지구온난화 방지를 위해서는 그동안 설정했던 것보다 더욱 급격한 사회구조 변화 및 노력이 필요할 것으로 판단된다.
파리협정은 지구의 기온 상승을 산업혁명 이전과 비교해 섭씨 2도보다 충분히 낮은 수준으로 억제하고 1.5도 미만으로 낮추자는 공동 목표를 내걸고 있다.
목표를 달성하기 위해서는 2021년 후반에 인위적인 온실가스 배출량을 실질적으로 제로(0)화해야 하기 때문에 유엔(UN)은 세계 각국에 2030년 국가별 감축목표(NDC)와 함께 2080년에 대비한 장기목표를 제출하도록 요구하고 있다.

탄소중립, 1975년부터 논의 시작
탄소중립은 45년 전인 1975년 논의를 시작했다.
윌리엄 노드하우스 미국 예일대 교수는 1975년 보고서에서 온실가스 배출량을 줄이지 않으면 지구 온도가 산업화 이전 대비 2.4-4.4도 상승할 것이라고 경고했고, 이후 국제사회 논의의 기준인 2도 이하 상승 제한의 필요성을 처음으로 제기했다. 노드하우스 교수는 2018년 노벨경제학상을 받았다.
국제사회는 22년 뒤인 1997년 교토의정서에 합의했다. 미국, 일본 등 선진국들이 앞장서 탄소 배출을 줄이고 온난화를 막자는 협약이지만 합의 4년 만인 2001년 미국이 산업보호를 명분으로 탈퇴하면서 더 이상 진전되지 못했다.
2006년 기후변화 경제학의 교과서로 불리는 스턴 보고서에서 니컬러스 스턴 영국 런던정경대 교수는 온실가스로 인한 코스트가 세계총생산(GWP)의 20%까지 늘어날 수 있다고 경고했고 이후 2도 논의가 본격화됐다.
IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의체)는 2007년 4차, 2014년 5차 보고서에서 인간이 감내할 수 있는 한계상승 온도를 2도로 설정했다. IPCC 보고서를 바탕으로 2015년 맺어진 파리협정은 2도보다 훨씬 낮은 수준으로 온도 상승을 억제하는 것을 목표로 1.5도 이하 상승하도록 노력하자는 내용을 담고 있다.
2018년 IPCC는 1.5도 목표를 이루기 위해 세계가 2050년까지 탄소중립을 달성해야 한다는 특별보고서를 발표했고, 총회에서 회원국 만장일치로 채택했다.
탄소중립은 탄소 배출량(+)과 흡수량(-)을 상계해 순배출량이 제로(0)가 되는 상태를 말하며, 탄소 배출을 아예 없애는 것이 아니라 경제활동으로 남는 탄소가 없게 하는 개념이어서 배출량 감축 못지않게 탄소 흡수 방안이 부각되고 있다.
현재 가능한 방법은 크게 2가지로 파악되고 있다.
첫째는 산림을 통해 탄소를 흡수하는 방식으로 국내에서 산림으로 흡수하는 탄소량은 연간 4500만톤 가량으로 파악되고 있다. 하지만, 시간이 갈수록 나무가 흡수하는 탄소량이 줄어들고 있는 것이 과제가 되고 있다. 통상 나무를 심은 지 40-50년이 됐을 때 탄소 흡수량이 가장 많고 이후 감소하는 가운데 국내 나무 대부분은 산림 녹화사업이 한창이던 1970-1980년 심어져 현재 탄소 흡수량이 최고수준이지만 앞으로 급감할 것으로 판단되고 있다.
둘째 방법은 탄소 포집 및 저장 처리 기술을 활용하는 것으로 화력발전소, 제철소, 시멘트 공장 등에서 배출되는 탄소를 포집한 뒤 탄소화합물로 재활용하는 기술이며 화학반응을 유도해 수소나 전력을 생산하는 기술은 이미 개발돼 있으나 아직 초기단계로 코스트 부담이 적지 않고, 대기 중 탄소를 포집해 활용하는 직접공기포집 기술은 개발단계로 상용화에 시간이 걸릴 것으로 예상된다.

2030년 지구온난화 방지 목표 달성 “불가능”
2018년 10월 공개된 IPCC의 1.5도 특별 보고서는 기후변화에 대한 대응이 그동안 설정했던 것 이상으로 훨씬 심각한 과제라는 것을 국제사회가 인식하도록 요구하고 있다.
보고서에 따르면, 지구는 인위적 활동으로 산업혁명 이전에 비해 평균기온이 약 1도 상승했으며 2040년 전후로 1.5도 상승에 도달할 가능성이 높아지고 있다.
특히, 평균기온 상승이 2도까지 진행되면 폭염에 따라 피해를 보는 세계 인구 비중이 현재의 14%에서 37%로 3배 가까이 확대될 가능성을 제기하고 있다. 지구 평균기온 상승이 0.5도 달라지는 것만으로도 세계가 큰 타격을 입게 된다는 것이다.
기온 상승을 1.5도 이내로 억제하기 위해서는 2050년경 이산화탄소 배출량을 실질적으로 제로화해야 하며 파리협정 목표를 조기에 달성해야 가능한 것으로 분석되고 있다.  
그러나 사회 시스템 전체의 급격한 변혁이 필요하고 세계 각국이 제출한 NDC와 2030년 목표를 달성하는 것만으로는 충분하지 않아 2020년 이후 적극적으로 배출량을 감축해도 기온 상승을 1.5도로 억제하는 것이 어려울 것으로 판단되고 있다.
1.5도 특별보고서는 파리협정 당사국들에게 큰 충격을 주었으나 공표 후 처음 열린 유엔 기후변화협약 당사국 회의(COP24)는 “특별보고서를 작성한 IPCC에게 감사를 표한다”는 표현 채택에 그쳤고 1.5도 특별보고서가 제시한 기후변화 문제의 상황과 심각성에 대해서는 언급하지 않아 현실을 외면하고 있다는 비난을 받았다.
바베이도스, 코스타리카, 칠레, 레바논, 몰디브, 노르웨이, 카타르, 우크라이나, 베트남이 1.5도 특별보고서를 바탕으로 NDC 기준을 높이겠다는 의사를 표명했을 뿐이고, EU 회원국과 아르헨티나, 캐나다, 피지, 마셜제도, 자메이카, 코스타리카도 2020년까지 기후변화 문제에 대한 행동을 강화할 예정이라고만 선언했다.
세계 최대 배출국인 미국은 트럼프 행정부가 파리협정 탈퇴를 표명했고 실제 탈퇴했으나 조 바이든 대통령이 취임함으로써 재가입할 것이 확실하고 주정부, 대도시, 글로벌기업 대부분도 파리협정을 받아들이고 이산화탄소 배출 감축에 나서겠다는 의사를 표명하고 있다.

EU, 탄소중립 목표 달성에 가장 적극적
선진국들은 2050 탄소중립 목표를 달성하기 위해 적극적으로 움직이고 있다.
특히, 온실가스의 86%가 석탄·석유 등 화석연료 사용으로 발생한다는 점에서 화석연료 위주의 에너지 구조를 신재생에너지로 전환하기 위한 체질 개선을 진행하고 있다.
폴란드를 제외한 EU 회원국들은 2019년 말 정상회의에서 2050 탄소중립을 위해 노력하기로 합의하고 기후변화 및 환경 분야 청사진을 담은 유럽 그린딜(European Green Deal)을 발표했다.
EU는 그린딜을 통해 앞으로 10년간 최소 1조유로 재원을 조성하고, 2050 탄소중립을 목표로 유럽기후법률을 제정하는 등 2050년까지 세계 최초로 기후중립 대륙으로 자리매김하기 위해 강력한 드라이브를 걸 계획이다.
유럽 국가 대부분은 2000년 이전에 온실가스 배출 정점에 도달했고, 1인당 배출량도 평균 6톤으로 한국의 2018년 배출량 14톤보다 훨씬 낮은 것으로 나타나고 있다.
유럽 국가 중 기후위기 대응에 가장 적극적인 영국은 2019년 주요 7개국(G7) 가운데 가장 먼저 2050 탄소중립을 법제화했다.
석탄발전 비중을 2012년 41%에서 2019년 2%까지 낮추었고, 대체에너지로 풍력발전에 투자해 풍력발전이 전체에서 차지하는 비중을 3%에서 21%로 끌어올렸다. 2019년에는 내연기관으로 휘발유나 디젤을 태우는 신규 자동차 판매를 늦어도 2030년 금지하고, 2035년에는 하이브리드자동차 판매도 금지하는 내용을 포함한 녹색산업혁명 계획을 발표했다.
EU 27개 회원국 가운데 최대의 석유‧가스 생산국인 덴마크는 2050년까지 북해에서 석유‧가스 탐사‧추출‧생산을 중단할 예정이다.
프랑스는 2022년까지 석탄화력발전을 전면 폐지하고 기존 화석연료를 재생에너지로 전환함으로써 에너지믹스의 다변화를 이루고, 2040년부터 휘발유와 경유 자동차 판매를 금지한다.
핀란드는 2035년까지 탄소중립국이자 세계 최초의 화석연료 없는 복지사회로 만들겠다고 2019년 약속했고, 오스트리아도 2030년까지 모든 전기를 재생가능에너지를 통해 생산하고 탄소 배출량이 많은 비행기를 타는 승객에게 부과하는 세금을 올리는 방법으로 2040년까지 탄소중립국이 되겠다고 선언했다.
노르웨이는 2030년 탄소중립을 달성하는 기후중립국이 되겠다고 선언하고 2025년부터 내연기관 자동차 판매를 중단하겠다고 발표하는 등 목표는 선도적이지만, 원유를 하루 평균 200만배럴 생산하고 대부분을 수출하는 원유‧천연가스 생산국으로서 산업구조 전환에는 노력하지 않고 있다. 노르웨이는 2019년 역대 최다인 83건에 달하는 원유 생산 허가를 내주고 57개의 새로운 석유 탐사정을 뚫은 것으로 파악되고 있다.

미국‧중국, 탄소중립 선언에도 갈길 멀다!
세계 온실가스 배출량의 33% 가량을 차지할 정도로 탄소를 가장 많이 배출하는 중국과 미국은 2014년 11월 정상회담에서 앞으로 20년간 탄소 배출량을 대폭 줄이기로 약속했다.
미국이 도널드 트럼프 대통령 집권으로 잠시 궤도를 이탈했지만 세계 경제 1-2위를 다투는 양국의 감축 노력은 세계적으로 파급력이 클 것으로 예상된다.
온실가스 최대 배출국으로 2017년 기준 124억7600만톤을 배출한 중국은 2020년 9월 유엔 총회에서 2030년 이전에 배출정점에 도달한 후 2060년 이전에 탄소중립을 달성하겠다는 목표를 공식 선언했다.
중국은 탄소집약도를 2005년에 비해 48.1% 감축하고 전체 에너지원 중 비화석에너지 비중을 15.3%로 높여 2020년 목표를 조기 달성했다.
중국은 2025년 자체 판매하는 자동차 중 20%는 친환경 자동차로 전환하고, 2035년에는 순수 전기자동차(BEV)와 같은 친환경 자동차와 하이브리드 방식의 에너지 절감 자동차 판매비중을 각각 50%로 확대하는 공격적인 목표도 제시했다.
다만, 중국 전력당국이 현재 1000GW 수준인 석탄화력발전을 2030년까지 1300GW 이상으로 확대하는 정책을 최근 발표하는 등 탄소중립을 위해 경제 성장을 어느 정도까지 포기할 수 있을지 의문이 제기되고 있다.
버락 오바마 정부 시절 파리협정 체결에 가장 적극적이었던 미국은 도널드 트럼프 대통령이 취임하면서 파리협정에서 탈퇴하는 등 환경 이슈를 등한시했다.
그러나 미국은 2019년 재생에너지 소비량이 130년만에 처음으로 석탄 소비량을 추월하는 등 이미 체질 개선이 진행되고 있고, 조 바이든 대통령이 2021년 1월 취임함으로써 파리협정에 재가입한 후 더 적극적이고 다양한 환경정책을 펼칠 것으로 예상된다.
조 바이든 대통령은 2050 탄소중립을 목표로 4년간 2조달러(약 2184조원)를 투자하고, 2050년까지 청정에너지 100% 확대와 지속가능한 인프라 확충을 통해 일자리를 창출하겠다고 공약한 바 있다.
세계적인 노력으로 신재생에너지 투입비중이 2018년 25%를 넘어섰고 탄소 배출 증가세도 둔화되고 있지만, 현재 각국이 제출한 2030 온실가스 감축목표(NDC)를 지키는 것만으로는 2050 탄소중립 달성이 어려울 것으로 판단돼 추가감축 노력이 요구되고 있다.

탄소세, EU 중심으로 배출 제로화 압박
세계 각국이 탄소중립을 추진하는 것은 EU, 미국 등이 탄소세 마련에 나서면서 세계 무역‧통상 환경이 급변하고 있기 때문이다.
무역 의존도가 높은 한국은 탄소세가 도입되면 엄청난 영향을 받을 것이 확실시된다.
조 바이든 미국 대통령은 탄소조정세 도입을 추진하고 있다. 이산화탄소 배출량에 따라 부과하는 세금으로, 미국 환경당국이 미국에 진출한 해외기업에 대해 탄소 배출량을 측정하고 새로운 세금을 부과하는 방식으로 환경오염 복구 비용을 부담시킬 가능성이 제기되고 있다.
EU도 탄소세 도입을 서두르고 있다.
EU 집행위원회는 탄소국경세를 마련하고 있다. EU 회원국이 아닌 나라 중 탄소 배출규제가 느슨한 국가에서 생산된 특정제품에 대해 수입관세를 추가 부과하겠다는 것으로 2021년 상반기까지 법안을 확정하고 2023년 실행에 들어가는 것이 목표이다.
EU 집행위원회는 탄소함량이 높은 가공제품 중 외국산에만 관세를 부과하는 방안, 또는 역내‧외 생산제품 모두에 탄소세를 부과하는 방안을 모두 논의하고 있다. EU 소재 제조기업에게 적용하는 탄소배출권 거래제를 수입제품에 확대 적용하는 방안도 거론하고 있다.

2021년 온실가스 배출 제로화 가능할까?
일본 정부는 파리협정을 기본으로 온실가스 저배출형 발전을 포함한 장기전략을 2019년 6월 UN 기후변화협약 사무국에 제출하고 2050년까지 온실가스를 80% 감축하겠다는 목표를 제시했다. 
일본은 2021세기 후반 탈산소 사회 실현을 목표로 온실가스 배출 감축을 가속화하고 있다. 
일본은 2016년 결정한 지구온난화 대책에서 2050년까지 온실가스 배출량을 80% 감축하겠다는 내용을 중심으로 장기목표를 제시한 바 있고, 2019년 6월 UN에 제출한 장기목표는 G7 정상회담에서 처음으로 언급한 온실가스 배출량을 실질적으로 제로화하는 최종 도달점과 관련된 내용을 포함하고 있다.
온실가스 실질 제로화를 위해서는 이산화탄소를 대폭 감축해야 하며 기존기술과는 전혀 다른 비연속적 이노베이션이 반드시 필요해 사회 시스템의 대규모 전환이 불가피할 것으로 판단하고 있다.
ESG 투자 확대와 함께 기후변화 문제에 대한 대응을 적극적으로 펼치기 위해서는 세계적으로 자금이 집중되고 탈탄소화를 위한 이노베이션이 연쇄적으로 가속화되는 환경과 성장의 순환을 통해 비즈니스 주도형 달성이 가능할 것으로 예상하고 있다.
일본은 온실가스 배출을 줄이기 위해 혁신적 환경 이노베이션 전략을 추진하고 있다.
혁신적인 저탄소 기술의 탐색‧창출과 함께 국가 연구개발 사업으로 기술과제를 설정하고 사업타당성 조사 단계부터 체계적으로 접근함으로써 기술 경쟁을 촉진하는 시스템을 마련할 계획이다.
수소에너지 코스트를 2050년까지 현재의 10% 이하로 낮춤으로써 천연가스에 비해서도 경쟁력을 갖추고, 인공광합성 등 이산화탄소 유효 이용을 위한 CCU 기술의 사회 적용을 확대할 방침이다.
에너지는 제5차 에너지 기본계획을 기본으로 재생가능에너지를 주요 전원으로 전환하고, 수소사회 실현과 동시에 배출한 이산화탄소를 재이용하는 카본 리사이클 추진을 목표로 내세우고 있다.
제조업 분야에서는 이산화탄소를 사용하지 않는 수소 활용 외에 CCU/바이오매스(Biomass)를 활용한 원료 전환, 근본적인 에너지 절약 실현, 프레온가스류 근절 등을 목표로 제시하고 있다.
운수는 연료 생산시점부터 주행까지 일련의 과정에서 배출량을 제로화하는 Well-to-Wheel Zero Emission을 목표로 2050년까지 세계시장에 공급하는 일본 자동차를 통해 세계 최고의 환경성능을 실현하도록 요구하고 있다.
2019년 10월에는 G20 국가 최고 연구기관의 리더를 일본으로 초청해 청정에너지와 관련된 국제회의 RD20(청정에너지 기술을 위한 연구와 개발 20)을 도쿄에서 개최했고, 앞으로 산‧관‧학을 중심으로 활동을 이어나가면서 혁신적인 이노베이션을 위한 국제협력을 주도해나갈 계획이다.

일본, 카본 리사이클로 세계사회 주도
일본은 2019년 G20 회의에서 이노베이션 액션 플랜에 카본 리사이클을 포함시키는 작업을 주도했다.
발전소, 공장이 배출한 이산화탄소를 회수해 연료, 화학제품의 원료로 활용한다는 것으로, 배출량 감축이 어려운 분야에서 기후변화 대책으로 지지 의사를 표명했고 적극 추진할 가능성이 제기되고 있다.
드라이아이스 등 직접 이용과 석유증진회수법률(EOR) 활용이 아니라 일본이 강점을 나타내는 기술을 응용할 수 있는 영역으로, 일본은 카본 리사이클 기술 로드맵을 통해 구체적인 공정표를 공개했다. 
이산화탄소와 수소에서 일산화탄소(CO)와 합성가스를 제조하고 메탄올(Methanol)과 에탄올(Ethanol)을 경유해 연료, 올레핀, BTX 등을 생산하는 공정을 총괄하고 있다. 바이오매스 베이스 화학제품‧연료 제조 및 이산화탄소를 내부에 고정화시키는 콘크리트 소재 기술 현황과 코스트 저감을 위한 과제를 명확히 제시했다.
코스트를 추가 하지 않는 것을 목표로 2030년과 2050년경 코스트 목표도 설정했다.
일본은 이산화탄소 분리·회수 기술 뿐만 아니라 태양에너지를 이용한 이산화탄소의 일산화탄소 전환, 메타네이션(Methanation)으로 연결되는 요소기술과 소재기술 부문에서 강점을 보유하고 있으며, 대부분 기술에서 중요한 위치를 차지하고 있는 저가의 수소 조달 기술은 세계를 리드하고 있는 것으로 평가되고 있다.
카본 리사이클 아이디어는 일본이 처한 에너지 실태를 반영한 것으로, 일본은 이산화탄소 배출량 감축을 위해 재생에너지를 도입했고 국토면적이 비슷한 국가와 겨루어 손색이 없는 수준까지 확대했으나 화석 에너지 수요가 압도적으로 높아 재생에너지 비중은 크지 않은 것으로 파악되고 있다.
또 에너지 정책에서 안전성 확보를 대전제로 환경적합성 뿐만 아니라 안정공급, 경제적 합리성 등 밸런스를 맞추는 것이 요구되고 있어 화석연료를 사용할 수밖에 없는 것으로 평가되고 있다.
결국 탈탄소화를 추진하는 수단으로 카본 리사이클을 제창했고 G20에서도 화석연료를 사용할 수밖에 없는 국가, 재생에너지 도입이 한계에 도달해 이산화탄소 배출량 감축이 정체된 국가들이 대체로 환영하고 있다.
G20 회원국들은 카본 리사이클 관련 국제회의를 통해 연구개발, 투자환경 정비, 투입자금 확보 등을 적극 검토할 것을 요구하고 있다. (강윤화 선임기자: kyh@chemlocus.com)