환경부

대기환경 분야 기술개발사업(R&D) 기획 공청회 개최

환경부와 한국환경산업기술원이 대기환경 분야 기술개발사업(R&D)의 기획을 위해 연구기관, 전문가, 국민 등의 의견을 청취하는 공청회를 개최했다. 이번 공청회는 측정, 산업, 수송 등 대기환경 분야별 관리 기술 현황을 진단하고, 제3차 대기환경개선 종합계획(2023~2032년)*에 따른 대기환경 정책 목표를 달성하는 데 필요한 기술 수요를 발굴하여 중장기적인 기술 개발 이행안(로드맵)을 수립하기 위해 마련됐다. 이날 공청회에서는 초미세먼지와 오존의 원인물질인 질소산화물, 암모니아 및 휘발성유기화합물의 배출량을 줄이고, 배출원을 파악하기 위한 기술 개발을 비중 있게 검토했다. 아울러 기획연구 배경과 구간 분야별 전문가 검토를 거쳐 마련된 기술개발 계획의 주요내용이 소개되고 산·학·연 전문가를 비롯해 국민의 다양한 의견이 폭넓게 수렴됐다. 환경부 대기환경정책관은 “대기환경 정책은 기술적인 기반을 바탕으로 대기질 개선과 함께 온실가스 감축으로 연계될 수 있는 종합적 접근이 필요하다”라면서, “공청회를 통해 수렴된 의견을 바탕으로, 대기환경 정책 목표를 달성할 수 있는 기술개발 사업을 기획하겠다”라고 밝혔다.

* 2022년에 환경부가 발표한 대기환경 분야 전국 단위 최상위 행정계획으로, 2027년까지 초미세먼지 30% 감축 등 2023년부터 10년간의 중점 추진과제를 담음

출처 – 대한민국 정책브리핑, 2024.9.11.

"서울불꽃축제 직후 초미세먼지 수치 평균보다 '10배' 폭증"

서울시의회가 지난 13일 서울시 보건환경연구원으로부터 제출받은 자료를 분석한 결과, 지난해 10월 여의도 한강공원에서 개최된 서울불꽃축제 행사 직후 측정된 미세먼지 수치가 서울시 평균보다 10배 이상 높아져 '매우 나쁨' 수준에 도달한 것으로 나타났다. 불꽃축제 행사가 시작되고 나서 초미세먼지 수치가 오르기 시작해 행사가 마무리된 직후인 오후 10시께 서울시 평균 초미세먼지 수치인 31㎍/m³보다 10배 많은 302㎍/m³까지 상승했다. 서울시의회는 "호흡기 질환자나 고령자는 고농도 미세먼지에 1~2시간만 노출돼도 치명적일 수 있다"며 "시민들이 서울시를 믿고 행사에 참여하는 만큼 최소한 마스크 착용 권고나 미세먼지에 직접적으로 영향을 받을 수 있는 인근 주민들에 대한 안내가 필요하다"고 말했다. 또한 "시민건강국과 보건환경연구원은 대기질 검사에만 치중하지 말고 대기질 시민대응과 알림을 총괄하는 기후환경본부와 적극 협력해 불꽃축제 당일 대기질 악화로 인한 피해를 최소화할 방안을 고민해 달라"고 요청했다. 덧붙여 해외에서는 불꽃축제로 인한 대기오염 문제 때문에 이를 대체할 수 있는 레이저쇼로 전환하는 등 친환경 축제 문화로 바뀌는 추세라며 서울 불꽃놀이 축제의 지속 여부와 대체 축제 방안도 검토해 볼 필요가 있음을 강조했다. 서울시의회의 지적에 서울시 시민건강국장은 "불꽃축제가 열리는 영등포구를 비롯해 인근 양천구 주민들에게도 관련 안내를 철저히 하겠다"고 답변했다.

출처 – 뉴시스, 2024.9.13.

지구온난화 주범 이산화탄소, 바다에 녹여 제거한다

국내 연구진이 이산화탄소를 바다에 녹여 친환경적으로 제거할 수 있는 기술을 개발했다. 현재 온실가스 감축 노력과 정책 대다수는 온실가스 주요 배출원을 관리하는 데 집중돼 있어 대기에 축적된 온실가스를 직접 제거하는 기술의 필요성이 커지고 있다. 이산화탄소를 효율적으로 제거하는 수단으로는 기체인 이산화탄소(CO₂)를 물(H₂O)에 녹여 탄산(H₂CO₃)으로 변환시킬 수 있는 탄산무수화효소(CA)가 주목받고 있다. 하지만 온도나 염분 변화에 쉽게 불안정해질 수 있다는 게 단점이다. 포스텍 연구팀은 CA의 이러한 한계를 극복하기 위해 컴퓨터 설계 기술을 기반으로 서로 다른 특성을 가진 효소를 결합해 새로운 효소를 만드는 기술을 개발했다. 연구팀이 개발한 기술을 활용하면 내구성이 좋지만 활성이 상대적으로 낮은 효소와 활성은 매우 높지만 내구성이 낮은 효소를 재조합해 고온이나 알칼리성 환경에서도 활성과 내구성이 모두 뛰어난 하이브리드 효소를 만들 수 있다. 연구팀은 이산화탄소가 바닷물 속 칼슘(Ca²⁺)·마그네슘(Mg²⁺) 이온과 결합해 탄산염을 형성하도록 수소이온농도지수(pH)를 조절하는 기술도 구현했다. 연구팀은 “이번 연구의 핵심은 생체 촉매인 CA를 활용해 축적된 이산화탄소를 친환경적인 방식으로 제거할 수 있다는 것”이라며 연구 결과의 의미를 강조했다.

※ Developing a hybrid carbonic anhydrase with exceptional high temperature and alkaline environments resistance for efficient CO₂ capture from air (Journal of CO₂ Utilization, 2024.8.24.)

출처 – 동아사이언스, 2024.9.19.

Stronger integration measures are needed as solar and wind soar to record levels in electricity sector

국제에너지기구(IEA)의 최신 보고서에 따르면, 2018년부터 2023년 사이 태양광 및 풍력 발전 용량이 전 세계적으로 두 배 이상 증가했으며, 발전 점유율 역시 거의 두 배 증가한 것으로 조사됐다. 또한, 태양광 및 풍력 발전이 빠르게 성장함에 따라 재생에너지의 활용을 극대화하려면 기존 전력 시스템과의 통합이 매우 중요한 요소인 것으로 나타났다. 보고서에 따르면, 각국이 시나리오대로 기후 및 에너지 공약을 달성하는 동안 전력 통합 조치가 이행되지 않을 경우, 가변 재생에너지(VRE)* 발전의 최대 15%가 낭비되는 것으로 예측됐다. 이러한 낭비를 줄이기 위해 화석연료에 대한 의존을 지속할 경우, 반대로 CO₂ 배출량 감축량이 크게 줄어드는 부작용도 있었다. 즉, VRE의 변동성을 보완하기 위해 안정적인 기존 전력원과의 균형 있는 통합이 핵심이라는 것이다. 보고서는 “일반적으로 태양광 및 풍력 발전 보급률이 높을수록 안정적인 전력 공급망을 구축하기가 더 어렵다”며, “VRE 출력 변동 관리에 필요한 기술적 솔루션은 이미 대부분 성숙 단계에 있기 때문에 기술 혁신보다는 적절한 정책 및 규제 조치가 더 중요하다”고 강조했다.

* 태양광 발전은 낮에만 가능하고, 구름이 많거나 해가 짧은 겨울에는 발전량이 줄어드는 등 출력이 자연조건에 따라 변동하는 재생에너지를 의미

※ Integrating Solar and Wind (IEA, 2024.9.)

출처 – IEA, 2024.9.18.

Risky Summer Heat Added by Climate Change

기후 과학을 연구하는 미국 비영리단체 ‘클라이밋 센트럴’(Climate Central)이 최근 발표한 보고서에 따르면, 2024년 여름철(6~8월)은 기록상 지구에서 가장 더운 계절이었으며 전 세계 수십억 명이 극심한 폭염에 노출된 기간이었다. 2024년 여름철에 전 세계 인구의 25%(약 20억 명)가 30일 이상의 위협적인 폭염에 노출됐는데, 기후변화지수(CSI)를 이용해 인간이 초래한 기후변화가 없었다면 발생했을 폭염 일수와 비교한 결과, 최소 3배 더 증가한 수치인 것으로 나타났다. 미국에서는 폭염 발생일이 기후변화로 인해 평균 20일 이상 증가했고, 인구의 약 27%(9,100만 명)가 극심한 폭염에 30일 이상 노출됐다. 미국 내 기후변화 영향을 가장 많이 받은 지역은 주로 남서부 및 남동부 지역으로, 특히 플로리다주는 기후변화로 인해 위협적인 폭염 발생일이 평균 41일 증가해 여름철 기간의 45%를 폭염 속에서 보냈다. 또한, 미국 내 26개 도시에서 최소 한 차례 이상 극한 폭염(지난 30년 내 상위 1% 온도가 5일 이상 유지)이 발생했으며, 여기서 발생한 극한 폭염의 강도와 지속 기간은 기후변화로 인해 14배 더 증가한 것으로 나타났다. 이번 보고서는 기후변화가 여름철 폭염을 더욱 악화시키고 있으며, 인간의 건강에 실질적인 위협이 되고 있다는 점에서 인프라 적응 및 도시 계획과 함께 글로벌 기후 행동 등 전 지구적 대응이 필요하다는 점을 시사한다.

출처 – Climate Central, 2024.9.18.

AI has an environmental problem. Here’s what the world can do about that.

유엔환경계획(UNEP)은 인공지능(AI)의 지속 가능한 AI 사용을 위해 다섯 가지 권고 사항을 도출했다. AI는 기후변화, 생물다양성 감소, 생태계 오염 및 폐기물 등 지구환경 문제의 일부를 해결하는 데 도움이 될 수 있다고 평가받는 도구지만, AI의 기반이 되는 데이터센터는 대규모 전력을 소비하고 수은과 납 등 유해 폐기물을 발생시키며 건설 및 운영 시 대량의 희귀자원(희토류 금속 등)과 물을 사용하게 된다. AI의 폭발적인 성장과 더불어 데이터센터의 개수는 2012년 50만 개에서 800만 개로 급증했으며, 전문가들은 기술 수요에 따라 더욱 증가할 것으로 전망하고 있다. 이에 UNEP는 AI 기술의 환경측면 부작용을 다루기 위한 방법으로 ①국가 차원에서 AI가 환경에 미치는 영향을 측정하기 위한 표준화된 절차 수립, ②각국 정부가 자국 기업들에게 AI 기반 제품 및 서비스가 환경에 미치는 직접적인 영향을 분석·공개하도록 요구, ③효율적인 AI 알고리즘 개발과 물, 폐자원 재활용을 통한 데이터센터의 에너지 소비량 감축, ④국가의 재생에너지 비율 확충, 탄소 배출량 감축 등 친환경 가동시스템 구축, ⑤광범위 환경 규제에 AI 관련 정책 포함 등을 제시했다. 보고서는 “각국 정부가 대부분 환경과 지속 가능성을 고려하지 않고 AI 전략을 개발하기 위해 경쟁하고 있다”며 “윤리적 문제 못지않게 AI의 전주기 환경발자국을 고려해 안전장치를 마련할 필요가 있다”고 강조했다.

※ Artificial Intelligence (AI) end-to-end: The Environmental Impact of the Full AI Lifecycle Needs to be Comprehensively Assessed (UNEP, 2024.9.)

출처 – UNEP, 2024.9.21.

PM_2.5 exposure disparities persist despite strict vehicle emissions controls in California

대기오염 개선을 수십 년간 진행해 온 미국에서는 최근 환경정의 실현을 위해 인종 간 대기오염 노출 차이를 줄이는 데에 집중하고 있다. 본 연구에서는 2000년부터 2019년까지 미국 캘리포니아주에서 차량 배기가스 통제 정책에 따른 PM_2.5 인구 노출농도 변화를 비교 분석했다. 그 결과, 캘리포니아주의 배기가스 규제가 PM_2.5 유발 오염물질의 배출량을 감소시켜 주 전체 차량의 주행 거리가 24% 증가했음에도 불구하고 도로 주행 차량으로 인한 PM_2.5 노출 농도는 주 평균 65% 감소한 것으로 나타났다. 그러나 인종 그룹별 분석에서는 여전히 백인보다 히스패닉, 흑인, 아시안 등 유색인종 그룹의 미세먼지 노출도가 높았다. 수십 년간의 규제도 미세먼지 불평등은 해소하지 못한 것이다. 조사에 따르면 경량 차량의 영향이 전체 PM_2.5의 65~70%를 차지했으며, 특히 유색 인종에게 큰 영향을 미쳤다. 취약 계층은 차량 가격이나 유지비가 저렴한 경량 차량을 주로 이용하기 때문이다. 연구진은 “경량 차량에서 나오는 배출가스가 불평등의 주요 원인”이라며 특정 지역의 인프라와 도시 설계가 불평등의 근본적인 원인일 수 있음을 강조했다. 본 연구 결과는 절대적인 대기오염 수준을 낮추는 것도 중요하지만, 환경정의 실현을 위해서는 노출량이 집중된 지역을 대상으로 하는 배출 감소정책의 필요성을 제시한다.

출처 – Science Advances, 2024.9.11.

Reduced productivity and carbon drawdown of tropical forests from ground-level ozone exposure

인위적으로 생성된 지표 오존(O₃)은 식생에 악영향을 주는 것으로 잘 알려져 있지만, 열대우림에 미치는 영향은 불분명하다. 최근 증가하고 있는 오존에 따른 열대우림의 민감도를 평가하기 위해 본 연구에서는 다양한 열대 수종을 대상으로 오존에 대한 상대적 민감성을 실험하고, 식생 모델을 바탕으로 전 지구적 규모에서 대기 중 오존 변화가 탄소 순환에 미치는 영향을 분석했다. 연구 결과, 지표 오존으로 인해 식물 생장 과정에서 격리된 탄소의 양을 뜻하는 산림의 생산성(NPP)이 평균 5.1% 감소한 것으로 나타났다. 산림 복원 지역 및 미래의 산림 복원 예정 지역에서는 평균 6.6%까지 NPP가 감소했다. 이는 산림 복원 지역이 주로 오존 전구체 배출량이 높은 도시와 인접한 경우가 많기 때문이었다. 특히 급격한 산업화 및 도시화를 겪은 아시아 열대우림 지역에서 최대 10.9%에 달하는 NPP 손실이 나타났다. 분석에 따르면 이러한 NPP 감소는 2000년 이후 매년 0.29Pg(페타그램, 10¹⁵g)의 탄소감소량 손실로 이어졌으며, 이는 현재 연간 육지 탄소흡수원의 17%에 해당한다. 연구진은 “지표 오존은 안전한 대기질뿐만 아니라 기후변화 완화 측면에서도 관리될 필요성이 있다”며 “특히 산림 복원 지역의 지표 오존 관리는 식생의 탄소격리 잠재력을 극대화할 수 있을 것”이라고 말했다.

출처 – Nature Geoscience, 2024.9.12.

Observation-constrained projections reveal longer-than-expected dry spells

기후변화에 따라 전 세계 많은 지역에서 극심한 가뭄 현상이 악화될 것으로 예상되지만, 그 규모나 시기에 대한 모델의 신뢰도는 개선의 여지가 크다. 본 연구에서는 1998년부터 2018년까지 관측된 연간 건기 최장기간(LAD) 자료를 이용해 가뭄 예측 모델의 불확실성을 줄였다. 연구 결과에 따르면 개선한 모델로 가뭄 기간을 예측한 결과, 2100년(세기말)까지 LAD가 기존 예측보다 최대 44%(약 10일) 증가하는 것으로 나타났다. 모델의 예측 불확실성은 전 세계적으로 10~26% 감소했다. 물리적 메커니즘을 분석한 결과, 최신 기후 모델(CMIP6)에서도 습윤 대류 과정 모사에 들어가는 매개변수화에 오류가 있는 것으로 나타났다. 보정된 모델링 결과에서 가뭄의 영향은 지역마다 차이가 있었는데, 특히 북아메리카와 남아프리카, 마다가스카르 지역 등에서는 가뭄 기간의 증가 폭이 기존 예측보다 거의 2배 더 큰 것으로 예측됐다. 반대로 중앙아시아 및 동아시아에서는 기존 예측보다 높은 강수량이 전망돼 홍수 위험이 커지고, LAD가 약 3분의 1 감소했다. 연구진은 “기후변화에 대응하기 위해서는 모델의 신뢰성이 매우 중요한 요소이며, 이처럼 기후모델의 편향을 수정하고 신뢰성을 높이는 연구가 최우선 과제가 되어야 할 것”이라고 강조했다.

출처 – Nature, 2024.9.18.