요즘 국제사회에서 가장 심각하게 떠오른 환경 관련 이슈는 ‘지구온난화’라 할 것이다. 산업발달에 따라 석유와 석탄 같은 화석연료를 사용하고 또 개발 과정에서 숲을 파괴하면서 온실효과의 영향이 커졌다. 지난해에 이어 금년에도 지구촌 이곳저곳에서는 기상이변과 자연재해가 자주 일어나고 있다. 미국에서는 한겨울에 벚꽃이 피는가 하면 또 다른 한편으로는 이상한파가 몰아닥쳐 많은 도시들의 기능을 마비시키기도 했다. 우리나라에서도 산성비가 내리고 황사와 미세먼지가 밀려오는 것이 일반화되고 있다. 더욱이 태평양에 있는 섬나라들은 침몰 위기에 처해 있기도 하다. 모두가 지구온난화로 빚어진 현상들이다. 이러다 우리와 미래 세대들이 살아 나가야 할 터전인 이 지구가 정말 어떻게 되는 것은 아닐까하는 불안과 걱정이 든다.
그나마 다행인 것은 지난해 12월 파리에서는 신(新)기후협약이라고 불리는 ‘파리 기후협약’이 성공적으로 도출되었다는 점이다. 이는 전 세계 195개국 정상과 장관들이 모여 기존의 교토협약이 사실상 종료되는 2020년 이후부터 지구온난화 방지를 위해 개별국가마다 탄소배출량을 줄여 나가는 약속에 대한 합의를 이끌어낸 것이다. 이러한 때 경제전문가인 이철환 전 재경부 금융정보분석원장은 지구촌에서 일어나고 있는 다양한 기상이변의 징후, 원인과 폐해, 대책에 관한 의견을 알기 쉽게 제시하고 있다. 그는 지구온난화 문제를 해결하는 방안은 결국 에너지를 어떻게 활용할 것인지, 다시 말해 경제운영방식을 어떻게 바꿔나갈 것인지에 달려있다고 했다. 관련 내용을 우선 기상이변의 징후부터 게제하기로 한다. 오늘부터는 그동안의 기상이변의 징후편을 끝내고, 기상이변의 원인과 폐해를 게제키로 한다.

2015년 12월, 중국의 수도 베이징에서는 수차례에 걸쳐 대기오염 최고 등급인 적색경보가 발령된 바 있다. 자전거를 주로 이용하던 중국인들이 자동차를 타게 되면서 대기오염 물질 배출이 급격히 증가한 것이 대기오염의 가장 큰 원인으로 지목되고 있다. 실제 베이징 지역의 미세먼지 원인은 자동차 매연(22%), 석탄산화물(17%), 산업분진(16%) 등이 큰 비중을 차지하고 있는 것으로 조사되고 있다.
이러한 자동차 매연 문제는 비단 중국만이 겪고 있는 문제가 아니다. 세계의 모든 나라들이 도시화가 진행됨에 따라 자동차 매연 문제가 갈수록 심각해지고 있다. 자동차는 도시의 길을 온종일 점령하고 매연을 내뿜는다. 국제에너지기구(IEA, International Energy Agency) 자료에 의하면 2013년 기준 전 세계 이산화탄소 배출원(排出源)은 전력 등 에너지 분야에서 42%, 자동차매연 23%, 산업분진 19%, 가정 6% 등으로 나타났다.
더욱이 자동차 보유대수 또한 매년 크게 늘어나고 있다. 미국 자동차 전문지인 『워즈 오토((Wardsauto)』는 2011년 8월 16일부로 전 세계에서 운행 중인 승용차, 트럭, 버스 등 각종 자동차의 보유대수가 10억 대를 돌파했다고 발표했다. 이후 전 세계 시장에서는 약 8,000만 대 정도의 자동차가 매년 판매되었다. 2016년에도 전년 대비 2.9% 증가한 8,850만 대가 판매될 것으로 전망되고 있다. 특히 중국의 자동차 보유가 급속히 늘어나고 있다. 2009년 미국을 제치고 세계 최대 자동차 시장에 등극한 중국은 2013년 단일국가 최초로 판매량 2,000만 대를 돌파했다. 지난 2014년에는 2,350만 대의 판매대수를 기록해 전년 대비 6.8%에 달하는 높은 성장세를 보였다. 내수 판매량이 150만 대 수준인 우리나라와 비교하면 15배 이상 큰 시장인 셈이다.
우리나라의 자동차 등록대수도 2014년 10월 30일로 2천만 대를 돌파했다고 전해지고 있다. 자동차 등록대수가 2천만대를 넘어선 것은 전 세계적으로 15번째이며 아시아에서는 일본(1972), 중국(2002), 인도(2009)에 이어 4번째이다.

자동차가 배출하는 가스와 매연은 그 종류가 매우 다양하다. 그중에서도 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 입자상물질(PM) 등 4가지는 자동차에서 배출되는 양의 90% 이상을 차지하고 있으며 인체에 대단히 해로운 배출가스이다.
일산화탄소(CO)는 탄소와 산소가 짝을 이루어 형성되는 불안정한 물질로 반응에 필요한 열과 산소가 있으면 산소 하나가 더 붙어 이산화탄소로 변한다. 일산화탄소는 혈액 중에 산소를 운반하는 헤모글로빈과 반응하여 중독 증상을 일으키기 때문에 인체에 유해하다. 탄화수소(HC)가스는 그대로라면 냄새가 나는 정도의 것이지만 대기 중에 산소 및 질소 화합물과 화학반응하면 알데히드라고 하는 자극이 강한 유해한 물질로 변화한다.
질소산화물(NOx)은 질소가 연소 과정에서 산소와 고온에서 결합하여 형성되는 화합물로서 물과 반응해 질산(HNO3)을 만드는데, 이는 산성비와 미세먼지의 주요 원인이 된다.
입자상물질은 연료 즉 탄화수소가 연소하고 작게 분해된 입자가 되어 배출된 것을 말하며 다량으로 배출되는 경우에는 자동차에서 검게 배출되는 매연으로 쉽게 눈에 뛰는 것이다. 이 밖에도 오존, 황산화물, 휘발성 유기화합물 등이 배출되는데 이것들은 소량이더라도 극도로 유해한 2차생성물로 변화되는 유해물질이다.

<사진=신화/뉴시스>

자동차에서 방출되는 배출가스의 양이나 질은 엔진기관이나 자동차의 종류, 주행조건 등에 따라 변화하고, 또 같은 자동차라도 정비가 양호한지 불량한지의 여부, 사용연수 등에 따라 변화한다. 그러나 매연의 발생은 자동차가 석유를 연료로 하는 내연기관을 동력원으로 하는 이상 본질적으로는 피할 수 없는 것이다.
디젤엔진과 가솔린엔진의 기동원리는 다르지만 기본적으로는 공기를 압축하여 연료를 착화시켜 기동하는 원리를 가진다. 착화(着火, ignition)란 연료를 공기 또는 산소와 함께 가열했을 때 어느 온도에서 점화를 하지 않아도 연소하기 시작하는 현상을 말한다. 이때의 온도를 ‘착화온도’라고 한다. 그런데 공기가 부족하면 착화온도 미달로 매연이 나온다. 또 압축력이 약하거나 연료를 미세하게 분사하지 못해도 매연이 나오게 된다. 특히 매연은 디젤엔진에서 많이 나온다. 디젤엔진은 작고 가벼우면서도 연료효율이 높은 값싼 엔진으로 평가받게 되면서 선박과 트럭, 열차, 잠수함 등 대형 기관에 사용되기 시작됐다. 우리나라에서도 대형차인 트럭과 버스에 주로 사용되었고 이후 승합차나 SUV 등 점차 사용 범위가 확대됐다.

그러나 디젤엔진 차는 매연, 즉 환경오염 물질이 많이 배출한다는 점에서 우려의 목소리도 높아갔다. 디젤엔진 차는 일반적으로 미세먼지와 질소산화물을 많이 내놓는다. 이는 연료인 경유가 불완전연소를 할 뿐만 아니라, 디젤엔진이 연소할 때 공기의 비율이 높기 때문이다. 이에 따라 디젤엔진 차량은 출력이 좋고 효율은 높지만 그만큼 매연을 많이 발생시킨다. 그렇기 때문에 EGR밸브(Exhaust Gas Recirculation Valve)라는 배기순환 밸브를 의무적으로 장착하고 있다. 배출가스 재순환장치인 이 밸브의 역할은 매연을 또다시 공기와 혼합시켜 연소실에 들어가도록 재순환시켜준다. 이처럼 매연을 거의 완전연소시킴에 따라 디젤엔진 자동차는 이제 오히려 가솔린 자동차에 비해 이산화탄소와 매연을 적게 배출하게 되었다. 이 기세를 몰아 디젤 엔진 차는 ‘클린디젤(clean diesel)’이란 이름으로 친환경 이미지를 가지게 되었다.
그러다 2015년 10월, 폭스바겐 자동차사의 배기가스 조작 사태가 터지자 사정이 180도 달라졌다. 2015년 9월 미국 환경보호청(EPA, Environmental Protection Agency)은 독일의 유명한 자동차 제조사인 폭스바겐 그룹의 자동차들이 배기가스 배출량을 속이는 소프트웨어를 차량에 설치한 사실을 밝혔다. 그리고는 해당 차량 48만 2,000대를 리콜(recall)하도록 명령했다. 배기가스 검사 시에만 배출 통제 시스템을 정상 작동시켜 배기가스 환경기준을 통과할 수 있도록 하고, 일반 주행 시에는 시스템을 중지해 연료소비 효율 및 출력을 극대화하는 '꼼수'를 부린 사실이 적발된 것이다. 추가적인 조사 결과 폭스바겐은 지난 2004년부터 계열사인 아우디(AUDI) 차량에도 불량배기 관련부품을 사용해 왔으나 이를 숨겨온 것이 드러났다. 이 매연 조작 스캔들로 인해 폭스바겐은 15년 만에 처음으로 적자를 기록했다. 이후 폭스바겐뿐만 아니라 일본의 닛산 등 다른 자동차 회사들도 매연가스 배출 조작에 대한 의심을 받으면서 조사를 받았다. 더욱이 이제는 경유에서 질소산화물이 많이 배출되어 미세먼지를 유발한다는 조사결과까지 나오고 있어 경유를 연료로 활용하는 디젤엔진 차는 논란의 한가운데 서있다.

세계에서 자동차의 배출가스 규제가 가장 먼저 시행된 곳은 미국 캘리포니아주의 로스앤젤레스이다. 도시화가 급격히 진행된 로스앤젤레스에서는 이미 1943년에 유명한 LA 스모그가 발생했는데, 이것이 미국에서의 자동차 배출가스 공해의 시작이었다. 이후 자동차의 배출가스가 스모그의 유력한 발생원으로 지목되면서 캘리포니아 주에서는 1959년 자동차 오염물질의 배출농도 기준을 설정하고, 1960년 「자동차오염방지법」을 제정하였다. 이후 연방정부에서도 자동차 배출가스 오염방지를 위한 관련법들을 제정하여 전국적으로 통일된 배출가스 규제가 시작되었다. 즉 1970년에는 환경보호청(EPA, Environmental Protection Agency)이 설립되고, 일명 ‘머스키(Muskie)법’이라 불리는 「대기오염방지법(Clean Air Act)」이 제정되었다. 이로써 미국은 오늘날 환경보전에 관한 규제나 지도에 있어 세계적으로 주도적 역할을 하고 있다.
극심한 환경오염 문제에 시달리는 중국정부도 최근 자동차 매연을 줄이기 위해 전기차 산업 육성정책을 강력히 추진하고 있다. 우리나라에서 자동차의 배출가스가 문제되기 시작한 것은 경제력의 신장으로 자동차 보유대수가 크게 증가하기 시작한 1980년대 후반부터였다.
한편, 우리나라는 최근 경유가격의 인상을 통해 경유를 연료로 사용하는 디젤엔진 자동차에 대한 규제를 강화하려는 시도가 있었다. 이는 경유차가 가솔린 자동차에 비해 미세먼지를 유발하는 질소산화물을 많이 배출한다는 점 때문이었다. 그러나 경유차를 주로 서민들이 많이 사용하고 있다는 점, 미세먼지를 촉발시킨 주원인이 경유차에 있기보다는 기본적으로 산업화에 따른 화석연료 사용 증가에서 비롯되고 있다는 점 등 경유차 규제에 대한 논란이 뒤따랐다. 이를 계기로 정부가 ‘미세먼지 종합대책’을 마련· 발표하였는데, 우리 사회 구성원 모두가 대기오염과 기후변화에 대해 더욱 큰 관심을 가져야 할 것이다.

저자 이철환 약력
- 20회 행정고시(1977년) 합격
- 전 재정경제부 금융정보분석원장
- 전 한국거래소 시장감시위원장
- 현재 한국무역협회 초빙연구위원 겸 단국대학교 경제과 겸임교수
- 저서: 숫자로 보는 한국의 자본시장, 중년예찬, 문화와 경제의 행복한 만남, 좋은 돈 나쁜 돈 이상한 돈 등 다수