6가지의 온실가스의 정체는?


 지구온난화의 주범이 온실가스라는 사실은 잘 알지만, 사실 우리는 온실가스에 대해 잘 알지 못 합니다. 온실가스에서도 교토 의정서에서 정한 6가지의 온실가스가 있다는 사실, 혹시 여러분들은 알고 계셨나요? 온실가스는 주로 어디에서 많이 나올까요? 온실가스에 대해 파헤쳐보겠습니다.

 함께 읽어보기 : 봄철 이상기후의 원인은?(http://nstckorea.tistory.com/377)

교토의정서에서 정한 6가지의 온실가스

1997년 일본 교토에서 열린 교토의정서에서 온실효과를 보이는 6가지의 온실가스를 정했습니다. 온실가스란 지구의 복사열인 적외선을 흡수하고 지구로 다시 방출하는 기체를 말합니다. 사실 온실가스 없다면 밤과 낮의 온도 차이가 커져 지구상의 생물들이 살기 힘들어질 수 있습니다. 그러나 너무 많이 배출이 되어 여러 피해가 속출하자 이를 줄이기 위한 노력을 국가적 차원으로 하고 있습니다.
자, 그럼 지금부터 온실가스의 종류에 대해 알아보고 어디에서 발생되고, 쓰이는지 알아볼까요?


1. 우리가 현재 내쉬고 있는 이산화탄소 
 이산화탄소는 탄소나 그 화합물이 완전 연소할 때, 혹은 생물이 호흡할 때 생기는 기체입니다. 우리가 가장 많이 듣던 기체입니다. 공업에서는 석회석과 같은 화석연료를 가열하거나, 탄소화합물을 연소할 때, 생물체가 유기물로 분해될 때도 생깁니다. 우리와 같은 생명체도 호흡을 통해 이산화탄소가 배출됩니다. 전체 온실가스 배출량 중 약 80% 이상을 차지하고 있습니다.

@Alex Barth / http://www.flickr.com/photos/a-barth/3131433031/


2. 소, 닭이 만드는 메탄?

 메탄은 천연가스의 주성분이며 무색, 무취인 가연성 기체가 특징입니다. 이산화탄소보다 분자당 10~20배 이상의 온실 효과를 냅니다. 주로 가축의 배설물의 분해과정에서 발생하고 쓰레기 매립장이나 도시 가스의 누출로도 인해 많이 발생합니다. 메탄은 산업혁명 이전에 비해 대기 중 메탄 농도가 150% 이상 증가하여 발전을 할수록 많이 생기는 기체입니다.

3. 마취제로 사용되는 아산화질소가 온실가스였다고?
 아산화질소는 질산암모늄을 열분해할 때 생기며 투명한 기체입니다. 석탄을 캐거나 연료가 고온연소할 때, 질소비료를 통해 발생됩니다. 아산화질소는 흔히 웃음가스라고도 불리는 데, 소량으로 사용하면 진정 효과가 있어 병원에서 사용되기도 하였으며 흡입하면 얼굴에 경련이 일어나기 때문에 생긴 별명입니다.

@tychay / http://www.flickr.com/photos/tychay/6873915545


4. 온실가스의 주범! 수소불화탄소
 수소불화탄소는 오존층을 파괴하는 물질인 프레온가스로, CFC(염화불화탄소)의 대체물질로 개발되었습니다. 불연성, 무독성이 특징입니다. 냉장고나 에어컨 등 냉매로 사용되고, 발포, 세정, 반도체 에칭가스 등 다양하게 사용됩니다. 주로 인공적으로 만들어 산업공정의 부산물로 많이 쓰입니다.

@Marcel Oosterwijk / http://www.flickr.com/photos/wackelijmrooster/3488106653/

5. 최대 온난화지수 92,000! 과불화탄소
 과불화탄소는 탄소(C)와 불소(F)의 화합물로 전자제품, 도금산업, 반도체의 세척용, 냉매, 소화기, 폭발방지물, 분무액, 발포제 등으로 사용되는 가스입니다. 과불화탄소 또한 CFC(염화불화탄소)의 대체하여 쓰고 있으나 온실가스 중 차지하는 비중이 해마다 늘고 있습니다.

6. 양은 적지만 지구온난화에 치명적인 육불화황
 육불화항은 대기 중 양이 이산화탄소의 1% 미만이지만 지구온난화 지수는 매우 높은 기체입니다. 전기를 통과시키지 않는 특성 때문에 반도체 생산 공정에서 많이 사용됩니다. 또 전기제품, 변압기 등 절연가스로도 사용됩니다.

출처 : http://www.gir.go.kr/og/hm/gs/a/OGHMGSA010.do


 교토의정서에 의해 선진국들은 온실가스 배출량을 2008년~2012년까지 90년 수준의 평균 5.2%를 줄여야 합니다. 우리나라는 감축의무가 면제되었지만 앞으로 온실가스를 줄이기 위해 다양한 방안을 내놓고 있습니다. 그 중에서 2015년 시행되는 배출권거래제도 등이 있습니다. 우리나라도 온실가스 배출량을 줄인 녹색 선진국이 되었으면 합니다. 


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굿가이(Goodguy)

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차세대 자원 가스 하이드레이트! 왜 주목받는가?
청정에너지, 풍부한 자원. 미래를 책임져줄 수 있을까?

‘세계는 에너지 전쟁 중’ 이라고 해도 과언이 아닐 정도로 많은 국가들이 에너지산업에 많은 힘을 쏟고 있습니다. 특히 현재 쓰고 있는 자원의 고갈문제나 환경문제 때문에 한계에 부딪히는데 이를 해결해줄 자원으로 가스 하이드레이트가 주목받고 있습니다. 우리나라는 자원이 부족해 거의 모든 자원을 수입하여 사용하는데 가스 하이드레이트는 동해의 독도 주변에 엄청난 양이 잠들어 있다는 것! 가스 하이드레이트에 대해 알아봅시다!


그전에 앞서! 이전에 제가 소개해드렸던 신재생에너지 분야의 기사도 함께 읽어보세요~

신재생에너지

조력발전 : 세계 최대규모의 신재생에너지 발전소가 한국에? (http://nstckorea.tistory.com/512)
풍력발전 : 풍력발전, 바람이 전기를 만든다! (http://nstckorea.tistory.com/545)

가스 하이드레이트(Gas Hydrate)란?
깊은 바다에서 저온과 고압상태에서 천연가스가 물과 결합해 생긴 고체 에너지원입니다. 물분자간 수소 결합으로 형성되며 메탄, 에탄, 프로판, 이산화탄소 등 가스 분자가 물리적으로 결합된 상태입니다. 메탄이 90%이상 인 것이 특징입니다. 깊은 바다에서는 얼음으로 존재하지만 높은 온도나 높은 압력 상태에서는 물과 가스가 분리되어 불을 붙이면 타오르는 얼음입니다. 이처럼 불에 타는 성질이 있어 ‘불타는 얼음’이라고도 불립니다.

함께 읽어보기 : 우리땅 독도, 왜그리 탐내는거야? (http://nstckorea.tistory.com/204)


가스 하이드레이트 어디에 있나?
지구에는 총 250조이라는 어마어마한 양이 매장되어 있는 것으로 추정됩니다. 이 양은 인류가 5천년동안 쓸 수 있습니다. 우리나라에는 동해 주위에 6조에 달하는 양이 매장되어 있는 것으로 추정됩니다. 이 양은 연간 천연가스 소비량의 100배에 달하며 국내 가스 소비량의 30년분의 양이며 150조원이 넘는 자원입니다. 주로 저온 고압의 퇴적층에서 생성되며 알래스카나 시베리아와 같은 석유, 천연가스 저류층이나 석탄층과 같은 인접된 지역에 많이 발견됩니다. 러시아, 캐나다 등 영구동토나 심해저에 많이 분포해 있습니다.

독도 주변에 많은 매장량이 있다고 한다. @Army Vet / http://www.flickr.com/photos/bryan_retreat/5604121739

어떻게 찾아냈을까?
가스 하이드레이트 탐사방법은 지질·지화학적 탐사, 지구물리 탐사, 지구물리검층 등의 방법이 있습니다. 지질·지화학적 탐사는 퇴적물과 해수를 채취해 분석하거나 잠수정에 카메라를 이용해 해저지형을 확인하는 간접적인 방법입니다. 이 분석을 통해 형성이나 가스의 기원을 파악할 수 있습니다.

지구물리 탐사는 하이드레이트의 물리적, 음향학적 특성을 이용한 방법입니다. 지구물리검층은 시추할 때나 시추 후에 지층에 대한 여러 물성 등을 연속적으로 측정하는 방법입니다. 검층장비를 시추공에 투입하여 전기적, 음향학적, 방사성, 전자기 등의 발생원을 통해 수신된 정보를 해석합니다.

왜 이렇게 열광하는가?
가스 하이드레이트가 가장 각광받는 이유는 청정에너지라는 것입니다. 현재 쓰고 있는 화력(석유나 석탄)에너지는 공해를 배출하고 원자력 에너지는 발전소 주변 해수의 온도를 높인다거나 발전소에 문제가 생기면 위험성이 큽니다. 반면 가스 하이드레이트는 연소시킬 때 이산화탄소 발생량이 미미하다고 합니다. 또 기존 석유이용시설을 이용해 에너지원으로 사용할 수 있습니다. 부존량 또한 풍부하여 미래의 에너지원으로 탁월하다는 평가를 받고 있습니다.

메탄의 주범인 가축 @Mike Licht, NotionsCapital.com / http://www.flickr.com/photos/notionscapital/4508058635


온실가스의 주범, 메탄이 많아 우려의 목소리도...
반면 우려의 목소리도 많습니다. 가스 하이드레이트에는 메탄이 90%이상 차지하고 있습니다. 메탄은 이산화탄소보다 20배 이상의 온실효과를 내는 기체입니다. 메탄이 방출되면 앞으로 지구 온난화를 더 가속화할 것이라는 전문가 의견도 있습니다. 또한 바다 밑에 있어 실제 상용화까지 걸리는 시간과 경제성에 대한 문제도 있습니다.

이미 세계는 상용화 전쟁
하지만 각 국은 상용화를 하기 위한 노력을 많이 하고 있습니다. 특히 일본의 기술력은 타국보다 앞서있다는 평가를 받고 있습니다. 가스 하이드레이트 생산 공정 개발을 2002년부터 시작하여 생산 기지와 수송선을 연결해 선적할 수 있는 시스템을 개발 중입니다. 수송차량도 개발한 것으로 알려져 있습니다.
우리나라는 2007년부터 사업에 뛰어들었으며 2014년 기술 상용화를 목표로 하고 있습니다.

@EscoPhotog / http://www.flickr.com/photos/87250300@N08/8025104769

우리나라는 2015년부터 탄소배출권 거래 제도를 시행하는가 하면 온실가스 감축의무국으로 또한 지정될 가능성이 높습니다. 이런 시기인 만큼 청정에너지자원인 가스 하이드레이트의 관심이 필요한 때입니다. 에너지수입국에서 에너지생산국의 변모도 기대해봅니다.


참고 :
 http://www.gashydrate.or.kr/ (가스하이드레이트 개발사업단)

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굿가이(Goodguy)

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봄철 이상기후의 원인은?

지난 4월의 날씨는 유독 이상했다. 4월 초에는 봄을 느낄 수 없는 꽃샘추위가 이어지며 마치 1~2월의 날씨와 같이 낮은 기온을 보였고, 4월 3일에는 19년만에 4월에 많은 눈이 내리기도 했다. 이러한 낮은 기온은 4월 중순에까지 이어졌다. 기상청의 예보와 달리 봄꽃의 개화시기가 늦어지면서 봄꽃 축제를 걱정하는 이들도 있었지만 4월 말이 되자 갑작스럽게 기온이 큰 폭으로 오르기도 했다.

출처:플리커(@whologwhy / http://www.flickr.com/photos/hulagway/5230409540)


4월의 이상저온 현상과 4월 말부터 시작되어 5월초까지 이어진 이상고온 현상. 늦게 오는 봄과 빨리 오는 여름의 이 같은 이상기후는 분명 우리에게 좋지 않은 신호다. "요즘 날씨가 왜이러지?" 라는 사람들의 걱정 어린 대화가 낯설지 않다. 기상청에 따르면 올해 서울에서 개나리는 4월 4일, 진달래는 4월 8일, 벚꽃은 4월 15일에 개화한 것으로 공식 집계됐다. 이러한 시기는 예년에 비해 2∼5일 늦은 때다.

4월의 기온(출처:기상청).


그렇다면 지구가 우리에게 이상기온을 통해 경고하고 있는 것은 무엇일까? 바로 지구온난화다.
지구온난화란 지구 표면온도가 상승하는 현상으로, 지구 밖으로 나가는 복사열이 감소하여 나타난다. 이로 인해 빙하가 녹으면서 해수면의 높이가 상승하고, 홍수, 태풍, 사막화 등 여러 가지 이상 기후가 나타난다. 기상청에 따르면 지구 표면의 평균온도가 올라가면 기상현상과 대기 이동의 근본 원인이 되는 열에너지의 총량이 늘어나고 기류의 흐름도 빨라진다. 기상현상은 기단의 이동, 충돌에 따라 일어나는데 공기의 흐름이 빨라지면 기상현상의 변화도 커지고 '극한기상' 현상이 나타나기 쉽다는 것이다.

출처:플리커(Global Warming. The Earth became the newest Waterworld.(Cherrylynx / http://www.flickr.com/photos/softpixtechie/1838541043))

그렇다면 지구 온난화인데 어째서 봄철 이상저온 현상이 발생한 것일까? 지구온난화가 줄어들었다는 의미일까? 결론부터 말하자면, 기상청에서는 지구온난화가 지구 표면의 온도가 상승하는 현상임에는 맞지만 이것이 언제나, 모든 지역의 기온이 높다는 것을 의미하는 것은 아니라고 말한다. 즉, 일정 기간, 일정 장소에서 온도가 낮게 나타났다고 해서 온난화가 줄어들고 있다는 의미는 아니라는 것이다.

2010년 평균기온의 분포를 보면, 다른 지역과 달리 시베리아에서 동아시아에 이르는 지역과 북유럽만 기온이 낮은 것으로 나타났다. 서아시아나 아프리카 등 다른 지역에서는 기온이 높았으며, 특히 캐나다에서는 기온이 평균보다 5도 이상 높은 지역도 나타났다. 하지만 분명 지구온난화로 인한 지구평균기온은 상승하고 있다. 미국 국가기후자료센터의 보고서에 의하면 지난해 지구평균기온은 관측사상 가장 높은 값을 기록하였고, 10년 평균 또한 가장 높은 값을 기록하였다고 한다. (출처: 한국극지연구진흥회 블로그 http://kosap.tistory.com/362

지구평균기온의 시계열(출처:미국 국가기후자료센터(NCDC)http://www.ncdc.noaa.gov/oa/ncdc.html)

우리나라의 봄철 이상저온 현상 역시 전문가들은 그 원인으로 북극의 온난화 현상을 들고 있다. 중위도 상공에는 제트기류라는 것이 존재하는데, 이 제트기류는 북극이 차게 냉각될수록 더 강해져 찬 공기를 강하게 북극에 가두게 된다. 헌데 북극의 기온이 올라가면서 제트기류가 약해지자, 북극의 찬공기가 기압골을 따라 중위도 지역으로 내려오게 되고 이상저온 현상을 발생시키는 것이다.

지난 4월 mbc뉴스데스크에서 보도된 실제 미국 해양대기청이 분석한 한 달 간의 북반구 온도 편차 분석 자료를 보면 북극해 지역은 전체가 붉게 나타나며 평년보다 높은 기온을 보이는 반면에, 한반도가 포함된 중위도 지역은 이상 저온 현상을 보이고 있는 것을 볼 수 있다.

NOAA 위성자료 분석에 의한 한반도 인근해 표면수온분포도(a-1993,b-2002) 출처: 기상청

이 외에도 지구온난화가 우리의 실생활에 끼치는 영향에는 어떠한 것들이 있을까?
앞에서 예를 든 것과 같이 기상에 있어서 꽃의 개화 시기가 빨라지거나 늦춰지는 현상, 장마철에 스콜성 강수(집중 호우)의 빈도가 잦아지거나, 유례없는 폭염이 발생하는 등 우리의 생활에 밀접한 영향을 주는 부분에서 변화가 일어나고 있다. 또 동해에서 난류성 어종(따뜻한 물에서 자라는 어종)인 오징어나 멸치가 많이 잡히거나, 남쪽 지방에서만 자라던 식물 등이 점차 중부 지방에서도 자라는 것을 확인할 수 있는 것도 모두 같은 이유다.

그렇다면 이러한 지구온난화의 원인은 무엇일까? 여러 가지 원인을 들 수 있지만 가장 큰 요인은 산업의 발달로 화석연료의 사용이 증가하면서 배출되는 이산화탄소다. 태양에서 지구로 오는 태양에너지 중 약 44%는 지표면에 도달하는데, 지구는 이 태양에너지를 사용하고 남은 에너지를 적외선 형태로 다시 방출하게 된다. 하지만 지구를 감싸고 있는 온실가스가 이 적외선을 흡수하여 지구 밖으로 나가는 것을 막고 흡수된 에너지 일부를 다시 방출하면서 지구의 온도가 상승하게 되는 것이다.

온실효과(출처:기상청)

A: 반사되는 태양 단파에너지 (26% - 대기반사, 4 % - 지표 반사)
B: 대기에 흡수되는 에너지(32% - 대기 전도 에너지, 101 % - 지구 장파 복사에너지, 19% - 태양 단파에너지)
C: 지표면에 흡수되는 태양 단파에너지( 51% )
D: 지표면에 도달하는 에너지의 일부는 열전도에 의해 다시 대기로 전도
E: 지구온도 15℃에 해당하는 에너지(390W/㎡)
F: 대기를 빠져나가는 지구 장파 복사에너지
G: 대기에서 지표면으로 되돌아오는 지구 장파 복사에너지
H: 대기에서 발출되는 장파 복사에너지 
 

지구온난화를 막기 위한 노력
우리나라뿐만이 아니라 세계 각국에선 지구온난화를 막기 위해 여러 노력을 하고 있다. 대표적인 것이 기후변화협약에 따른 온실가스 감축목표를 정하여 실천하기로 한 교토의정서다. 또, 지난 2009년에는 지구온난화 해결 방안을 모색하고 교토의정서를 대체할 새로운 구속력 있는 협약을 도출하기 위해 코펜하겐기후변화회의가 2009년 덴마크 코펜하겐에서 열리기도 했다. 하지만 안타깝게도 ‘지구 기온상승을 2도 이내로 제한하고 선진국은 2010년 1월 말까지, 오는 2020년 온실가스 감축 목표를 제시한다’는 내용의 코펜하겐 협정’이 ‘승인’ 대신 ‘유의’ 형식으로 인정되며 온전한 교토의정서 대체안은 무산되었다.

우리나라는 2013년부터 교토의정서에 따라 온실감스 감축 의무국으로 지정된다. 이에 따라 우리나라는 산림녹화사업 등과 청정개발체제(CDM, Clean Development Mechanism : 선진국 기업이 개발도상국에 투자해 얻은 온실가스 감축 분을 자국의 온실가스 감축실적에 반영하는 제도)과 탄소배출권거래제(ET, Emission Trading : 온실가스 감축의무가 있는 국가가 당초 감축목표를 초과 달성했을 경우 여유 감축쿼터를 다른 나라에 팔 수 있도록 하는 제도) 등으로 대비를 하고 있다.

우리가 사소하다고 지나쳐버릴 수 있는 기후변화는 지구가 계속해서 보내는 경고, 혹은 SOS인지도 모른다. 이젠 지구가 우리에게 던져주는 메시지를 잘 이해하고 세계 각국과 함께 지구 온난화를 막기 위한 부단한 노력이 절실한 때이다.

 

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