얼마 전 TV를 통해 북극에서 원유탐사가 활발히 전개되고 있다는 뉴스를 본 적이 있다. 물론 지구 온난화로 북극의 빙하가 급격히 줄어들어서 가능해진 일이다. 이 뉴스가 빙하의 해빙을 우려하는 것이 주 내용인지, 새로운 원전 발견이 기대된다는 것이 초점인지는 잘 모르겠지만 지구의 기후변화는 다양한 형태로 인간들의 삶에 영향을 미치고 있고 또 미치게 될 것이라는 생각을 들게 했다. 우리나라도 예외는 아니다. 얼마 전 기록적인 강수량을 보인 국지성 집중호우를 직접 경험하면서 지구 온난화로 인한 한반도를 포함한 지구 기후변화에 대한 관심이 높아지고 있다.

지구환경에 영향을 미치는 요인은 매우 많다. 그 중 가장 많고 큰 영향을 미치는 것은 화석연료 사용으로 인한 이산화탄소 배출이다. 화석에너지 중 가장 많이 사용하고 있는 에너지원인 원유는 그 매장량이 한정되어 있다. 이에 따라 줄어드는 원유의 채굴, 처리, 소비와 관련된 비용은 점점 올라가고 있는 실정이다. 지난 100여 년 동안 사용한 광물자원을 포함한 화석에너지의 총량은 과거 수백만 년 동안 사용한 것보다 더 많다. 더 큰 문제는 앞으로의 화석에너지 사용 증가량도 기하급수적으로 늘 것이라는 점이다. 이런 상황에서 선진국을 중심으로 한 세계 각국은 화석연료를 대신할 수 있는 대체에너지원을 찾는 연구를 적극적으로 진행하고 있다. 핵분열이나 핵융합을 이용한 원자력에너지를 포함해 콩, 옥수수, 자트로파(Jatropha) 등 식물로부터 추출한 바이오연료 등이 개발되고 있고, 일부는 사용되고 있다. 하지만 환경적인 면과 경제성에서 많은 문제를 안고 있는 것이 사실이다.

최근 지구 온난화에 대응하는 탄소배출권, 유가의 불안정, 기후변화협약의 규제 대응 등으로 신·재생에너지의 중요성이 재인식되고 있다. 많은 초기투자에도 불구하고 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심 해결방안이라는 점에서 선진 각국에서는 신·재생에너지에 대한 과감한 연구개발과 보급정책 등을 추진해오고 있다. 우리나라도 2011년까지 신재생에너지분야에 약 3조 원의 투자계획을 발표하는 등 화석연료를 대신할 에너지원 개발에 박차를 가하고 있다. 신·재생에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 방법으로 재생에너지(태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 지열, 해양에너지)와 신에너지(연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지)로 나눌 수 있다. 이들 중 태양에너지가 다른 어떤 형태의 에너지원보다도 탁월하다는 것은 의심의 여지가 없으며, 결국 친환경적이라는 점과 경제적 효용성을 극대화할 수 있다는 측면에서 세계는 태양에너지의 시대로 갈 수밖에 없다.

하지만 태양에너지를 얻기 위한 비용도 무시하지 못한다. 또 그 수집과정에서도 엄청난 양의 에너지와 자원이 투입되어야 하기 때문에 현재의 산업구조에서 에너지원으로 대체될 경우 해결되어야 할 문제들을 완전히 해소할 수는 없을 것이다. 지구 상에는 두 가지의 유용한 에너지원이 있다. 하나는 지구 자체에 있는 에너지원이고 또 하나는 태양에서 흘러 들어오는 에너지원이다. 지구로 유입되는 태양에너지만 가지고는 충분한 물질을 생산할 수 없기 때문에 지구의 껍질을 구성하는 한정된 양의 물질도 끊임없이 함께 소진되고 있다. 지구상의 재생 불가능한 에너지와 재생 가능한 에너지의 총량은 한정되어 있다. 재생 가능한 에너지의 재생효율을 높이는 것도 중요하지만 재생과정에서도 많은 유용한 에너지원을 소비해야 하고 또한 전체 환경의 엔트로피 총량(무용한 에너지의 총량)을 증대시키는 대가를 치러야 한다. 이런 이유 때문에 궁극적으로 재생가능한 자원도 현실적으로 재생 불가능한 것이 되어 버릴 수도 있다.

지금까지의 에너지 소비 형태를 보면 인류가 기술발전을 이룩할 때마다 에너지를 추출하고 소비하는 과정이 더 빨라져 왔으며, 엔트로피의 총량은 계속적으로 증가하고 있다. 우리는 후세에 깨끗한 환경과 에너지 자원을 물려주어야 하는 책임이 있다. 현대사회를 풍요로운 물질의 시대로 일컫고 있지만 지금 우리가 쓰고 버린 물질이 머지않은 미래에 그만큼의 고통으로 되돌아 올 수 있음을 기억해야 한다.

동의과학대 부총장