태양에너지 순환과 지구온난화의 근본적 딜레마

현재 지구 생태계 전체를 위협하는 환경문제로는 지구온난화와 오존층 파괴가 있는데, 이 중에서 지구온난화는 에너지 흐름의 교란에서 온 것이고 오존층 파괴는 물질 흐름의 교란으로 인한 것이다. 현대 이전에도 지역에 따라서는 에너지 부족으로 환경문제가 발생한 일은 있다. 

그러나 현대에는 전 세계적인 에너지 사용의 급증으로 인해 화석연료와 원자력 같은 재생불가능한 에너지가 도입되었고, 이에 따라 그 이전까지 평형을 유지해 왔던 지구의 에너지 흐름이 교란되어 결국 지구온난화라는 문제가 나타났다. 지구온난화는 산업혁명 이래 화석연료 사용이 급격하게 늘어나면서 발생한 것이다.

인류 역사에서 이용된 거의 모든 에너지는 태양으로부터 온 것이다. 지구에서 흐르는 에너지의 99.99%는 태양에너지이거나 태양에너지가 변형된 것이기 때문이다. 선사시대 이래 가장 많은 에너지를 공급해 온 나무는 태양에너지가 광합성작용을 통해 나무에 저장된 것(화학적 에너지)이고, 수차를 이용해서 얻는 수력은 태양에너지에 의해 증발된 물이 비로 바뀌어서 높은 곳으로 떨어졌다가 낮은 곳으로 흐를 때 발생하는 에너지(물리적 에너지)를 이용하는 것이다. 

수력은 직접적으로는 물의 흐름을 이용하는 것이지만, 이 흐름을 일으킨 에너지는 태양에너지이다. 유럽에서 14세기 이래 널리 퍼져 나갔던 풍차도 직접적으로는 바람의 힘을 이용한 것이지만, 바람의 움직임을 만들어 낸 것은 태양에너지이다. 지구상에 태양이 비침에 따라 지표면 근처의 대기가 지표면의 복사열을 받아 더워지고 이 대기가 위로 올라가면서 대기의 이동이 생겨나서 바람이 불기 때문이다.

화석연료는 태양에너지가 쌓여서 만들어진 것이다. 석탄은 수억 년 전에 태양에너지를 받아서 자라난 나무가 압력과 열을 받아 만들어진 것이고, 석유도 미생물이나 동물 찌꺼기가 강한 압력과 열을 받아 변형된 것이기 때문이다. 화석연료를 사용하기 전 인류는 태양에너지의 짧은 순환에 맞추어서 에너지를 얻어 썼다. 

나무, 기타 바이오매스, 수력, 풍력, 태양열 등이 모두 보통 1년 이내 또는 길어야 수십 년 정도밖에 안 되는 에너지 순환고리 속에서 재생가능한 에너지의 이용도 현재와 같은 산업구조와 소비생활이 지속되는 한 장기적으로는 온난화 문제를 해결하는 데 큰 기여를 못할 것이다. 왜냐하면 재생가능한 에너지도 무한정 존재하는 것은 아니기 때문이다. 

우리가 태양에너지를 자유롭게 이용할 수 있게 된다 하더라도 단위시간당 지구에 투입되는 태양에너지의 총량은 변함이 없다. 이 사실은 우리가 사용할 수 있는 태양에너지의 양이 제한되어 있다는 것을 의미하고, 현재와 같이 에너지 소비가 점점 더 늘어나는 산업구조와 생활양식이 유지되는 한은 태양에너지로 화석연료나 원자력을 완전히 대체할 수 없다는 것을 의미한다. 

메탄이나 원자력 발전, 재생가능한 에너지의 예는 현재 우리 인간이 영위하는 삶이 그 이전의 삶에 비해서 대규모의 환경문제를 유발할 수밖에 없게 변했다는 것을 보여 주고 있으며, 결국 우리 생활양식이 유지되는 한은 지구온난화와 같은 전 지구적 환경문제의 해결이 대단히 어렵다는 것을 말해 준다.