 내부수익률(IRR)이 17~27%에 이를 수 있어 육상 광산보다 경제성이 높을 가능성을 제시한다. 태평양 도서국 사이에서도 입장이 극명하게 갈린다. 나우루와 쿡 제도는 새로운 경제적 수입원을 위해 채굴 찬성 입장인 반면, 팔라우·피지·사모아 등은 생태계 파괴를 이유로 10년 이상의 채굴 유예를 주장하고 있다. 지난해 6월 프랑스 폴리네시아의 모에타이 브로더슨 대통령과 팔라우의 수랑겔 휩스 주니어 대통령은 '네이처'에 공동으로 기고한 글에서 “심해는 조상으로부터 물려받은 인류 공통의 유산이며, 불확실한 경제적 이익을 위해 이를 파괴해서는 안 된다"고 강조했다. ◇심해 채굴에 앞서 기존 자원 재활용부터 검토해야 지난해 6월 프랑스 니스에서 열린 유엔 해양 컨퍼런스에 연사로 참석했던 리사 레빈 스크립스 해양연구소 교수는 “결국 경제성이 승패를 가를 것"이라며 테슬라 등 주요 업체들이 이미 니켈과 코발트가 필요 없는 LFP 배터리로 전환하고 있다는 점을 들어 심해 채굴에 회의적인 전망을 내놓았다. 지속 가능한 금융 싱크탱크 '플래닛 트래커' 역시 국가가 얻을 로열티 수익은 제한적인 반면, 자원 공급 과잉으로 인한 가격 하락이 기존 육상 광산과 지역 경제를 붕괴시킬 수 있다고 경고했다 심해 채굴에 대한 대안으로 최근 '도시 광산(urban mining)'과 '순환 경제'가 강력히 부상하고 있기도 하다. 인류가 매년 버리는 가전제품 폐기물에서 회수할 수 있는 코발트와 구리의 양이 심해 채굴 예상량을 상회한다는 보고서도 있다. 전문가들은 “심해를 파헤치기 전에 우리가 이미 가지고 있는 자원을 재활용하고 수리해서 쓰는 시스템을 구축하는 것이 훨씬 현명한 방법"이라고 지적한다. 2026년은 심해 채굴의 향방을 가를 결정적 해가 될 가능성이 크다. 지난달 공해 해양생물다양성 협정(BBNJ)이 발효됐다. 이 협정은 공해상에 해양보호구역을 설정하고 의무적인 환경영향평가를 실시하도록 규정하고 있어, 향후 심해 채굴 활동에 강력한 법적 규제로 작용할 전망이다. 하지만, 자원 패권을 선점하려는 국가들이 당장 속도전을 멈추지는 않을 전망이다. 심해저를 둘러싼 이 '총성 없는 전쟁'의 결말은 기술이 아니라, 인류가 어떤 가치를 선택하느냐에 달려 있다. 에너지 전환이라는 명분 아래 지구 마지막 미개척지인 심해를 희생시킬 것인지, 아니면 기술 혁신과 재활용을 통해 지속 가능한 공존의 길을 찾을 것인지에 대한 중대한 기로에 인류가 서 있는 셈이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

[기후 리포트] 풍력·파력 동시 수확하는 해상 하이브리드 발전 ‘주목’

기후 위기가 깊어지고 화석연료 사용에 대한 우려가 커지는 가운데 해상 재생에너지는 전 세계 에너지 전환 전략의 핵심 축으로 부상하고 있다. 특히 해상 풍력에 파력(波力)과 조류(潮流) 에너지를 결합한 해상 하이브리드 발전 시스템(hybrid offshore renewable energy harvest system, HOREHS)은 단일 에너지원의 한계를 극복할 차세대 해양 에너지 솔루션으로 주목받고 있다. 파력 발전은 파도의 상하·전후 운동에 담긴 에너지를 기계적 운동으로 변환해 전기를 생산하는 방식으로, 에너지 밀도가 높지만 파도의 불규칙성으로 인해 제어와 내구성이 기술적 과제로 남아 있다. 조류 발전은 밀물과 썰물로 발생하는 바닷물의 흐름을 터빈으로 회전시켜 전기를 생산하는 방식으로, 조류 주기가 규칙적이어서 발전 예측성이 높다는 특징이 있다. 영국 서리대학교 공학부와 중국 광저우대학교 연구팀은 최근 국제 학술지 '에너지 보존과 관리 (Energy Conversion and Management)'에 발표한 종설 논문을 통해 해상 하이브리드 재생에너지 시스템의 기술적 진화와 남은 과제를 종합적으로 정리했다. 이들은 풍력과 파력, 나아가 조류 에너지를 하나의 플랫폼에서 통합적으로 수확하는 접근이 기술·경제·환경 측면에서 모두 의미 있는 진전을 보이고 있다고 평가했다. ◇하이브리드 해상 발전의 핵심 이점 ① 비용 절감과 경제성 향상 = 하이브리드 시스템의 가장 큰 강점은 기초 구조물과 플랫폼의 공유다. 풍력 터빈과 파력·조류 발전 장치가 동일한 기초를 사용함으로써 개별 설치 대비 초기 투자비용(CAPEX)을 크게 줄일 수 있다. 해저 케이블과 계통 연계 설비를 공동으로 활용해 에너지 균등화 비용(LCOE)도 낮출 수 있다. ② 에너지 생산의 안정성 = 풍력과 파력, 조류 에너지는 시간적 특성이 서로 다르다. 바람이 약한 조건에서도 파랑이나 조류가 존재하는 경우가 많아, 복수의 에너지원 결합은 발전량의 변동성을 줄이고 전력망에 보다 안정적인 출력을 제공한다. ③ 해양 공간 효율성과 환경 영향 저감 = 단일 플랫폼에 여러 발전 장치를 통합하면 해양 점유 면적을 최소화할 수 있다. 이는 해양 생태계에 대한 간섭을 줄이고, 항로·어업 활동과의 공간적 충돌을 완화하는 효과로 이어진다. ④ 구조적 안정성 증대 = 특히 파력 발전 장치(WEC)를 부유식 해상 풍력 플랫폼에 통합할 경우, 파력 장치의 운동이 플랫폼의 피치(pitch)나 히브(heave) 운동을 억제하는 동적 댐퍼 역할을 수행한다. 수치해석과 실험 결과, 이는 풍력 터빈의 피로 하중을 줄이고 구조물 수명을 연장하는 부수적 효과를 제공하는 것으로 나타났다. ◇자이로스코프 파력 발전기의 기술적 돌파구 파력 발전의 효율 문제를 해결하기 위한 이론적 성과도 주목된다. 일본 오사카대학의 이이다 타카히토 교수는 최근 '유체역학 저널(Journal of Fluid Mechanics)'에 발표한 연구에서 자이로스코프 파력 발전기(GWEC)가 광대역 파랑 주파수에서 이론적 최대 흡수 한계인 입사 에너지의 50%에 도달할 수 있음을 선형 이론으로 증명했다. 자이로스코프는 회전하는 물체가 각운동량 보존 법칙에 따라 자신의 회전축 방향을 유지하려는 성질을 이용해, 방향 변화나 기울기를 감지하고 안정화에 활용되는 장치이다. GWEC는 파도로 인해 흔들리는 해상 구조물의 움직임을 내부 자이로스코프의 세차 운동으로 전환하고, 이 회전 에너지를 발전기에 전달해 전기를 생산하는 파력 발전 장치이다. GWEC는 플라이휠 회전 속도라는 추가 제어 변수를 활용함으로써, 특정 공진 주파수에만 의존하던 기존 파력 발전기의 한계를 넘어선 것이 핵심이다. 나아가 부유체를 비대칭 구조로 설계할 경우, 이론적으로는 더 높은 에너지 흡수 가능성도 제시된다. ◇풍력과 조류 에너지의 결합이 만드는 시너지 풍력과 조류 에너지를 결합한 하이브리드 시스템 역시 뚜렷한 장점을 보인다. 조류 터빈은 에너지 밀도가 높고 예측 가능성이 커, 풍력의 간헐성을 효과적으로 보완한다. 연구 결과에 따르면 풍력 터빈과 조류 터빈이 동일 기초를 공유할 경우, 전체 발전량은 조류 단독 시스템 대비 약 70% 증가하고, LCOE는 10~12% 낮아질 수 있는 것으로 분석됐다. 또한 조류 터빈은 플랫폼 운동을 억제해 구조적 안정성을 높이는 역할도 수행한다. 전문가들은 해상 하이브리드 발전이 단순한 전력 생산을 넘어, 해상 수전해 기반 그린수소 생산과 결합될 경우 진정한 '해상 에너지 허브'로 진화할 수 있을 것으로 보고 있다. 풍력·파력·조류라는 복수의 해양 에너지를 통합적으로 활용하는 기술은, 향후 탄소중립 사회로의 이행 과정에서 해양이 수행할 역할을 근본적으로 확장시키고 있다. ◇한반도 해역의 파력 잠재량과 하이브리드 발전의 현실성 해상 하이브리드 재생에너지의 가능성을 논의할 때, 실제 해역 조건에 대한 정량적 분석은 필수적이다. 이와 관련해 최근 국내 연구진이 한반도 주변 해역의 파력 에너지 분포를 고해상도로 분석한 연구 결과를 발표해 주목을 받고 있다. 지난달 한양대 정재홍 교수팀은 '확률적 환경 연구와 리스크 평가(Stochastic Environmental Research and Risk Assessment)' 저널에 발표한 논문에서 수치 파랑 모형과 장기 해상 관측 자료를 결합해 한반도 전 해역의 파력 밀도(spatial wave power density)를 체계적으로 평가했다. 분석 결과, 동해 외해와 제주 남방 해역이 연중 평균 파력 에너지가 가장 높게 나타났으며, 특히 겨울철에는 단위 길이당 수십 kW/m 수준의 파력 잠재량이 형성되는 것으로 확인됐다. 연구진은 이러한 해역 특성이 부유식 해상 풍력과 파력 발전을 결합한 하이브리드 시스템에 특히 유리하다고 평가했다. 바람과 파랑이 동시에 강해지는 계절적 특성이 뚜렷해, 단일 에너지원 대비 발전량 변동성이 줄어들고 설비 이용률(capacity factor)을 높일 수 있다는 것이다. 이는 앞서 유럽 연구진이 제시한 풍력–파력 상보성 이론이 동북아 해역에서도 실증적으로 적용 가능함을 보여주는 중요한 사례로 평가된다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

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