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- 육불화황의 배출원과 실제 배출량이 확인
- 중국, 미국, EU는 공식적으로 발표된 것보다 훨씬 더 많은 육불화황을 방출하고 있다.
- 더 많은 측정 스테이션이 명확성을 제공해야

가장 강한 온실가스 배출이 예상보다 많아
육불화황의 배출원과 실제 배출량이 결정되었다.

과소평가된 위험:
육불화황(SF6)은 알려진 가장 강력한 온실가스이다. 대기 중에 약 1천 년 동안 잔류한다. 이는 CO2보다 훨씬 더 긴 기간이다. 새로운 분석에 따르면 중국, 미국, EU는 공식적으로 발표된 것보다 훨씬 더 많은 육불화황을 방출하고 있는 것으로 나타났다. 일부 국가에서는 이미 지역적으로 배출량을 줄이기 위한 조치를 취했다. 그러나 전 세계 SF6 배출량은 증가하고 있다.
*육불화황(SF6;플루오린과 황의 화합물)지구온난화의 주범인 대표적 온실가스 중 하나다. 대기 중 양은 이산화탄소의 1% 미만으로 매우 적지만 지구온난화지수(이산화탄소가 지구온난화에 기여하는 정도를 1로 봤을 때 같은 양의 온실가스가 지구온난화에 기여하는 정도)는 이산화탄소보다 평균 2만 2000배 높다. 

▲ 그림의 전기 개폐 장치인 고전압 산업은 SF6의 주요 적용 분야다. © Dingy, I. GIS 420kV. Licensed under CC BY-SA 3.0.

불화 가스 육불화황(SF6)은 우수한 절연체이므로 1990년대 이후 많은 생산품에서 발견됐다. 특히 고전압 산업뿐만 아니라 반도체, 알루미늄과 마그네슘 산업, 운동화, 이중창, 창문, 자동차 타이어 그리고 에어컨 들이다. 이 가스는 불연성, 무독성이며 대기 중 오존층을 파괴하지 않으므로 무해하다고 생각할 수도 있다.

6가지 다른 사전 배출량을 사용해 역전 결과에 대한 평균으로 2019년 예시 연도에 대한 사후 글로벌 배출량을 구했다.

하지만 육불화황은 또한 매우 강력한 온실가스이며 CO2를 포함해 현재까지 알려진 다른 모든 온실가스보다 기후에 더 해롭다. 비록 인류가 배출하는 SF6는 CO2보다 훨씬 적지만, SF6는 대기 중에 훨씬 더 오랫동안(약 1,000년) 남아 있다. 비엔나 대학의 마틴 보이타(Martin Vojta)는 “이 가스는 대기 중에 축적되어 수백 년 동안 기후를 따뜻하게 할 것이다. 이는 온실가스 시한폭탄”이라고 설명했다.
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▲ FLEXPART 50일 역방향 시뮬레이션에서 얻은 예시 연도 2019년의 연간 평균 배출 민감도. 값은 FLEXPART 계산이 이루어진 모든 사례에 대한 평균을 나타낸다. 따라서 높은 빈도 온라인 관측이 있는 사이트는 플라스크 측정만 수행하거나 이동 플랫폼에서 관측이 수행되는 사이트보다 더 높은 가중치를 받는다. (출처:관련논문 A global re-analysis of regionally resolved emissions and atmospheric mole fractions of SF6 for the period 2005–2021)

인류는 얼마나 많은 육불화황을 방출할까?

하지만 실제로 SF6가 얼마나 방출됐는지는 알 수 없다. 1997년 교토 의정서에서 UN 회원국들은 SF6 배출량을 포함해 매년 배출하는 온실가스의 양을 보고하기로 약속했다. 나중에 국제 등록부에 기재될 때, 이 국가 데이터는 이론적으로 정확한 그림을 얻기 위해 소위 배출계수를 사용하여 통계적으로 추정된다.

▲ 이 연구에서 사용된 글로벌 SF6 사전 방출장에 대한 개요.

그러나 이러한 요소는 추정치를 기반으로 하며 매우 부정확한 경우가 많다. 한편으로는 어떤 종류의 불법 배출도 보고되지 않기 때문이다. 반면, 육불화물은 고의로 방출되지 않고 불량품이나 부적절하게 폐기된 제품에서 빠져나오는 경우가 많다. 산업계에서 문제가 발생하는 경우에만 가스가 대기 중으로 빠져나간다. 이러한 사고는 계획되지 않았기 때문에 SF6 배출량을 정량화하기가 어렵다.

▲ 모든 EU 국가에 대해 집계된 연간 선험적(점선) 및 사후적(실선) SF6 배출량은 2005년에서 2021년 사이에 다양한 선험적 배출 인벤토리(빨간색은 UNFCCC-ELE, 주황색은 EDGAR, 파란색은 GAINS)를 사용하여 표시되었다. 사후적 배출량은 각각의 불확실성과 함께 설명되어 있다(색상 음영은 다양한 선험적 변화에 대한 역전 결과에서 최소 및 최대 1σ 불확실성 한계로 정의됨). 다양한 인벤토리를 사용하여 역전 결과에 대한 평균 사후적 배출량은 실선 검은색 선으로 표시되었다

▲ 2005년에서 2021년 사이의 미국 내 연간 선험적(점선) 및 사후적(실선) SF6 배출량은 다양한 선험적 배출 인벤토리(빨간색은 UNFCCC-ELE, 주황색은 EDGAR, 파란색은 GAINS)를 사용하여 나타냈다. 사후적 배출량은 각각의 불확실성과 함께 설명되어 있다(색상 음영은 다양한 선험적 변화에 대한 역전 결과에서 최소 및 최대 1σ 불확실성 한계로 정의됨). 다양한 인벤토리를 사용하여 역전 결과에 대한 평균 사후적 배출량은 실선 검은색 선으로 표시되어 있다. Hu et al.(2023)의 결과는 파란색 다이아몬드로 표시돼 있으며 각각의 2σ 불확실성과 함께 표시된다.

SF6 배출 실태 점검

그렇다면 알려지고 보고된 배출값과 실제 SF6 배출값 사이의 격차는 얼마나 될까? Vojta가 이끄는 팀이 이 질문을 조사했다. 이를 위해 기후 연구원들은 한국, 바베이도스(Barbados), 테네리페(Teneriffa) 등 전 세계 기상 관측소와 대기 측정 캠페인의 측정 데이터를 사용했다. 연구진의 초점은 유럽, 중국, 미국에 맞춰져 있었다.

▲ 예시 연도인 2019년에 대한 다양한 그리드 셀 크기를 적용한 글로벌 역전 그리드.

그런 다음 기상학자들은 기류를 사용해 육불화황을 포함하여 이러한 구성 요소가 어디에서 왔는지 최대 50일 전까지 계산했다. "우리는 소위 역모델링을 사용하여 SF6를 거꾸로 추적하고 어느 위치에서 얼마나 많은 양의 SF6이 방출됐는지 계산했다"고 수석 저자인 비엔나 대학의 Andreas Stohl은 설명했다.

보고된 것보다 훨씬 더 많은 SF6를 배출한 국가들

어느 국가에서도 2005년부터 2021년까지 보고된 SF6 배출량이 실제 측정값과 일치하지 않는 것으로 나타났다. 미국에서 이 기간 실제 연간 배출량은 공식적으로 보고된 것보다 평균 두 배나 높았다. EU에서는 공식적으로 보고된 것보다 2005년에 SF6가 대기 중으로 약 40% 더 많이 방출되었다.

Stohl은 “사실 모든 국가에서 배출량을 엄청나게 과소평가했으며 어떤 경우에는 절반 이상을 과소평가했다”고 설명했다. 전반적으로 연구자들은 육불화황의 네 가지 주요 공급원을 확인했다. "SF6 배출량이 가장 높은 곳은 미국, 유럽, 중국, 인도이고 남미, 아프리카, 호주에서는 배출량이 더 적다"고 팀은 썼다.

▲ 2005년에서 2021년 사이의 기간에 대해 다른 선험적 배출 인벤토리(빨간색은 UNFCCC-ELE, 주황색은 EDGAR, 파란색은 GAINS)를 사용했을 때 중국의 연간 선험적(점선) 및 사후적(실선) SF6 배출량. 사후적 배출량은 각각의 불확실성과 함께 설명되어 있다(색상 음영은 다른 선험적 변화에 대한 역전 결과에서 최소 및 최대 1σ 불확실성 한계로 정의됨). EDGAR 및 UNFCCC-ELE를 사용하여 역전 결과에 대한 사후적 배출량 평균은 실선 검은색 선으로 표시되어 있다.

EU의 F-가스 규제가 영향을 미치고 있다.

분석 결과에 따르면 유럽과 미국에서 실제 육불화황 배출량은 2005년에서 2021년 사이에 급격히 감소했다. 미국의 연간 배출량은 총 1,250톤에서 480톤으로, EU에서는 410톤에서 250톤으로 줄었다. 특히 2017년부터 2018년 사이에 유럽의 배출량이 크게 감소했다.

이는 우연이 아니다. 현재 2014년에 통과된 EU F-가스 규정이 발효되었다. 이 규정은 SF6의 사용뿐만 아니라 HFC(수소불화탄소)의 사용도 규제한다. Stohl은 “이는 환경 부문의 규제가 실제로 효과가 있다는 것을 다시 한번 보여주며 이는 기쁘고 정치적으로 중요한 결과다”고 말했다. F-가스 규정은 염화불화탄소(CFC)의 배출을 규제하고 오존층을 명백히 보호하는 1987년 몬트리올 의정서를 따른다.

중국과 인도의 배출량이 증가하고 있다.

그러나 미국과 EU의 SF6 배출량 감소는 불행하게도 전 세계적으로는 예외이며 전 세계 배출량 증가를 고려할 때 특별히 중요하지 않다. 분석에 따르면 2005년부터 2021년까지 중국의 온실가스 배출량은 1,280톤에서 5,160톤으로 4배 증가했다. 인도의 경우 신뢰할 수 있는 데이터를 계산하기에는 수치가 충분하지 않았지만, 배출 추세도 급격히 증가하고 있다고 팀은 말했다.

기후 변화를 막기 위해 연구자들은 다른 나라들도 육불화황의 사용을 신속하게 제한해야 한다고 믿는다. Stohl은 “글로벌 증가를 제한하려면 중국뿐만 아니라 인도 및 기타 동아시아 국가에서도 엄격한 규제가 시급히 필요하다”고 요구했다.

더 많은 측정 스테이션이 명확성을 제공해야

하지만 이 연구에는 여전히 측정 격차가 있다. 전 세계 SF6 배출량을 더욱 효과적으로 모니터링하려면 인도, 아프리카 또는 남아메리카 등지에 추가 측정 스테이션이 필요하다. Vojta는 “이를 통해 우리는 훨씬 더 정확한 결과를 얻을 수 있고 이 온실가스의 지역적 배출량을 더욱 정확하게 추정할 수 있게 되었다”고 말했다.
(Atmospheric Chemistry and Physics, 2024; doi: 10.5194/acp-24-12465-2024)
출처: Universität Wien

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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