[재미있는 수학] 탄소발자국 계산해 탄소배출량 줄여보세요

환경과 수학

지구온난화에 따른 이상기후 현상이 점점 심해지고 있습니다. 이 현상의 주요 원인이 되는 온실가스의 배출량을 수치로 표현한 탄소발자국을 수학적으로 분석하고, 탄소발자국을 줄이기 위한 각자의 실천 방안을 생각해봅시다.

4월 11일. 필자의 학교에서는 벚꽃이 만개해 전교생이 벚꽃 완상을 했습니다. 그런데 다음 날 갑자기 눈이 내려 벚꽃 위에 눈이 내려앉았습니다. 봄과 겨울이 뒤섞인 듯한 이상기후입니다.

이상기후는 기온이나 강수량 따위가 정상적인 상태를 벗어난 기후를 말합니다. 지구온난화의 영향으로 극지방의 빙하가 녹고, 해수면이 상승하고 있습니다. 더 나아가 극단적 기후변화 때문에 폭염, 가뭄, 홍수 발생이 빈번해졌습니다. 또한 생태계도 영향을 받아 많은 동식물이 멸종위기에 처해 있습니다.

국제환경단체 그린피스가 공개한 북극해 노르웨이령 스발바르제도 빙하 지역의 현재와 과거 사진. 그린피스 제공

기후변화에 관한 정부 간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, 약칭 IPCC)의 보고서에 있는 위의 그래프 ( 미술팀서 작업 필요, 첨부 한글파일 참조 ) 에서 1850년부터 2020년까지의 지구 표면의 온도 변화를 볼 수 있습니다. 최근 몇십 년간은 기온 상승이 가속화되고 있음을 알 수 있습니다. 만약 현재의 추세가 지속된다면 지구의 평균기온은 앞으로도 계속 상승할 것으로 예상됩니다.

지구온난화의 주요 원인으로는 인류의 산업활동 등으로 비롯된 온실가스 배출 증가가 지목되고 있습니다. 대기 중 온실가스는 적외선 복사열을 흡수하거나 재방출해 지구 표면과 대기 온도를 높이는 온실효과를 유발합니다. 우리나라의 「기후위기 대응을 위한 탄소 중립·녹색 성장 기본법」에서는 온실가스의 종류를 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소(HFCS), 과불화탄소(PFCS), 육불화황(SF6)으로 정의합니다. 이 중에서 연료를 연소할 때 배출되는 이산화탄소가 전체 온실가스 배출량의 약 77%를 차지하는데, 이는 산업화 이후 화석연료 사용 증가에 따라 대기 중 농도가 급격히 증가한 것으로 보여 기후변화에 대응하기 위해서는 이산화탄소 배출량을 줄이는 것이 가장 시급합니다.

온실가스 배출을 줄이려면 우선 개인이나 기업이 얼마나 많은 온실가스를 배출하고 있는지 알아야 합니다. 개인 또는 단체가 직간접적으로 발생시키는 온실가스의 배출량을 탄소발자국이라고 합니다. 몇 가지 정보를 입력하면 탄소발자국을 계산해주는 누리집을 소개합니다. 한국기후 환경네트워크의 탄소발자국 계산기(https://www.kcen.kr/tanso/intro.green)에 접속하면 전기, 가스, 수도, 교통 등을 입력해 자신이 쓴 탄소발자국을 간단히 알아볼 수 있습니다. 각 입력값에 대한 이산화탄소 발생량의 원리는 각 입력값의 오른쪽 아래에 있는 식으로 알아볼 수 있습니다. 예를 들어 전기의 이산화탄소 발생량은 (전기 사용량)×0.4781입니다. 탄소 배출 계수는 특정 활동이나 제품이 배출하는 온실가스의 양을 수치화한 값인데, 0.4781은 전기의 탄소 배출 계수입니다. 가스의 탄소 배출 계수가 2.176인 것으로 보아 가스의 온실가스 배출이 더 심한 것을 알 수 있습니다.

산림청의 탄소나무계산기(https://carbonregistry.forest.go.kr/fcr_web/resources/carbon_calc/html/main.html)에 접속하면 우리의 가정과 여행으로부터 이산화탄소를 얼마나 배출하는지 간단히 알아볼 수 있습니다. 한 가족 3명이 인천국제공항에서 호주 시드니까지 왕복으로 비행기를 타고 여행 간 것을 입력하니 7500kg의 이산화탄소가 발생한다고 나왔습니다. 이 양은 총 60그루의 어린 중부지방 소나무가 60년간 이산화탄소를 흡수해야 상쇄된다고 하니 환경문제의 심각함을 실감할 수 있었습니다.

홍창섭 경희여고 교사

온실가스 감축을 위해 여러 국가가 다양한 정책을 도입하면서 노력하고 있습니다. 일부 국가는 기업들이 온실가스 배출량을 줄이도록 탄소세를 도입하고 있습니다. 또한 인간 활동으로 발생하는 온실가스 배출량과 자연적인 탄소 흡수량을 균형 있게 맞춰 순 배출량을 0으로 만드는 탄소 중립을 실현하기 위해 화석연료 에너지를 친환경 에너지로 전환하려고 하는 등 다양한 노력을 기울이고 있습니다. 이러한 노력은 개인적으로도 실천할 수 있습니다. 앞에서 소개한 탄소발자국 계산기를 실행해보면 탄소발자국 결과에 따른 생활 속 실천 방안을 다양하게 소개하고 있습니다. 작은 노력일지라도 자신의 탄소발자국을 줄이기 위해 힘을 보태는 여러분이 되길 기대합니다.