<사진. 화석연료 연소로부터 총 이산화탄소 배출량 변화 요인 분석
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

지구온난화의 장래예측과 완화책

기후변동에 관한 정부간 패널(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 제39회 총회가 2014년 4월에 독일 베를린에서 개최되었으며, 회기 중에 개최된 제3 작업부회 제12회 회의에서 “ IPCC 제3 작업부회 제5차 평가보고서(AR5) 정책결정자용 요약(SPM)”이 승인, 공표되고, AR5가 수락되었다.

기후변동 완화책의 수는 증가하고 있음에도 불구하고, 온실가스의 연간 배출량은 1970년부터 2010년에 걸쳐 계속 증가하고 있다. 1750~2010년까지 260년간 인위 기원의 누적 이산화탄소 배출량 중 약 반 정도는 최근 40년간 배출된 것이다. 화석연료 연소, 시멘트 제조 등에 한정한다면 이산화탄소 누적 배출량은 1970년에 4,200±350억 톤이었지만, 2010년에는 약 3배인 1.3조±1,100억 톤이었다.

세계적으로는 경제성장과 인구증가가 화석연료 연소에 의한 이산화탄소 배출량 증가의 가장 중요한 원인이다. 2000년부터 2010년 사이에는 인구증가의 기여도가 과거 30년간 거의 동일하였지만, 경제성장이 기여도는 크게 증가하였다. 또한 다른 에너지원과 비교하여 화석 사용량이 증가하고, 세계 에너지 공급원이 서서히 저탄소화되고 있는 장기적인 경향이 최근 10년 사이에 역전되었다.

IPCC 보고서 작성과정에서 많은 연구자가 만든 약 1,200건에 이르는 장래 시나리오가 검토되었다. 그 중 추가적인 완화책이 없는 시나리오(베이스라인 시나리오)가 약 300건, 추가적인 정책이 있는 시나리오(완화 시나리오)가 약 900건이다. 베이스라인 시나리오에서는 2100년에 세계 평균 지상 기온이 산업혁명 전 수준과 비교하여 3.7~4.8도 상승한다고 예상하였다.

AR5는 2100년 대기 중 GHG(Green House Gas)농도(이산화탄소 환산)로 시나리오를 분류하고, 각 시나리오에서 21세기 중 몇 가지 온도수준(1.5도, 2도, 3도, 4도)에 대해 그것을 초과하지 않을 가능성을 제시하고 있다. 또한 2100년 GHG 농도(이산화탄소 환산)가 약 500ppm과 약 550ppm의 완화 시나리오에 대해서는 2100년까지 도중에 각각 530ppm, 580ppm을 넘지 않는 시나리오와 일시적으로 농도를 넘는 시나리오에 대해서도 평가하고 있다. 농도의 오버슈트 시나리오는 목표로 하는 대기 중 농도를 일시적으로 넘는 GHG를 배출하기 때문에 장래적으로는 보다 신속하고 대량의 배출삭감을 실시할 필요가 있다. 2011년 대기 중 농도(이산화탄소 농도 환산)는 이미 430ppm(불확실성 폭 340~520ppm 이산화탄소 환산)에 이르고 있기 때문에 목표에 따라서는 오버슈트를 검토할 필요성이 증가하고 있다.

2100년 대기 중 GHG 농도가 약 450ppm(이산화탄소 환산)이 되는 완화 시나리오는 인위기원의 GHG 배출에 의한 기온상승을 산업혁명 이전에 비해 2도 미만으로 억제할 가능성이 높다(66% 이상의 확률). 2100년에 대기 중 GHG 농도가 약 500ppm(이산화탄소 환산)에 이르는 완화 시나리오는 오버슈트가 없는 경우, 기온변화를 2도 미만으로 억제할 수 가능성은 “어느 쪽이냐고 한다면 높다(확률 50~100%)”이며, 오버슈트(일시적으로 530ppm을 초과)인 경우, 기온변화를 2도 미만으로 억제할 가능성은 억제할 수 없는 가능성과 비교하여 “어느 쪽도 동일한 정도(확률 33~66%)”이다.

완화에 대한 대응을 연기시키면 21세기 후반에 걸쳐 산업혁명 이전부터의 기온상승은 2도 미만으로 억제하기 위한 대책의 선택폭이 좁다. 2100년에 대기 중 GHG 농도가 450ppm(이산화탄소 환산)에 이르는 시나리오의 대부분은 500ppm에서 550ppm에 이르는 많은 시나리오와 동일하게 일시적으로 오버슈트한다. 오버슈트의 정도에 따라 다르지만, 오버슈트 시나리오의 대부분은 금세기 후반에 연소 시에 발생하는 이산화탄소를 분리회수하는 장치에 설치된 바이오매스 발전(Bio-Energy with Carbon Capture and Storage, BECCS) 및 식목이 광범위하게 이루어진다는 것을 전제로 하고 있다. BECCS 및 기타 이산화탄소 제거(Carbon Dioxide Removal, CDR) 기술의 이용 가능성 및 규모는 현 시점에서 확실하지 않고, 몇 가지 과제 및 위험을 안고 있다.

완화대책은 기후 안정화에 공헌할 뿐만 아니라, 부차적인 효과가 있으며, 인간의 건강, 에코시스템의 영향, 자원 충족, 고용 창출을 위한 코베네비트(co-benefit) 및 에너지시스템의 적응능력을 높이고, 대기질 및 에너지 안전보장의 목적을 달성하기 위한 비용을 저감한다는 것이 나타나 있다.

2100년까지 약 450ppm(이산화탄소 환산)이 되는 완화 시나리오는 세계 에너지 공급부문에서의 대규모 전환이 필요하다. 이러한 시나리오의 대부분은 에너지 공급부문에서의 세계 이산화탄소 배출량이 다음 수십 년 동안 저하되고, 2040년부터 2070년 사이에 2010년 수준에서 90% 또는 그 이상의 삭감이 필요하게 되며, 그 후 배출량을 제로 이하로 감소시키는 것을 포함하고 있다. 이 450ppm 시나리오에서는 모든 부문에서 GHG 삭감 노력이 필요하다.

2100년에 약 450ppm 또는 550ppm(이산화탄소 환산)의 대기농도에 이르는 시나리오에서 지속 가능한 개발을 방해하지 않는 베이스라인 시나리오와 비교하여 에너지 수요를 삭감하기 위해서는 에너지 효율을 향상시키고, 생활양식을 변화시키는 것이 핵심이다.

AR4 이후 복수의 정책목표를 통합하고, 코베네비트를 증대시켜 부(負)의 부작용을 감소시키는 것을 목적으로 한 정책의 주목도가 증가하고 있다. 몇 개 국가에서는 GHG의 배출삭감을 목적으로 세금을 기초로 한 정책이 기술 및 다른 정책과 조합하거나 GHG 배출량과 GDP의 상관성을 약하게 하는데 기여하고 있다.

충분한 배출삭감을 위해서는 투자 패턴의 큰 변경이 필요하다. 2100년까지 이산화탄소 환산으로 430ppm에서 530ppm까지 안정화시키는 정책을 취급하는 완화 시나리오에서는 베이스라인과 비교하여 2100년부터 2029년 사이에 연간 투자흐름을 크게 이동시킬 필요성이 지적되었다. 다음 20년간(2010~2029년)은 발전부문과 관련된 종래형 화석연료 연소기술의 연간 투자액이 약 300억 달러(2010년 대비 -20%)까지 떨어질 것으로 예상되며, 저탄소발전(재생가능 에너지, 원자력, CCS 설비를 갖춘 발전 등)에 대한 연간 투자액은 약 1,470억 달러(2010년 대비 +100%)로 증가할 것으로 예상된다. 에너지시스템에의 세계 연간 투자액은 현재 약 1.2조 달러이다.

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