기후변화: 지구를 식히기 위해 풍선을 띄운다.

 

지금은 2050년이고, 100년 만에 처음으로 지난 10년 동안 지구 평균 기온이 실제로 낮아졌다. 이 미래에서 지구 온난화의 갑작스러운 역전은 지구 대기를 더욱 반사적으로 만들어 완전한 탄소 중립 사회로의 전환을 완료할 시간을 벌어주는 대규모 태양 지구 공학 이니셔티브 때문이다.

 

태양 지구 공학

지구 대기에는 이산화탄소, 메탄 및 기타 "온실 가스"가 포함되어 있다. 이것들은 지구 표면에서 반사되는 태양 에너지의 일부를 가두어 우주로 계속 이동하지 못하게 하여 지구가 온도를 유지하는 데 도움이 된다.

산업 혁명 이후 인간 활동은 20세기 후반에 가속화되어 대기 중 온실 가스의 양을 극적으로 증가시켰다. 이는 정상보다 더 많은 태양 에너지를 가두어 지구 온난화로 이어지고 있다.

 

 

캘리포니아 대학교 샌디에이고 스크립스 해양학 연구소 NOAA 글로벌 모니터링 연구소

유일한 장기적 해결책은 대기 중의 온실 가스 수준을 안정화하는 것이지만, 화석 연료에서 벗어나는 것은 느리고 비용이 많이 드는 과정이며, 국가들은 현재 더 이상의 상당한 온난화를 막기 위한 궤도에 가까이 가지 못하고 있다. 그동안 지구를 식히기 위해 일부 사람들은 대기에 분무된 에어로졸을 사용하여 태양 에너지를 우주로 반사해야 한다고 생각한다.

 

성층권 에어로졸 주입(SAI)으로 알려진 이 개입이 지구 온난화에 맞서는 싸움에서 실행 가능한 무기인지 알아보기 위해 이 개입의 역사, 이것이 엄청난 실수일 것이라는 주장, 그리고 지금 이를 실행에 옮기고 있는 스타트업을 살펴보겠다.

 

우리가 걸어온 길

우리가 가는 곳(아마도)

 

백악관 과학 자문 위원회가 태양 복사 관리(SRM)로 기후 변화의 영향에 맞서는 아이디어를 처음 내놓은 지 50년이 넘었지만, 지구 온난화 문제는 더욱 악화되었다.

2010년대는 기록상 가장 더웠던 10년이었고, 기후 전문가들은 이제 우리가 배출량을 급진적으로 줄일 뿐만 아니라 이미 방출한 탄소 중 일부를 제거하여 기후 변화의 최악의 예측 효과를 피해야 한다고 말한다. 하지만 우리는 두 가지 모두 충분히 빨리 하지 못하고 있다.

이런 배경에서 기업가 루크 아이즈먼은 공상과학 책에서 SAI라는 개념을 처음 접했다. 흥미를 느낀 그는 이 주제에 대해 찾을 수 있는 모든 것을 읽고 해당 분야의 전문가와 이야기를 나누었지만, 그의 연구는 그저 좌절감을 안겨주었다.

 

그는 "나는 '왜 아무도 이걸 하지 않는 거지? 내가 여기서 무엇을 놓치고 있는 거지?'라고 생각했다."라고 말했다. "지적으로 정직한 사람은 기후 변화가 실제인지에 대해 논쟁하지 않지만, 우리는 이 엄청나게 강력한 도구를 가지고 있고, 아무도 입자에 대한 작은 연구 발표조차 하지 않았다."

 

그래서 그는 직접 하기로 결심했다. "나는 아마존에서 풍선 몇 백 달러, 헬륨 탱크, 유황 가루를 샀고, 우리는 경주를 시작했다."

 Make Sunsets

오늘날, 이세만(Iseman)과 동료 기업가 앤드류 송(Andrew Song)은 Make Sunsets의 공동 창립자이다. Make Sunsets는 지구 온난화에 맞서기 위해 실제로 지구 성층권에 반사 입자를 배치하는 스타트업이다.

 

이는 생분해성 라텍스 풍선을 방출하기 전에 이산화황(SO2)과 헬륨 또는 수소 가스를 혼합하여 채우는 방식으로 수행된다. 풍선이 상승함에 따라 감소하는 기압으로 인해 풍선이 터질 때까지 팽창하여 햇빛을 반사하는 탑재물이 방출된다.

 

Make Sunsets는 각 풍선에 카메라와 센서를 부착하여 풍선이 터지기 전에 성층권에 도달했는지 확인할 수 있다. 이를 통해 일반적으로 발사 후 약 3~5시간 후에 착륙 후 검색을 위해 터진 풍선의 위치를 ​​찾을 수 있다.

 

Make Sunsets는 현재 벤처 캐피털의 지원을 받고 있으며, 수익성을 향한 길은 탄소 배출의 온난화 효과를 상쇄하는 데 관심이 있는 사람이나 회사에 "냉각 크레딧"을 판매하는 데 중점을 두고 있다.

 

각 10달러 크레딧은 SO2 1g을 성층권으로 방출하는 데 필요한 비용을 지불하며, 이 스타트업은 1년 동안 CO2 1톤의 온난화 효과를 상쇄하기에 충분하다고 계산한다. 더 많은 크레딧을 구매하겠다는 약속으로 인해 비용이 인하된다.

 

이 글을 쓰는 시점에서 Make Sunsets는 82개의 풍선을 배치하여 53,800톤의 CO2로 인한 온난화를 상쇄했다(세계는 매년 약 370억 톤의 CO2를 배출한다). 햇빛과 공기로부터 천연가스를 생성하는 기술을 사용하는 스타트업인 Terraform Industries의 설립자이자 CEO인 케이시 핸드머(Casey Handmer)를 포함하여 500명이 넘는 고객을 보유하고 있다.

 

핸드머는 “나는 항상 Make Sunsets를 외칠 것이다. 그들이 나가서 미친 짓을 시도했고 실제로 그렇게 하고 있기 때문이다.”라고 말했다. "나는 이 회사의 초기 고객이자 가장 자랑스러운 고객 중 한 명이다."

“나는 우리가 이 일을 확실히 대규모로 해야 한다고 생각한다”라고 그는 덧붙였다. “나는 이 문제에 대해 가장 강한 목소리를 내는 사람 중 하나라는 것을 알고 있지만, 나는 진실을 말할 것이다.”

 

매달 제공되는 냉각 크레딧

논란

 

핸드머는 세계가 SAI를 지구 온도에 상당한 영향을 미칠 수 있는 수준으로 확대해야 한다고 믿는 반면, 다른 사람들은 지구를 식힐 만큼 충분한 입자를 성층권에 주입하면 수많은 부정적인 결과가 초래될 수 있다고 우려한다. 예를 들어 오존층이 고갈되거나 작물 수확량에 영향을 미치는 방식으로 강수 패턴을 변경할 수 있다.

 

성층권으로 방출된 입자는 지구로 떨어지기 전에 1~2년 동안만 거기에 머물게 되므로 냉각 효과는 단기적이지만 부작용은 더 지속될 수 있다.

 

그리고 이는 SAI에 대한 또 다른 우려를 불러일으킨다. 효과가 일시적이기 때문에 주요 이니셔티브를 중단하면 온도가 빠르게 상승할 수 있다. 이를 "종료 충격"(이세만이 처음에 SAI에 대해 배우도록 영감을 준 닐 스티븐슨의 공상과학 책 제목이기도 함)이라고 한다.

 

세계가 SAI를 최대치로 끌어올린 후 하룻밤 사이에 중단하면서 지구 온도가 급격하게 변하는 과장된 "종료 충격" 시나리오를 시뮬레이션한 것이다.

그런 일이 일어나지 않도록 하려면, 대규모로 SAI를 시도하고 싶다면 극도로 조심해야 하며, 성층권의 에어로졸 수치를 무기한으로 보충하거나 적어도 다른 방법을 알아내거나 온도가 갑자기 반등하는 것을 막을 때까지 보충할 계획을 세워야 한다.

 

좋은 소식은, 금전적 관점에서 지속적인 배치가 우리가 할 수 있는 일이라는 것이다.

2018년, 하버드 연구원들은 15년 안에 지구 온도를 1.5도 낮추기 위해 설계된 SAI 프로그램에 연간 20억~25억 달러가 들 것이라고 계산했다. 맥락을 살펴보면, 미국 연방 정부는 2023년에 청정 에너지 혁신에만 120억 달러를 예산으로 책정했다.

 

하버드 연구의 공동 저자인 게르노 바그너(Gernot Wagner)는 "특정 날짜부터 예상되는 평균 기온 상승을 반으로 줄이는 잠재적 이점을 감안할 때, 이 수치는 태양 지구공학의 '놀라운 경제성'을 떠올리게 한다."라고 말했다. "수십 개국이 그러한 프로그램에 자금을 지원할 수 있으며, 필요한 기술은 특별히 이국적이지 않다."

 

SAI가 자유롭다 하더라도 일부 사람들은 SAI가 전 세계에 영향을 미치고 모든 사람이 이에 동의할 가능성이 없다는 점을 감안할 때 이를 생각하는 것조차 비윤리적이라고 믿는다.

"이처럼 위험한 행성적 규모의 개입은 전 세계적으로 포용적이고 공정하며 효과적인 방식으로 통제될 수 없으며 금지되어야 한다."고 2022년 이후 500명 이상의 학자들이 서명한 SAI와 기타 형태의 태양 지구공학에 반대하는 공개 서한에 적혀 있다.

 

또한 이 서한의 작성자는 태양 지구공학을 기후 변화에 대항하는 실행 가능한 무기로 이야기하는 것만으로도 일부 사람들이 배출량을 줄이기 위한 조치를 취하지 않도록 하는 데 충분할 수 있다고 주장한다. 이는 지구 온난화의 근본적인 원인을 줄이는 것이다.

 

그들은 "미래의 태양 지구공학에 대한 추측적 가능성은 산업 로비스트, 기후 부정론자 및 일부 정부가 탈탄소화 정책을 지연시키려는 강력한 주장이 될 위험이 있다."라고 썼다.

 

큰 그림

그러므로 SAI는 지구 온도를 낮출 수 있는 비교적 저렴한 기후 변화 개입책이지만, 오존을 손상시키고, 식량 생산에 영향을 미치고, 대기 오염을 증가시키고, 예상치 못한 다른 문제를 일으킬 수도 있다.

그리고 이를 실행하려면 수십억 명의 사람들의 기후를 그들의 허락 없이 의도적으로 손상시켜야 하는데, 이는 비윤리적이며 갈등을 더 키울 수 있다.

 

개입책이 왜 그렇게 논란이 많은지 이해하기 어렵지 않지만, 동시에 지구 온난화를 멈추지 않으면 미래가 어떻게 될지에 대한 증거를 이미 보고 있다. 극심한 기상 악화, 식량 불안정, 서식지 상실, 경제적 불안정이 초래될 것이다.

 

그렇다면 SAI를 실행하는 것은 위험할 수 있지만, 실행하지 않는 것이 더 위험한 시점이 곧 올 수 있으며, 일부 정부는 이를 고려할 가능성이 높다. 그날이 온다면 우리는 비용과 혜택의 전체 범위에 대해 훨씬 더 잘 알고 있어야 한다. 이것이 많은 과학자들이 현재 태양 지구공학에 대한 추가 연구를 요구하는 이유이다.

 

영국의 Advanced Research and Invention Agency는 최근 기후 냉각 연구에 7,500만 달러의 자금을 지원한다고 발표했고, 2023년에는 100명 이상의 기후 과학자가 SAI와 해양 구름 밝아짐 및 권운 얇아짐과 같은 다른 형태의 SRM에 대한 "엄격하고 신속한 과학적 평가"를 주장하는 공개 서한에 서명했다.

 

머신러닝의 선구자인 앤드류 응(Andrew Ng)도 태양 지구 공학 연구에 대한 지지를 표명했다.

그는 2024년 6월에 "SAI는 유망한 기술이라고 생각하지만, 그 영향을 더 잘 이해하기 위해서는 아직 더 많은 연구가 필요하고, AI 기반 기후 모델링은 많은 미해결 문제에 답하는 데 특히 유망한 방향이다."라고 트윗했다.

 

더 많은 사람들이 SAI에 대해 생각하고 이에 대한 더 많은 AI 연구를 장려하기 위해 응(Ng)의 연구팀은 최근 Planet Parasol이라는 무료 AI 기반 기후 에뮬레이터를 출시했다. 이 도구는 기본적이지만 누구나 이를 사용하여 다양한 SAI 개입이 지구 온도에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 확인할 수 있다.

 

"잠재력에도 불구하고 SAI에 대한 연구는 그러한 개입의 다른 영향을 둘러싼 두려움 때문에 주로 낙인이 찍혔다." 공동 개발자 제레미 어빈(Jeremy Irvin)이 말했다. "그러나 우리는 지금 SAI에 대한 연구를 수행하는 것이 미래의 의사 결정권자들에게 단기적인 온도 감소를 위해 SAI를 배치하는 것을 고려할 때 보다 포괄적인 정보를 제공하는 데 중요하다고 믿는다."

 

더 많은 실험실 연구와 더 나은 기후 모델이 지구를 상당히 식힐 만큼 충분한 입자를 성층권에 주입하면 어떤 일이 일어날지에 대한 예측을 개선할 수 있을지 몰라도, 어느 시점에서는 적어도 소규모로라도 실제로 야외 실험을 수행해야 할 것이라는 데는 이의가 없다.

 

브리스톨 대학교의 취소된 기후 공학을 위한 성층권 입자 주입(SPICE) 프로젝트의 수석 연구원인 매튜 왓슨은 2014년 가디언에 "결국은 밖으로 나가야 할 것이다."고 말했다. "실험실에서 할 수 없는 일이 몇 가지 있다."

 

지금이 적절한 시점인지는 논란의 여지가 있지만, Make Sunsets는 어쨌든 그렇게 하고 있으며, 불행히도 그들은 기후 과학자가 아니고, 원치 않는 효과의 가능성을 최소화하면서 SAI의 냉각 효과를 최적화할 수 있는 종류의 연구를 수행할 준비가 되어 있지 않다.

 

다행히도 Make Sunsets가 현재 성층권에 주입하는 SO2의 양은 SAI의 잠재적 부작용을 유발할 수 있다는 우려를 불러일으키기에 너무 적고, 이세만(Iseman)은 이 스타트업이 규모를 확대하면 과학자를 고용할 것이라고 말했다.

 

그는 Make Sunsets가 2024년 말 이전에 수익성에 도달할 것이라고 신중하게 낙관하고 있으며, 이를 통해 스타트업이 "영원히 계속 운영될 수 있을 것"이라고 말하지만, 민간 부문이 실제로 나서서 오랫동안 "미친 짓"을 시도하는 데 혼자가 아닐 것이라고 희망한다.

 

이세만은 "SAI를 하기 위해 스타트업에만 의존하지 않기를 바란다. 우리는 공공재를 제공하는 이상적인 모드가 아니며 지구 온도를 낮추는 것은 대규모 공공재의 정의에 가깝다."라고 말했다.

그는 "그렇기는 하지만, 글로벌 온도 조절 장치의 다운 버튼을 가장 저렴하게 누르기 위해 싸우는 스타트업은 아무것도 하지 않는 것보다 훨씬 낫다."라고 계속 말했다.