이번 분석 자료는 전 세계적인 온도 상승을 제한하기 위해 배출량을 감축시키는 동시에 미래를 위해 생태계와 육지를 보호, 관리 및 복원하기 위한 방법을 모색해야 한다고 제안한다.
12 May 2021 | Cécile A. J. Girardin , Stuart Jenkins , Nathalie Seddon , Myles Allen , Simon L. Lewis , Charlotte E. Wheeler , Bronson W. Griscom & Yadvinder Malhi | 원본 기사: https://www.nature.com/articles/d41586-021-01241-2
생태계 관리, 보호 및 복원 프로젝트는 21세기의 가장 중대한 전지구적 문제인 기후 변화와 생물다양성 손실을 모두 해결하는 전략이라고 널리 알려져 있다. 하지만 이러한 자연을 기반한 해결책이 기후 변화 완화에 충분히 기여하는 지는 여전히 논란이 되고 있다.
의사 결정자들은 탄소 중립을 달성하고 지구 온도 상승을 막기 위한 과정에서 자연 기반 솔루션이 담당하는 역할에 대해 확실히 이해하고 있어야 한다.
자연 기반 솔루션을 분석할 때, 주로 이들이 대기 중 탄소를 얼마나 제거할 수 있는지에 초점을 맞춘다. 하지만 저자는 이들이 전세계 온도에 미치는 영향을 모델링함으로써 새로운 관점을 제시한다. 이러한 모델링은 지구 온난화를 막고자 하는 인류에게 아주 중요한 지표가 될 것이다.
저자의 분석 자료는 자연 기반 솔루션이 장기적으로 온도를 낮추는 데 강력한 역할을 한다는 것을 증명한다. 토지사용 변화는 넷제로(net-zero) 배출량을 달성하고 지구 최고 온도 (또는 온난화 정점)를 기록한 후에도, 21세기 후반에 지구의 온도를 낮추는 데 중요한 역할을 하게 될 것이다. 그 이전에, 자연 기반 솔루션은 제한적이지만 실질적인 완화 혜택을 제공할 수 있다. 결정적으로 기후 목표가 훨씬 더 크고 야심찰수록 이러한 솔루션이 최고 온도에 영향을 미치는 기간은 더욱 짧아질 것이다.
다시 말해, 자연 기반 솔루션은 반드시 오래 지속되도록 설계되어야 한다. 이는 자연 기반 솔루션이 생물다양성, 형평성, 지속 가능한 개발 목표에 미치는 영향 뿐만 아니라 그들의 장기적인 탄소 흡수원 능력에 주의를 기울여야 한다는 것을 의미한다. 또한 이는 탈탄소화와 이산화탄소의 지리학적 저장 등 다른 방법들을 사용하여 지구온난화를 제어할 노력을 계속해서 이어가야 한다는 것을 의미한다.
저자의 모델은 다른 조치를 희생하지 않는 선에서 자연 기반 솔루션의 대규모 확장이 빠르고 신중하게 구현되어야 한다는 결론을 강조한다.
모두에게 유리한 것
현재 세계는 2100년까지 산업화 이전 수준보다 3°C 이상 높아질 것이다 (하지만 최근 미국과 중국의 정책 발표에 따라 기온 상승폭은 감소할 수 있다). 2015년 파리 기후변화 협약은 21세기의 기온 상승폭을 2 °C 이하로, 더 나아가 이상적인 수치는 1.5 °C 이하로 제한하는 것을 목표로 한다. 이러한 목표 이행을 위한 정확한 기간은 “21세기” 이후 제시된 바가 없다. 즉, 가장 중요한 지표는 최고 온도이며, 이와 함께 온도 상승폭을 2 °C 대신 1.5 °C 이하로 유지하려는 더욱 적극적인 노력이 필요하다.
온실가스 감축만으로 이러한 기후 목표에 도달하는 것은 불가능한데, 이는 농업 및 일부 중공업과 같은 특정 부문의 배출량을 단기간에 0으로 만들 수 없기 때문이다. 이러한 연유로 우리는 대기 중의 온실가스 또한 전례없는 규모로 감축해야 한다1.
이를 위한 다양한 해결 방안이 있다. 예를 들어, 바이오매스 식물이 에너지 공급을 위해 연소되는 과정에서 배출된 이산화탄소는 지하에 보관・저장될 수 있다. 탄소 포획 및 저장을 통한 바이오 에너지 (BECCS)라고 알려져 있는 이 기술은 대규모 발전을 위한 시간 뿐만 아니라 식량 안보와 생물다양성을 위협할 수 있는 막대한 양의 토지를 요구한다. 또 다른 방안은 대기 중 이산화탄소를 포획할 수 있는 산업용 기계를 포함한다. 하지만 이는 현재 개발 초기 단계에 있는 고가의 기술이다.
자연 기반 솔루션의 하위 집합은 특히 온난화를 제한하기 위해 사용된다. 이러한 ‘자연 기후 솔루션’은 세 가지 방법을 통해 대기 중 온실가스의 농도를 줄이는 것을 목표로 한다. 첫 번째 방법은 생태계를 보호하여 온실가스의 배출을 제한함으로써 탄소 배출량을 감축시키는 것이며, 이는 삼림 벌채 제한을 포함한다. 두 번째 방법은 습지와 같은 생태계를 복원하여 탄소를 고립시키는 것이다. 마지막 방법은 목재, 작물 및 방목용 토지 관리를 개선함으로써 탄소를 고립시킬 뿐만 아니라 탄소, 메탄, 이산화질소의 배출량을 줄이는 것이다 (아래 ‘자연 냉각을 위한 3단계’ 참조).
자연 냉각을 위한 3단계
고유의 생태계를 보호하고, 농장을 관리하며, 자연림을 복구함으로써 온실가스 배출을 제한하고 자연 흡수원을 강화한다.
차트 내용 – 자연 기반 솔루션은 연간 10 기가톤에 달하는 이산화탄소를 줄일 수 있다.
5 Gt CO2 yr−1 배출량 제한 | 5Gt CO2 yr−1 흡수 증진
수십 년에 걸친 연구 자료는 자연 기반 솔루션이 많은 지역에 생태학적인 이점과 사회・경제학적 혜택을 제공한다는 강력한 증거를 제시한다2. 예를 들어 하천 옆의 산림을 복원한다면, 홍수를 줄이고, 탄소 저장소를 개선시키며, 수산업을 지원할 수 있다. 이러한 이점에 대한 사람들의 인식이 높아진다면, 자연 기반 솔루션에 대한 관심 또한 높아질 것이다. 이는 사람들이 기후변화에 적응할 수 있게 하며, 지속 가능한 발전 목표를 달성하고, 생물다양성 보존 뿐만 아니라 기후 변화 완화에 기여할 것이다3.
자연의 역할 수량화
자연 기반의 솔루션이 21세기 중반 탄소중립 목표 달성을 위해 얼마나 기여할 수 있는지에 대한 논쟁은 여전히 이루어지고 있다. 이는 자연 기반 솔루션에 대한 결과값이 광범위한 연구 목표, 기간, 그리고 모델링의 전제 하에 예측되었기 때문이다4,5 (보충자료 참조) . 일부 연구원은 산림 복원이 우리가 가진 가장 효과적인 기후 변화 솔루션이라고 주장한다6 (이는 강경한 논쟁들이 오간 주제이다). 이에 반해 다른 연구원들은 흔히 말하는 것처럼 자연 기반 솔루션의 영향이 빠르거나 효과적이지 않을 것이라고 주장한다7.
이처럼 교착 상태에 빠진 이유 중 하나는 많은 유명 논문들이 자연 기반 솔루션의 연간 냉각 효과에 대해 다루는 것이 아니라 연간 탄소 흡수 가능성에 대해 다루기 때문이다. 파리 협정은 온도 측면에서 구성되었기 때문에 이 둘의 차이를 아는 것은 중요하다. 연구원들은 자연 기반의 솔루션이 지구의 온도에 어떠한 영향을 미치는지 이해하고 있어야 한다.
냉각 효과에 대한 모델링을 위해서는 야심차지만 현실적인 시나리오를 고려해야 한다. 이와 관련해 공동저자(B.W.G) 중 한 명은 이전 추정치에 대한 업데이트를 진행했다4,8,9. 해당 시나리오는 자연 기반 솔루션 중 많은 조건이 제시된 프로젝트만을 검토했다. 그 조건에는 비용 효과 (CO2 1톤당 $100 미만의 비용), 식품 및 목재 제품의 충분한 국제적 생산 보장, 생물다양성의 보호 등이 포함되어 있다. 또한 토지 소유권의 존중과 지구에서 반사되는 햇빛의 양 또는 알베도 (SI 참조) 유지를 고려한다. 해당 시나리오는 온실가스 배출을 제한하기 위한 자연 기반 솔루션이 2025년까지 빠르게 증가하고, 그 결과, 탄소를 흡수하여 연간 10 기가톤 CO2 (Gt CO2 yr−1)의 비율로 배출량을 감소시킬 것이라고 가정한다. 이러한 비율은 2055년까지 1.5°C 목표를 달성할 것이라는 가장 야심찬 시나리오에서 20 기가톤까지 증가하는 추세를 보였다. 이 때, 저자는 탄소 가격이 상승할 것으로 예측했으며, 참고로 10 기가톤은 가격을 포함하는 수치다. 하지만 1.5°C 시나리오에서 30년 동안 고가의 자연 기반 솔루션 (CO2 1톤당 최대 $200; SI 참조)과 비교했을 때, 10 기가톤 CO2 는 전 세계 교통 부문에서 발생하는 배출량보다 더 많은 양이다.
이러한 방식으로 연간 10 기가톤 CO2 에 달하는 방출량을 완화시키기 위해서는 전 세계적으로 행해지는 생태계 파괴 (2억 7천만 헥타르의 산림벌채 포함)를 중단해야 한다. 또한 6억 7800만 헥타르의 생태계 (인도 면적의 두 배 이상)를 복구해야 하며, 약 25억 헥타르에 달하는 토지 관리를 21세기 중반까지 개선해야 한다4. 이는 대규모의 계획이지만, 배출량 완화를 위해 요구되는 토지의 대부분(85%)은 식량 및 목재 제품 혹은 연료의 수확량을 대체하지 않는 선에서 농업, 방목 및 생산림을 위한 기존의 토지를 관리함으로써 개선될 것이다 (‘자연 냉각을 위한 3단계’ 참조).
하지만 이러한 추정값에는 주의해야 할 사항이 있다 (SI 참조). 예를 들어, 이산화탄소 이외의 다른 온실가스에 대한 영향을 고려한다면 자연 기반 솔루션의 역할은 더 커질 수 있다. 이는 대략 1-3 기가톤의 추가적인 배출량 감소를 의미한다. 혹은 이와는 반대로 토지 기반 솔루션에 의한 탄소량 감소가 시간이 지남에 따라 줄어든다면, 장기적으로 봤을 때 자연 기반 솔루션의 기여도는 작아질 수 있다. 이러한 현상은 자연 흡수원이 포화 상태이거나 산불과 같은 기후 영향을 받았을 때 발생한다. 저자의 추정값에는 이러한 주의 사항들이 포함되어 있지 않다.
그 다음으로 저자는 이러한 수준의 자연 기반 솔루션이 2100년까지 지구 온도에 미치는 영향에 대한 모델링을 진행했다 (‘장기적인 게임’과 SI 참조). 기후변화에 관한 정부 간 협의체 (IPCC)에서 온난화의 정점을 1.5 °C 또는 2 °C로 제한을 두는 예시 경로를 살핀 후, 위에 제시된 자연 기반 솔루션의 기여도를 추가하여 시나리오를 실행했다. 예상 경로에 탄소 포획 및 저장을 통한 바이오 에너지 (BECCS)와 일부 예방이 가능한 삼림벌채를 제외하고 다른 자연 기반 솔루션은 포함되어 있지 않다.
온도 측정
저자의 분석 자료는 제시된 수준의 자연 기반 솔루션을 구현할 경우, 2055년까지 온도 상승폭이 1.5°C로 유지된다는 시나리오 하에서 0.1°C 를 추가로 줄일 수 있다는 것을 발견했다. 더 나아가, 2085년까지 2°C 또는 2100년까지 3°C를 유지한다는 시나리오에서는 0.3°C가 추가적으로 감소했다 (‘장기적인 게임’ 참조).
장기적인 게임
장기적이고 야심찬 목표로 설계된 자연 기반 솔루션 (NBS)은 2100년 이후 지구 온난화를 감소시킬 수 있다
자연 기반 솔루션이 최대 온도를 낮추는 데 가장 큰 영향력을 발휘한 시나리오는 바로 2°C 시나리오다. 1.5°C 시나리오는 더욱 야심찬 목표를 갖고 있지만, 자연 기반 솔루션이 최대 온도에 영향을 미칠 수 있는 시간이 충분하지 않다. 3°C 시나리오는 온도가 높은 곳에서 생태계의 탄소 흡수력을 한정하며 자연 기반 솔루션의 영향력을 제한한다.
전반적으로, 자연 기반 솔루션이 기후 변화를 완화시킬 수 있는 잠재력은 경제를 탈탄소화함으로써 달성할 수 있는 것에 비해 적다. 하지만 탈탄소화가 일어난다고 가정했을 때, 자연 기반 솔루션은 여전히 온난화의 일부분을 막을 수 있다 (SI 참조).
결정적으로, 자연 기반 솔루션은 최고 온도에 도달하고 오랜 시간이 지난 후에 지구의 온도를 낮춘다. 1.5°C 시나리오에서 2100년까지 총 0.4°C의 온도를 낮추는 데, 이는 2055년까지 미치는 영향의 4배에 달한다 (SI, 표 S2 참조).
이렇듯 상당한 장기적인 이점을 달성하기 위해서 몇 가지 조건이 필요하다. 좋은 품질의 자연 기반 솔루션은 다른 탄탄한 전략을 희생하지 않고 빠르게 확장되어야 한다. 예를 들어, CO2의 지질학적 장기 저장은 기술이 발전하고 가격이 하락함에 따라 향후 10년 동안 크게 증가해야 한다. 또한 자연 기반 솔루션의 장기적인 이점은 온난화를 억제하는 데 달려 있다. 온난화로 인한 영향의 빈도와 강도가 증가하여 산불과 같은 자연 재해가 일어난다면, 인류에 이득을 주거나 탄소 저장 능력을 가진 생태계는 파괴될 수 있다.
예를 들어, 손상되지 않은 이탄 지대와 오래된 열대 우림과 같이 주의 깊게 보호・관리된 생태계는 수천 년 동안 탄소를 저장할 가능성이 매우 높다. 또한 이들은 극단적인 기후 변화와 병원균에 대한 강한 회복력을 지니고 있다.
올바른 측정 기준
산림복원은 탄소를 제거하기 위한 방안 중 단기적으로 가장 실행 가능한 기회라고 평가된다. 하지만 불행하게도 산림복원을 위한 노력 중 일부는 조림・임업 분야의 활성화에 열중되어 있다. 단일재배 임업 등 제한된 수종 [樹種] 및 수령 [樹齡]을 재배하는 것은 온전한 산림 생태계를 유지하는 것과 동일한 탄소 효익을 갖을 수 없다10.
한 가지 심각한 문제는 현재 시행되고 있는 자연 기반 솔루션 중 일부가 의도하지 않은 결과를 초래한다는 것이다. 예를 들어, 캄보디아에 위치한 34,007 헥타르의 온전한 산림 생태계가 벌목 허가지역이 되었고, 그 중 상당수가 아카시아 단일 재배지로 대체되었다. 이는 기후 변화 완화를 촉진하기 위해 캄보디아에서 최초로 자금을 지원한 대규모 산림개간 프로젝트였다. 하지만 이 프로젝트는 비윤리적인 생태 황폐화를 초래하였으며, 해당 지역의 1,900가구가 타격을 받게 되었다11.
이와 유사하게 칠레 정부는 소나무와 유칼립투스의 신설 농장에 보조금을 지급하면서 1986년 이후 130만 헥타르의 자림지가 확대되었고, 해당 지역에 축적된 탄소는 약 560만 톤에 달한다. 하지만, 고유의 산림을 훼손한다면 확장이 불가능하다는 규정이 시행되지 않아 자연림 면적이 대규모로 축소되었다. 자연림을 개간하면서 1986년 이후 저장된 탄소 중 약 0.05만톤이 순감소되었다12.
제시된 예시들은 기후변화 완화를 위한 육지 기반 지침의 성공 척도로서 신속한 탄소격리 현상에만 집중한다면 어떻게 왜곡된 결과를 초래할 수 있는 지 보여준다. 기후변화 완화를 위한 활동은 적절한 측정지표로 평가 및 조사가 이루어져야 하며, 장기적으로 그들이 제공하는 다수의 편익을 고려해야 한다.
자연 기반 솔루션과 관련된 프로젝트는 장기적인 회복력 보장을 위해 4단계 수준의 강도 높은 원칙을 준수해야 한다 (nbsguidelines.info 참조). 첫째, 자연 기반 솔루션은 탄소 제거 조치의 대안이 아니다. 둘째, 광범위한 생태계를 포함해야 한다. 셋째, 원주민 및 기타 권리를 존중하면서 지역 사회와 협력해 설계해야 한다. 마지막으로 유전자 수준에서 생태계까지 모든 생물다양성을 지지해야 한다. 또한, 옥스포드 원칙13은 성공적인 상쇄효과를 위해 배출되는 CO2 톤 당 안전하고 내구성있는 이산화탄소의 제거 및 저장 기술을 요구한다. 성공의 척도에는 탄소 역학, 다양한 영양 단계별 생물다양성, 여성의 역량 강화 및 청년 고용과 같은 사회 경제적 요인이 포함되어야 한다.
자연 기반 프로젝트에 관해 다양한 우수 사례가 있다 (N.S와 C.A.J.G가 연구하는 옥스포드 대학의 자연 기반 솔루션 이니셔티브의 사례 연구 참조). 예를 들어, 1985년 이후 삼림 벌채가 금지된 인도 동부의 맹그로브 (Mangrove) 숲은 인공적인 시스템보다 사이클론의 영향으로부터 해안 지역을 보호하는 동시에 탄소를 흡수하는 수준이 높은 것으로 나타났다14. 시에라 리온의 열대 우림에서는 코코아 산림 농업 (동일한 농경지에서 그늘을 제공하는 나무 또는 추가 식량 및 수입원이 되는 파인애플, 고추, 옥수수를 코코아와 함께 재배하는 방식)으로 삼림개간이 축소되면서 지속 가능한 코코아의 생산이 가능하게 되었다. 골라 열대우림 국립공원(Gola Rainforest National Park)에서 30년 전에 시행된 산림농업 프로젝트는 생물다양성과 농작물의 수익성을 증진시켰으며, 탄소 격리와 산림 황폐화 방지를 통해 매년 약 50만 톤의 탄소를 절약하고 있다.
현명한 투자
이로서 수준 높은 자연 기반 솔루션에 대한 투자를 늘려야 하는 것은 더욱 분명해진다. 현재 자연 기반 솔루션에 유치된 투자금은 기존 기후 완화 자금4,15의 일부분을 차지하며, 이는 그들의 잠재력에 비해 매우 적은 양이다.
탄소 시장은 자연 기반 솔루션의 자금 조달에 더욱 의존하는 추세를 보인다. 하지만 자발적인 탄소 시장에서 탄소상쇄 (Carbon offset)를 이행하는 기준은 일정하지 않다. 그렇기 때문에 특정 프로젝트가 탄소 흡수원을 대표하는지, 영구적인지 또는 사회적・ 생태학적 보호 장치 역할을 하는지에 대해서는 불분명할 수 있다. 탄소상쇄에 대한 운영 표준을 준수한다면, 조직은 자연 기반 솔루션을 통해 더 낮은 비용으로 더 큰 기후 완화의 결과를 낼 수 있다. 그러나 지속적인 온실가스 배출로 인한 탈탄소화 지연을 막기 위해 화석 연료 배출을 위한 예산을 신속하게 줄여야 한다.
자연 기반 솔루션은 공공 및 민간 재정을 모두 필요로 한다. 특히, 정부는 기업이 엄격한 사회적 ・환경적 보호 장치를 충족하는 것을 보장하기 위해 생태계 관리에 대한 보상을 제공하는 동시에 세금을 부과하고 규제를 강화하는 것이 중요하다.
유엔기후변화협약 (UNFCCC)은 국가 차원의 자연 기반 솔루션 예산에 대한 분명한 지침을 제시해야 한다. 이는 파리 협정의 국가 결정 기부금 (NDC)에서 설정된 목표와 이러한 목표를 준수하는 데 필요한 모니터링, 보고 및 검증 방법론에 대한 방안을 제시할 것이다.
다음 UNFCCC 회의인 COP26는 2021년 11월 영국, 글래스고에서 열릴 예정이며, 국가 회계 보고 시스템을 구축하여 자연 기반 솔루션과 관련된 국가 예산을 강화할 수 있는 기회가 될 것이다. 이는 자연 기반 솔루션이 탄소 완화에 기여하는 실질적이고 장기적인 이점을 확실하게 할 것이다. 또한, 이는 높은 수준의 생물다양성을 보장하며, 인류의 안녕을 극대화하기 위한 지표로 설정될 수 있다. COP26에서 시급하게 다뤄야 할 사안 중 하나는 파리 협정 6조에 명시된 “온실가스 배출을 감축시키고 지속가능한 발전을 지원하는 메카니즘”이다. 6조에 정의된 ‘엄격한 규정을 준수하는 시장’은 자발적 탄소 상쇄 시장을 엄격하게 규제하는 기반을 제공할 것이다.
또한 COP26은 UNFCCC와 생물다양성 협약(CDC)에서 설정된 목표를 함께 추진시킬 가능성을 내포한다. 예를 들어, 자연 기반 솔루션 관련 프로젝트는 지역 주민에게 구체적인 설명과 함께 사전 동의를 받는 원칙을 준수해야 할 것이며, 지역 사회는 프로젝트의 기획과 관리 모든 단계에 참여해야 한다. 마찬가지로, 자연 기반 솔루션은 생물다양성을 보호하고 강화해야 한다. 이 작업은 기존의 사회적 및 생물다양성 표준을 기반으로 설계될 수 있다3.
21세기 중반에 넷제로 목표를 달성하기 위해서 우리 경제는 반드시 전례없는 속도로 탈탄소화되어야 한다. 또한 중단하기 어려운 온실가스 배출에 대응하기 위해서는 자연 기반 솔루션 및 기타 수단을 사용하여 대기 중 탄소를 제거해야 한다. 지속적인 기후 영향에 직면하여 강한 회복력을 가진 사회 및 경제 시스템으로 변화하려면 세계는 생태학적으로 건강하고, 사회적으로 평등하며, 한 세기 이상에 걸쳐 배당금을 지급하도록 설계된 자연 기반 솔루션에 지금 당장 투자해야 한다. 이를 적절하게 관리한다면, 이는 앞으로 많은 세대에 혜택을 줄 수 있을 것이다.
Nature 593, 191-194 (2021)
