탄소중립이란 이산화탄소를 배출한 만큼 이산화탄소를 흡수하는 대책을 세워 이산화탄소의 실질적인 배출량을 제로로 만든다는 개념이다. 이 개념은 기후변화의 원인이 지구가 흡수할 수 있는 양보다 많은 이산화탄소를 배출하여 발생한다는 사실이 밝혀지고, 지금까지 배출된 이산화탄소만으로도 당분간 기후변화가 이어져 지구생태계가 지속가능하기 어려워질 수 있다는 사실이 알려지면서 더 이상 탄소 배출을 방관할 수 없다는 절박함에서 오래전부터 요구된 개념이다.

이러한 탄소중립정책은 빠르게 진행되고 있는 기후변화의 진행속도를 늦추기 위해 국제사회가 준비한 전략으로서 우리나라는 국제사회의 일원으로 책임을 다하기 위해 이러한 전략을 준비하여 동참하고 있다. 기후변화를 유발하는 주요인으로 국제사회는 과도한 화석연료 사용과 토지이용을 꼽고 있다. 지금까지 국제사회는 화석연료를 사용하여 얻는 에너지 대신 재생에너지 사용을 늘려 온실가스 배출을 줄이는 전략을 많이 논의해왔다. 

한편, 우리나라에서는 상대적으로 관심도가 낮지만 국제사회는 기후변화를 유발하는 다른 주요인인 토지이용에도 높은 관심을 가져 자연기반해법 (nature based solutions) 이나 상처받은 지구치료 전략 (UN decade on ecosystem restoration)을 추진해오고 있다. 그리고 2021년 제26차 기후변화당사국총회에서는 산림 파괴를 막고 훼손된 토지를 복원하기 위해 우리나라를 포함해 105개국의 합의 하에 산림 및 토지에 관한 선언 (declaration on forests and land)을 채택하기에 이르렀다.

현재 우리나라의 이산화탄소 배출량은 7억 ton 가까이에 이르고 있지만 흡수량은 4,500만 톤을 조금 넘는 수준으로 그 차이가 매우 크다. 탄소중립위원회 발표자료를 보면, 2050년에 달성하기로 국제사회와 약속한 탄소중립 계획을 중간 점검하는 해인 2030년 발생량은 5억 3,600만 ton이고, 도달 목표연도인 2050년 발생량은 지금의 1/10 수준인 8,000만 ton으로 나타나 있다. 숲에 의한 흡수량은 2030년 지금의 절반 수준인 2,210만 ton으로 감소하고 2050년에는 2030년보다 조금 늘어난 2,530 ton으로 나타나 있다. 여기서 나타난 발생량과 흡수량 차이는 탄소를 포집하여 저장하는 기술로 해결하겠다고 한다.

그러나 재생에너지 확보기술의 효능이 전주기 평가를 하였을 때 크게 떨어진다는 사실이 밝혀지고 탄소포집저장 기술의 문제점도 지적되고 현실에서 그 실현가능성에 대해서는 많은 의문이 남는다.

또 탄소중립 정책은 그 출발이 기후변화문제를 해결하기 위해 준비되었다. 그런데 기후변화는 탄소를 비롯한 온실가스만 유발하는가? 열을 발생시키는 장파장의 문제도 있다. 온실가스가 열파장의 외부 유출을 차단하여 생기는 문제가 기후변화이기 때문이다. 그런 점에서 기후변화문제를 해결하고 탄소중립을 이루어내기 위해서는 토지이용의 문제가 함께 검토되어야 한다 (그림 1 참고). 

인공위성 사진을 분석하여 얻은 서울지역 지표온도의 공간분포를 보면, 한강을 비롯한 하천 주변과 북한산을 비롯한 산림지역의 온도가 낮고, 도시화된 지역의 온도가 높게 나타났다. 표면온도는 도시화 지역 사이에도 차이를 보여 오래된 아파트가 많은 강남권의 온도가 강북의 도심지역보다 낮게 나타났다. 한강이나 중랑천이 위치한 지역은 물론 복원된 양재천이 지나는 지역의 온도도 주변과 비교하여 크게 낮다. 이러한 결과는 하천복원을 비롯하여 식생복원이 기온상승 억제효과를 발휘하여 기후변화를 완화시킬 수 있음을 의미한다. 하천복원이 가져오는 기온상승 저감효과는 복원된 청계천 주변에서도 이미 확인된 바 있고, 자연을 보존하고 복원하여 지속가능한 토지이용을 이루어내는 것이 기후변화를 완화시킬 수 있는 기후변화 적응대책이 될 수 있다는 사실도 이미 밝혀진 바 있다.  

▲ 그림 1. 서울의 지표온도 공간분포.

기후변화는 왜 일어나는가?
전문가들이 지적하고 있는 기후변화의 원인은 물질순환의 일환인 탄소 순환의 이상에서 비롯된 열수지의 균형 이상이다. 그렇다면 탄소순환의 이상은 왜 발생하는 것인가? 그것은 인간 활동으로 인해 발생하는 이산화탄소의 양이 자연의 정화작용으로 인한 그것의 흡수량 보다 많아서 생기는 문제이다. 이산화탄소 발생량은 우리 인간이 공장을 가동하고, 자동차를 이용하며, 냉·난방 시설을 가동하는 등 문명생활을 영위하는 과정에서 에너지를 과도하게 사용하며 늘어나는 것으로 알려져 있다. 다른 원인도 있다. 전자보다는 훨씬 덜 알려져 있지만 우리가 토지를 과도하게 이용하며 이산화탄소 흡수량을 줄이는 것도 대기 중 이산화탄소 농도 증가를 가져오는 중요한 요인이 되고 있다. 이처럼 발생량은 늘어나는 반면에 그 흡수량이 줄어드니 양자 사이에 불균형이 발생할 수밖에 없는 것이다.

그러나 적어도 지금까지 이 문제를 해결하기 위한 우리의 대책은 발생원을 줄이는데 초점을 맞추어 왔다. IPCC의 대책도 1997년에 채택된 교토 프로토콜 시대까지는 감축에 중점을 두어 왔다. 그러나 2015년에 의결되어 2016년에 채택된 파리협정 이후 그 대책은 탄소 중립, 즉 발생원과 흡수원 사이의 수지 균형을 맞추는 쪽으로 변하였다. 바른 선택이고 결정이다.

탄소중립정책은 빠르게 진행되고 있는 기후변화의 진행속도를 늦추기 위해 국제사회가 준비한 전략으로서 우리나라도 국제사회의 일원으로 책임을 다하기 위해 이러한 전략을 준비하고 있다. 전문가들은 기후변화를 유발하는 주요인으로 과도한 화석연료 사용과 토지이용을 꼽고 있다. 그렇지만 적어도 지금까지는 화석연료를 사용하여 얻는 에너지 대신 태양광, 풍력, 조력 등과 같은 자연에너지 사용을 늘려 온실가스 배출을 줄이는 전략을 많이 논의해왔다. 그러나 과도한 토지이용이 가져온 영향을 강조하는 전문가들도 많다. 

그 중에는 도시화 및 그것으로 인한 에너지 사용 증가로 인한 온난화 영향이 이산화탄소 농도가 두 배로 증가하였을 때 나타나는 영향만큼 크다는 주장도 있다. 서울의 기온 자료를 분석해보니 도심지역과 도시 외곽 사이의 평균 기온이 5℃ 정도 차이를 보였다 (그림 2). 

▲ 그림 2. 서울에서 평균기온의 공간분포.

우리는 이 정도의 기온 차이를 일교차로도 겪고 있기 때문에 그 차이를 심각하지 않게 받아들이고 있지만 그 차이는 위도 5˚에 해당될 만큼 큰 차이다. 도시화, 즉 과도한 토지이용이 가져 온 결과가 이렇게 크다. 우리나라의 측후소 중 30년 이상 측정치를 확보하고 있는 측후소를 대상으로 기온자료를 수집하여 시간 경과에 따른 기온 변화 사이의 관계식으로부터 기온상승계수를 구하였다. 그런 다음 그 지수의 등치선 지도를 작성해보니 기온 상승의 정도가 토지이용유형과 밀접한 상관관계를 보였다. 지역의 탄소수지도 유사한 추세를 보였다. 이러한 결과는 토지이용이 기후변화에 중요한 영향을 미치고 있다는 확실한 증거가 된다 (그림 3).
 

▲ 그림 3. 우리나라의 토지이용 실태 (위 왼쪽), 기온상승계수 (위 오른쪽) 및 지자체 별 탄소수지 (아래)를 보여주는 지도. 기온상승계수 분포도에서 등치선 수가 많은 것은 기온상승이 빠르게 일어나고 있음을 의미한다. 탄소수지에서 음의 값은 이산화탄소 흡수량이 배출량보다 많은 것을 의미하고 양의 값은 그 반대의 경우를 의미한다. 세 지도를 비교하면 기온상승과 탄소수지가 토지이용에 의해 결정되고 있음을 알 수 있다. 즉, 산림이 사라지고 토지이용 강도가 높으면 기온상승이 빠르게 일어나고 탄소수지 불균형이 커짐을 알 수 있다.

그러면 우리는 어떻게 탄소중립에 도달하고 기후변화문제도 해결할 수 있을까?
기후변화를 포함하여 모든 환경문제는 인간 활동의 영향으로 그것이 본래 가지고 있던 생태적 기능이 파괴됨에 따라 그 역기능이 초래되어 생태계의 질서와 법칙이 깨진 상태를 말한다. 그러면 그러한 환경문제는 왜 발생하는 것일까? 많은 사람들은 환경문제의 발생을 오염물질의 배출과 연관 시킨다.

그러나 환경문제가 오늘날과 같이 심각하게 대두되지 않았던 옛날에도 오염물질은 배출되었다. 그러면 환경문제는 오염물질이 많은 양으로 배출되어 발생하는 것일까? 물론 그렇게 인식할 수도 있다. 그러나 여기에서 우리는 많다는 의미를 다시 생각해 보아야 할 것이다. 환경을 지배하는 생태학 (ecology)의 원리를 적용하면, 이 말은 발생원 (source), 즉 인간환경과 그 흡수원 (sink), 즉 자연환경 사이의 기능적 관계를 저울질하여 평가할 수 있다. 발생원이 흡수원보다 크면 많다는 표현을 할 수 있을 것이고, 그 반대의 경우라면 적다는 표현이 가능할 것이다.

그런 점에서 발생원을 줄이기 위한 노력뿐만 아니라 그 흡수원을 늘리기 위한 노력 또한 중요한 환경문제 해결책이라고 볼 수 있다. 전자가 기술적 환경문제 해결책이라고 한다면 후자는 생태적 해결책이라고 부를 수 있다.

원래 균형을 유지하던 지구적 차원의 탄소수지가 과도한 화석연료 사용과 토지이용 변화로 균형을 상실하며 기후변화를 주도하고 있다. 기후변화를 주도하는 CO2농도는 지구적 차원은 물론 국지적 차원에서도 지속적으로 증가하는 추세에 있지만 그것의 연 변화는 뚜렷한 계절현상으로 보여 겨울에 높고 여름에 낮다. 이것은 온대지역의 숲이 이산화탄소의 흡수원 (sink)으로 작용한 결과이다. 또 Eddy 공분산법을 적용하여 토지이용유형이 다른 두 지소의 탄소흐름을 분석한 필자의 연구 결과는 도시의 주거지역과 자연공원지역이 탄소수지에서 각각 발생원 (source)과 흡수원으로 기능하고 있음을 분명하게 보여주고 있다. 

이런 점에서 이제 우리는 기후변화 문제를 접근하는데 있어서 우리의 사고를 바꾸어야 할 것으로 판단된다. 기후변화를 비롯하여 모든 환경문제에는 발생원과 고정원이 있다. 우리는 환경문제 해결을 발생원을 줄여서 해결할 수도 있지만 흡수원을 늘려서 해결할 수도 있다. 기존의 해결책으로서 전자는 주로 공학기술에 근거하고, 후자는 생태적 해결책으로서 생태계서비스 기능에 토대를 둔다.

자연이 발휘하는 탄소흡수능 이해하고 활용하여야 탄소중립 이루어내고 기후변화 문제 해결할 수 있다!
정부의 탄소중립정책은 탄소발생량이 적은 자연에너지 사용, 에너지 이용효율 향상, 발생한 탄소 포집 등 기술적 측면에 초점을 맞춘 느낌이다. 그러나 자연이 발휘하는 역할은 매우 크고 포괄적이어서, 그 기능을 높이면 탄소중립을 실현하는데 큰 기여를 할 수 있다. 우리나라는 앞서 언급한 바와 같이 탄소 발생량이 흡수량의 15 배도 넘을 정도로 그 차이가 매우 크다. 따라서 지금의 발생량을 흡수량과 같은 수준으로 줄이기 위해서는 그야말로 각고의 노력이 필요하고, 갖은 노력에도 불구하고 목표한 수준에 도달하지 못할 수도 있다. 따라서 진정으로 탄소중립을 실현하려면 그 정책은 어느 한 곳에 치우치지 말고 가능한 모든 부분이 총 망라된 포괄적 접근이 요구된다.

가장 먼저 생각할 수 있는 것이 자연의 힘을 빌리는 것이다. 더구나 자연이 발휘하는 역할은 우리가 생각하는 것보다 크다. 더구나 그들은 탄소흡수 외에 기후조절 기능도 발휘해 직·간접적으로 탄소중립에 기여할 수 있다. 하천 주변이 최우선 고려 대상이다 (사진 1). 

▲ 사진 1. 강원도 인제의 방태천 (위), 경기도 철원의 한탄강 (중간) 그리고 경남 양산 부근의 낙동강 하류 (아래)에 성립된 강변식생. 이러한 식생은 하천변에서 오염물질이 하천 내부로 유입되는 것을 차단하여 물이 오염되는 것을 막기도 하지만, 지형적 특성 상 비옥한 토양에 성립하여 높은 생산성을 유지하며 대기 중의 이산화탄소를 다량 흡수하여 탄소중립 실현에 기여할 수 있다.

원래 하천 주변은 아주 비옥한 장소로서 이산화탄소 흡수기능이 뛰어난 강변식생이 성립해 있었다. 그러나 이 땅이 비옥하다는 것을 인식한 사람들은 그곳을 식량을 얻기 위한 농경지로 개발하였고, 그 후에는 개발이 용이한 지형적 특성 때문에 도시지역으로 바꾸기도 하였다. 우리나라와 같은 논농사 중심지역에서는 특히 이러한 토지이용이 더 심하였다. 따라서 대부분의 지역에서 강변식생은 거의 사라진 상태이다. 이러한 강변식생을 되찾으면 그것은 이산화탄소 흡수원으로 중요한 역할을 할 수 있다.

우리나라 하천의 전체 길이는 약 30,000 km 이다. 우리나라의 대 하천에 새로 조성되는 제방의 제원을 측정해 보니 제외지의 경우 단면 폭이 약 25 m이었고, 제내지의 경우는 약 15 m로 나타났다. 그러나 이러한 제방의 폭이 지역 간에 차이가 있을 수 있고, 또 제방에 인공시설이 도입될 수도 있으므로 그것을 감안하여 제방단면에 식생 도입이 가능한 폭을 30 m로 계산하였다 (그림 4 참고). 그런 다음 제방이 하천의 양안에 조성될 것을 고려하여 제방식생 폭을 60 m로 가정하고 그 기능을 평가하였다.

▲ 그림 4. 국내의 여러 하천에 조성된 하천제방을 실측하여 얻은 표준단면에 대조하천 정보를 적용하여 표현한 하천복원 모식도. 여기에 표현된 자료를 토대로 강변식생의 이산화탄소 흡수기능이 평가되었다.

예비조사 결과, 강변식생의 순 생태계 생산량은 18.3 C ton/ha (67.1 CO2 ton/ha)로 나타났다. 이러한 순 생태계 생산량을 적용하면, 30,000 km 복원 시 이산화탄소 흡수량은 12,078,000 ton으로 나타났다. 이는 우리나라 전체면적의 65% 가량을 차지하고 있는 산림 전체 이산화탄소 흡수량의 1/4 이상에 해당하고 탄소중립 달성 목표의 해로 정한 2050년 흡수량의 거의 절반에 해당하는 큰 양에 해당한다. 이러한 결과는 강변지역의 토양이 비옥하여 생산성이 높기 때문이다.

탄소의 발생원과 흡수원 사이의 차이가 크고 열섬현상을 유발하여 기후변화 유발에 크게 기여하는 도시지역에 조성되는 공원이나 아파트 정원도 지금의 고전적 조경 수준을 넘어 생태적 복원의 수준으로 진화시키면 큰 효과를 거둘 수 있다. 현재의 공원이나 아파트 정원에 조성된 숲의 탄소흡수능력이 우리의 마을 주변에서 흔히 볼 수 있는 상수리나무숲이 발휘하는 흡수능의 1/3도 안 되는 수준이기 때문이다.

산림의 탄소흡수능력도 크게 개선할 수 있다. 그러나 지금 산림청의 정책처럼 기존 숲을 모두 베어내고 그것을 어린 숲으로 바꾸는 방법은 오히려 탄소수지를 악화시킬 수 있기 때문에 대폭 수정이 필요하다. 특히 기존 숲을 모두 베어내면 그것의 온도가 상승하여 토양 속에 저장된 유기물이 분해되어 다량의 이산화탄소를 발생시킬 수 있기 때문이다. 

▲ 그림 5. 탄소 발생량은 줄이고 흡수량은 늘려 탄소중립을 이루어내고 나아가 기후변화 적응을 이루어내기 위한 전략.

이러한 시업체계를 현재 선진사회에서 적용하고 있는 전주기 평가 (life cycle assessment) 체계를 적용하여 탄소수지를 평가하면 탄소흡수원이 아니라 발생원이 될 수도 있다. 또 이러한 시업이 적용되는 범위는 산림청의 구상대로 모든 숲을 대상으로 하면 안 된다. 기존의 조림지로 한정해야 한다. 그것은 국제사회의 규정이기도 하다. 나아가 새로 조성하는 숲은 지금처럼 튜울립나무, 편백나무 같은 외래종을 도입하지 말고 반드시 자생종으로 조성하여야 한다. 그래야 안정적인 탄소흡수원으로 기능할 수 있기 때문이다. 

▲ 사진 2. 탄소흡수능이 높은 버드나무숲으로 천이가 진행 중인 폐경 논의 모습.

산림청이 여러 지역에 조성한 튜울립나무 조림지를 방문해보니 겨우 10년이 경과한 숲에서도 고사목이 다수 발견되고 있다. 이러한 상태의 숲에서 탄소흡수원의 기능은 기대할 수 없다. 편백나무숲에서는 고사목은 많이 발견되지 않았지만 다른 숲과 비교해 생물다양성이 크게 낮았다. 그럼에도 불구하고 평가된 탄소흡수능은 앞서 언급한 상수리나무 숲보다 낮았다. 지소에 어울리는 자생식물이 이루는 숲으로 이러한 조림지를 천이시켜야 하는 이유이다. 우리나라의 인공조림지가 성립한 지형적 위치는 대체로 산중턱 이하이다. 이러한 위치에 성립할 수 있는 숲은 갈참나무숲, 졸참나무숲, 굴참나무숲 등이다. 이들의 생태적 특성이 상수리나무숲과 유사하므로 마찬가지로 탄소흡수원으로서 중요한 역할을 해 줄 수 있을 것으로 기대된다. 앞서 언급한 바와 같이 산림이 감소하면 기온 상승 또한 빠르게 진행되며 기후변화를 가속화 시키는 것으로 나타났다(그림 1 - 3 참고). 

탄소수지를 악화시키며 추가적인 기후변화를 악화시킬 가능성도 보였다. 이런 사실을 바르게 인식한 UN은 상처받은 지구를 치유하여 환경을 개선하는 것은 물론 식량 안보를 비롯해 빈곤 퇴치를 포함하는 생태계복원 10년 (2021 – 2030)을 선포하고 이를 실천에 옮기고 있다. 이 기간 동안 UN은 남한 전체면적의 35배에 달하는 3억 5000만 ha의 토지를 복원할 계획을 수립하고 있다. 이러한 복원이 실현되면 3억 5000만 달러에 해당하는 혜택을 얻고 대기로부터 13 내지 26 기가 톤 (Gt)의 온실가스를 제거할 수 있을 것으로 추정하고 있다.

▲사진 3. 극심한 대기오염으로 훼손된 경북 봉화군 석포면 소재 영풍제련소 주변 산림의 모습. 식생의 고사로 산사태까지 유발되고 있다. 지난 정부 초기 여당의 최고위원 전원이 방문하며 복원을 약속하였지만 아직 그대로 방치되어 피해를 키우고 있다.

이러한 결과는 자연이 발휘하는 생태계서비스가 현재 실현 가능성이 매우 떨어지는 탄소중립의 실현 가능성을 높이는 것은 물론 날로 심각해지는 기후변화에 대한 적응을 이루어 내는 데도 크게 기여할 수 있음을 암시한다. 이에 더하여 식량이 부족하던 시절 농경지로 전환하였으나 일손이 부족하여 방치되고 있는 폐경지 (사진 2), 산업화와 도시화의 과정에서 상처 입은 토지 (사진 3), 우리의 생활공간 속에 남아 있는 쌈지 형 토지, 나아가 도시를 가득 메우고 있는 건물 사이와 지붕에도 숲을 도입하고 (그림 5), 기존의 숲 중 가능한 곳을 선정하여 이산화탄소 흡수기능이 높은 체계로 전환하며, 그러한 과정에서 발생한 자연소재로 우리의 생활용품을 대체한다면 너무 크게 벌어진 발생량과 흡수량 사이의 차이를 줄이면서 탄소중립을 실현하는데 큰 기여를 할 수 있을 것이다. 이 모든 생태적 지혜가 모아져야 탄소중립은 실현 가능한 목표가 된다.

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