2050년, 탄소중립에 근접한 나라가 세계를 리드한다!
거부할 수 없는 미래,
저탄소 사회로의 전환을 위한 한국 사회의 솔루션

탄소중립은 기후 위기를 맞아 새롭게 떠오른 화두다. 탄소 배출을 무작정 막을 수 없다면, 배출한 만큼 흡수하는 대책을 세워 실질 배출량을 0으로 만들자는 것이다. 탄소중립은 경제적 차원에서도 거스를 수 없는 흐름이 되었다. 이미 구글, 애플 같은 글로벌 기업들은 ‘RE100’(기업 활동에 필요한 전력을 100퍼센트 재생에너지에서 얻는 캠페인)에 참여하면서 협력 업체들에도 이 캠페인에 따를 것을 요구하고 있다. 반면 RE100 동참을 선언한 한국 기업 70여 곳의 사용 전력에서 재생에너지의 비중은 2퍼센트에 불과하다. 지난해에는 한국 정부가 2030년 재생에너지 발전 비중 목표치를 30.2퍼센트에서 21.6퍼센트로 낮추겠다고 밝히면서, 세계적 흐름에 역행한다는 비판이 안팎으로 제기된 바 있다.

『탄소중립』은 이처럼 국가와 기업의 생존 문제로 떠오른 탄소중립의 기본 개념을 과학기술 연구자들은 어떻게 이해하고 있으며, 또 이를 실현시키기 위해 현재 어떤 연구를 수행 중인지 살펴보는 책이다. 특히 탄소중립의 핵심을 ‘에너지 기술’로 파악해 에너지의 생산과 유통, 소비에 이르는 전 과정을 검토하고, 탄소 배출량을 줄일 과학기술을 구체적으로 제시한다. 여기에는 태양광발전이나 풍력발전 등 신재생에너지 생산방식의 효율을 높이는 것은 물론, 에너지의 저장·전달 방식을 최적화하는 것이나 건물, 교통·운송 수단의 에너지 소비 효율을 높이는 것, 산업 전체 탄소 배출량의 70퍼센트를 차지하는 석유화학, 철강, 시멘트 산업을 저탄소 구조로 바꾸는 것까지 아우른다. 한발 더 나아가 대기 중 탄소를 포집·저장하는 방법까지, 어느 것이 되었든 과학기술을 통한 혁신적 연구 개발은 공통적으로 필요하다.

탄소중립을 위해서는 시민 개개인이 할 수 있는 일, 기업과 국가가 할 수 있는 일이 있다. 이 책 『탄소중립』은 과학기술이 할 수 있는 일에 주목한다. 수소에너지와 바이오매스, 스마트그리드 등 다방면에서 활약 중인 전문가 27인의 글을 한데 모아, 탄소중립을 목표로 각각의 연구 결과에 적용된 과학적 원리를 소개하고 기술적 난점과 가능성을 아울러 짚어본다. 무엇보다 실생활과 산업 현장에서의 도입 현황을 국내외 데이터로 풍부하게 제공함으로써, 탄소중립을 향한 기업과 국가 들의 움직임을 한눈에 알아보기 쉽게 했다. 아직 재생에너지 공급량이 턱없이 부족한 우리나라로서는 탄소중립을 강조하는 세계적 추세가 위기처럼 보이지만, 다른 한편으로 “기회도 될 수 있는 중대한 변화”라고 이 책은 말한다. 미래 주도권을 얻기 위한 치열한 경쟁 속에서 이 책은 한국 사회의 청사진을 그릴 기회가 되어줄 것이다.

들어가며 인류의 미래는 과학기술이 만든다

1부 왜 탄소중립일까

1 석유의 시대는 끝났다
2 국제사회, 행동해야 할 시간
3 탄소중립의 진짜 의미
우리가 할 일 1

2부 새로운 에너지원을 찾아서

1 태양광발전
2 풍력발전
3 수소에너지
4 바이오매스 발전
우리가 할 일 2

3부 에너지 관리의 최적화

1 재생에너지 저장
2 스마트그리드
우리가 할 일 3

4부 더 적게, 더 효율적으로

1 제로 에너지 건물
2 친환경 교통·운송 수단
3 고탄소 산업의 저탄소화
우리가 할 일 4

5부 탄소 술래잡기

1 이산화탄소 포집·활용·저장
우리가 할 일 5

미주
지은이 소개

한국과학기술연구원 (엮은이)

신재생에너지에서 스마트그리드를 거쳐
전기 차와 제로 에너지 빌딩에 이르기까지
미래 산업 주도권의 열쇠가 되어줄 과학기술의 개념과 원리

이 책은 크게 5부로 나뉜다. 먼저 1부 「왜 탄소중립일까」에서는 기후 위기의 현실과 이를 둘러싼 국제사회의 움직임을 살펴본다. 지구가 정말 뜨거워지고 있는지, 우리나라를 비롯한 세계 각국은 어떤 노력을 기울이고 있는지를 보여주는 한편, 이 노력의 일환으로서 탄소중립이 의미하는 바는 무엇인지를 들려준다. 2부 「새로운 에너지원을 찾아서」는 화석연료를 대체할 신재생에너지원을 다룬다. 현재 전력 생산의 상당 부분을 차지하는 화력발전은 에너지 생산과정에서 어마어마한 양의 탄소를 대기 중으로 내뿜는다. 따라서 화력발전을 대체하는 것은 탄소중립의 중요한 방안이 된다. 이 책은 대표적 신재생에너지원으로 태양광발전, 풍력발전, 수소에너지, 그리고 바이오매스 에너지를 소개한다.

그런데 이 중에서 태양광발전과 풍력발전은 기상 조건에 따라 효율이 크게 달라지는 만큼 전력 저장의 문제가 뒤따른다. 이것이 3부 「에너지 관리의 최적화」의 주제다. 에너지는 저장하고 전달하는 과정에서 손실이 일어난다. 특히나 재생에너지의 경우에는 발전 기술 자체도 중요하지만, 잉여 전력을 저장해두었다가 나중에 사용할 수 있게 하는 기술 또한 중요한 것이다. 어떻게 하면 손실을 최소화하면서, 효율적으로 에너지를 옮기고, 오랫동안 저장할 수 있을까?

4부 「더 적게, 더 효율적으로」에서는 건물과 교통·운송 수단, 고탄소 산업의 에너지 소비 효율을 높이는 방안을 살펴본다. 건물과 교통·운송 수단은 우리 문명의 거대 인프라를 이룬다. 이 부문에서 탄소중립을 추구하지 않는다면, 다른 부문에서의 노력도 빛이 바랠 것이다. 이곳에서는 탄소를 적게 배출하면서도 실내 온도를 관리하고 사람과 사물을 운반하며, 생활 곳곳에 쓰이는 물건들을 만드는 새로운 기술을 들여다본다. 마지막으로 5부 「탄소 술래잡기」에서는 탄소를 어떻게 ‘제거’할 수 있을지 살펴본다.

이미 배출된 탄소를 포집하고, 저장하며, 더 나아가 재활용하는 것 역시 대기 중 탄소 농도를 줄이는 데 기여할 수 있는 중요하고 실효성 있는 방안이다. 이 기술들이 어디까지 발전해 있으며, 어떤 분야에서 유용하게 사용될 수 있을지 확인한다. 마지막으로 각 부의 끝마다 ‘우리가 할 일’을 덧붙였다. 기후 위기에 대처하자는 시민들의 공감대는 점차 넓어지고 있다. 하지만 탄소중립은 시민의 자발적인 사회운동만으로 실현되지 않는다. 시민과 기업, 국가 차원에서 무엇을 할 수 있는지, 또 실제로 무엇을 하고 있는지를 함께 이야기한다.