재화의 가치는 '희소성'에 달려있다. 길가에 돌맹이와 다이아몬드의 차이만 봐도 이를 알 수 있다. 다이아몬드도 길거리에 돌처럼 많았다면 절대 그 가치를 가지지 못했을 것이다.
석유 역시 마찬가지이다. 일상 생활에 꼭 필요한 석유가 삶에 있어서 꼭 필요한 공기처럼 무한했다면 지금의 가격을 가지지 못했을 것이다. 그렇다. 석유는 '희소성'이 있다. 다른 말로는 우리가 사용할 수 있는 양이 '한정'되어 있다.
오늘은 이러한 한정된 자원 개발과 환경오염에 대해 간단히 알아보려고 한다.
산업화가 시작되면서 대규모 생산이 가능하게 되었고, 그에 따라서 대규모 소비가 가능하게 되었다.
물품을 생산하기 위해서는 공장을 가동해야 하고, 공장을 가동하기 위해서는 석유 가스와 같은 연료가 필요하다.
이런 현상이 반복되면서 지구에 유한하게 남아 있는 석유 가스는 고갈이 되어가고있다.
(이미지출처:GS칼텍스)
1956년 미국의 지질학자 킹 허버트는 1965년과 1970년 사이의 미국 석유 생산량을 추정하기 위하여 연구하던 도중 시간과 석유생산량 사이의 관계를 그래프로 나타내본 결과 석유의 생산 속도는 시장의 압력과 생산 효율성에 따라 로지스틱 분포 모양의 곡선을 나타낸다는 것을 알게 되었다. 이 곡선에서 나온 것이 바로 석유피크 이론(Peak oil)인데, 석유 생산량이 최대가 되면 그 시점을 기준으로 석유 생산량이 계속 줄기만 하다가 결국 고갈된다는 내용이다.
대규모 생산을 하려면 상당히 많은 석유가 필요하다. 하지만, 지구에 석유는 유한하고 자연적으로 만들어낸다고 해도 그 양이 매우 적기 때문에 석유를 최대한 많이 생산하다가 매장되어 있는 석유의 양이 줄어들어 생산할 수 있는 석유의 양도 저절로 줄어들게 되어 유가가 폭등하거나 석유분쟁이 일어나는 등 전세계적으로 매우 심각한 에너지난이 생기게 될 것이라는 것이 그 내용이다.
허버트는 좀 더 세밀하게 유정이나 유전, 세계 각국별로 석유 최대 생산 정점과 하강 시점을 고려하여 기존의 로지스틱 곡선의 그래프에서 변형된 모델을 제시했는데, 이 두 개를 합쳐 허버트 정점 이론이라 부르고 있다. 실제로 허버트 정점 이론은 세계에 퍼져있는 유정과 유전, 유전 지역 그리고 국가의 석유 생산 정점 및 하강 시점을 상당한 정확도로 짚어냈고, 석유뿐 만 아니라 다른 유한 자원의 생산에 대해서도 유용하다는 것이 알려졌다.
이에 대하여 일부 석유 산업 전문가들은 현대의 교통, 농업, 산업시스템이 싸고 쉽게 구할 수 있는 석유에 과도하게 의존하기 때문에 석유 수요량은 일정하거나 증가하지만, 석유 생산량이 줄어들면서 유가가 상승해 세계 경제에 부작용을 가져올 것이라고 주장한다. 실제로 2008년 상반기에 전세계에 찾아온 경제침제는 유가가 기록적으로 폭등했던 것이 원인이었다.
허버트의 석유 피크 정점 그래프에 의하면 2020년 쯤에 전세계적 생산 정점이 찾아오지만, 오히려 이것을 기회로 삼아 이런 위기가 닥치기 전에 대체 연료에 대한 막대한 투자를 하여 연료 개발에 성공한다면, 유가는 먼저 상승하게 되어서 대체 연료 및 에너지원의 사용량은 높아질 것이고, 석유 가스 사용량은 줄게 될 것이라는 예측도 있다.
그리고 석유피크 이론에는 이 이론이 나왔던 당시의 기술로는 사용 할 수 없었던 다량의 비전통석유가 포함되지 않았다는 또한 한국석유공사와 LG경제연구소에서 나오기도 한다. 비전통석유란 신기술로 사용 할 수 있는 석유자원을 말하는데, 오일샌드, 초중질유, 가스액화연료, 석탄액화연료, 오일셰일 등이 그 예이다.
오일셰일의 일종인 셰일가스는 진흙이 수평으로 퇴적하여 굳어진 셰일층에 함유된 천연 가스이다. 1821년 미국에서 저기압의 얇은 지층에서 일어난 균열로부터 처음 발견된 셰일가스는, 1930년대부터 지평선과 수평한 방향으로 뚫는 방법을 사용하여 1947년에 처음으로 셰일가스 유정을 파내는데 성공했다.그러나 생산해내는 방법의 상용화를 위해 수 많은 시행착오가 있었고 결국 1998년 그리스계 미국인 채굴업자 조지 미첼이 프래킹 공법을 이용해 셰일가스 상용화에 성공했다. 이는 미국의 1차 에너지에 있어 가장 빠른 성장을 기여했고, 21세기에 들어서는 미국에 있어서 가장 중요한 자연 가스가 되었다. 전문가들은 셰일 가스의 개발이 이산화탄소 배출량 감소에 큰 도움을 줄 것이라고 생각하고 있으며 실제로 미국의 2012년 이후의 이산화탄소 배출량은 90년대 수준으로 감소했다.
하지만 많은 과학자들은 셰일가스를 채굴하는데 발생하는 온실가스가 지구온난화를 유발한다는 주장을 내세우면서 온실가스 배출에 있어서는 100% 자유로울 수 없는 연료가 되었다. 온실가스를 거의 배출하지 않으면서 전력을 생산할 수 있는 방법이 있는데 그것이 바로 원자력 발전소이다. 응용원리는 화력발전소와 같지만, 우라늄 235와 같은 자발적으로 핵분열을 일으키는 물질을 연쇄핵분열을 일으킬 수 있는 농도로 농축시킨 후 원자를 분열시켜 열을 얻고 그 열로 증기를 만들어 터빈발전기를 돌리는 방식이라 사용하는 연료에 있어서 그 차이가 있고, 연료가격을 줄일 수 있으며 핵분열을 일으켜 열을 얻기 때문에 높은 연료비축을 자랑한다. 그리고 다 쓰고 남은 물질은 핵연료 재처리라는 과정을 통해 연료에 있는 물질을 분리하게 된다. 재처리 방법에는 습식 재처리법과 건식 재처리법이 있는데, 현재 주로 쓰이는 방법은 습식 재처리법 PUREX이다. 퓨렉스는 사용후 연료를 질산과 유기용제를 사용하여 분열 잔재물은 질산에 남게 되고, 우라늄과 플루토늄은 유기용제에 남게 되는 데 이후 플루토늄의 원자가를 바꿔, 플루토늄과 용매의 친화성을 떨어뜨려 우라늄과 플라토늄을 분리해내는 방식으로 핵무기를 만들 수 있다. 하지만, 미국 핸포드에 있던 퓨렉스 공장에서 퓨렉스 공정중 엄청 많은 액체 폐기물을 만들어 지하로 침투하여 지하수를 오염시킨 사례가 있다. 이처럼 핵연료를 재처리하는 과정이나, 재처리하지 못한 채 그대로 방치하거나 또는 계속 사용하다가 농도가 높아져 노심융해와 같은 사고가 발생하면 환경에 막대한 피해를 입히기 때문에, 핵연료와 관련된 안전문제에 더욱 더 신경쓰고 그 관리비용을 높여야 한다는 주장이 계속 나오고 있다.
석유, 셰일 가스, 원자력 발전 등 어떠한 자원이든 유한한 것은 마찬 가지이고 그에 따른 환경오염을 유발한다. 오늘의 포스팅의 제목이 ' 한정된 자원과 환경오염' 인 것을 감안하면 매우 부족한 감이 있다. 사실 '환경'문제를 다룬다는 것 자체가 굉장히 포괄적인 분야를 다루기 때문에 오늘은 '자원'에 한정 지어서 포스팅을 해보았다.
그리고 다음 포스팅에서는 온실가스에 대해 포스팅 해보려고 한다. 과학을 좋아하지 않는 나 이지만 지구의 삶이 걸린 '환경문제'라는 측면에서는 해볼만한 가치가 있는 포스팅 같다.
사실 이제는 많은 사람들이 북극곰의 눈물에 무뎌젔다. 이미 많은 매체에서 다루기도 했지만 '환경 오염' 자체에 대한 염려가 오랜시간 계속되며 내성이 생긴 것이다. 어찌보면 당연한 이야기 이지만 어찌보면 정말로 무서운 이야기이다.
사실 우리같은 일반인들이 환경오염을 막기위해 할 수 있는 일은 대단한 연구나 발명, 개발이 아니다. 환경에 대한 의식부터 바꿔야 한다. 자연에 자정작용과 누군가의 기술 개발만 믿어서는 안된다. 자연은 결코 인간의 환경오염을 감당해낼 수 없다.
이렇게 말하니까 포스터에 나오는 구호 같지만 '나 하나쯤이야'라는 생각부터 바꿔야 한다.
최근 공무원들을 대상으로 미세먼지로 인해 자동차 2부제를 실시했지만 많은 이들이 이를 지키지 않았다. 모두 '나 하나쯤이야'라는 마음이었을 것이다. 너무도 진부하고 뻔한 이야기지만 Back to the basic하여 생각해볼 필요가 있다.
내일 하루만이라도 포스터를 그리는 초등학생으로 돌아가, 행동 하나하나 생각 하나하나를 '자원과 환경'에 맞춰보면 어떨까?
