인류가 배출하는 온실가스 가운데 메탄(CH₄)은 이산화탄소(CO₂) 다음으로 중요하게 꼽힌다. 한번 배출되면 대기 중에서 평균 9년가량 잔존해 CO₂보다 훨씬 짧지만, 태양에서 지구로 왔다가 다시 우주로 빠져 나가는 에너지를 훨씬 더 많이 붙잡기 때문에 지구온난화 잠재력은 더 높다.
지난 20여 년 동안 대기 중 메탄 농도는 인위적 배출과 자연적 요인이 복합적으로 작용하면서 꾸준히 증가해 왔다. 과학계에 따르면 산업화 이전 대비 현재까지 진행된 지구 평균기온 상승 중 상당 부분이 메탄 증가와 직·간접적으로 연결돼 있다.
메탄은 30~40년 규모에서 온도 상승을 크게 자극하는 특성이 있어, 배출이 늘 경우 단기간에 기후 위험이 급증할 수 있다. 반대로 감축 효과 역시 비교적 빠르게 나타난다.
메탄은 단기적으로 CO₂보다 지구 온난화에 훨씬 큰 영향을 미친다. 메탄 감축은 수십 년 단위의 장기 전략이 아니라, 당장 기후 변화의 속도를 늦출 수 있는 '즉각적 대응 수단'으로 평가받는다.
각국 정부와 국제사회는 메탄을 기후 정책의 핵심 변수로 주목하는 이유다.
◇글로벌 메탄 배출, 아시아가 핵심 무대
전 세계 메탄 배출의 상당 부분은 인위적 활동에서 비롯된다.
미 하버드대학 연구팀이 최근 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 발표한 연구에 따르면, 2023년 기준 전 세계 인위적 메탄 배출량은 약 375테라그램(Tg), 즉 3억7500만톤으로 추정된다. 이는 각국이 유엔기후변화협약(UNFCCC)에 공식 보고한 수치보다 약 15% 높은 수준이다.
하버드대학 연구팀이 위성 관측 자료를 활용한 역모델링 분석 결과, 전 세계 인위적 배출량의 약 39%가 중국·미국·인도·브라질 등 상위 4개국에서 발생한 것으로 나타났다.
배출원을 세부적으로 보면 축산·폐기물·석유가스산업·벼농사 순으로 기여도가 컸다. 특히 석유·가스 부문과 벼농사의 경우, 기존 국가 보고 체계에서 실제 배출량이 과소 또는 과대 평가됐을 가능성이 제기된다. 여기에 더해, 그동안 공식 인벤토리에서 거의 다뤄지지 않았던 수력발전 저수지가 전 세계 인위적 메탄 배출량의 약 6%를 차지한다는 분석도 나왔다. 수력발전 저수지에서는 댐 건설로 물에 잠긴 유기물이 썩으면서 메탄이 발생하며, 터빈을 통과할 때 기포 형태로 빠져나오거나 물속에 녹아 있다가 대기로 방출된다.
지역별로는 아시아의 비중이 두드러진다. 2008~2017년 평균 기준으로 아시아는 전 세계 메탄 배출량의 약 30%를 차지했다. 이 가운데 동아시아가 아시아 전체 배출량의 3분의 1 이상을 기여했다. 특히 동아시아 메탄 배출의 94%는 인위적 발생원에서 비롯된 것으로 분석돼, 정책 개입 여지가 크다는 평가가 나온다.
◇한국의 메탄 배출 구조와 '보이지 않는 편차'
한국 역시 메탄 배출의 대부분이 인위적 요인에 의해 발생한다. 국제 연구진이 구축한 배출량 통계(EDGAR v7.0 인벤토리)에 따르면, 한국의 메탄 배출은 폐수 처리와 농업 부문이 전체의 약 86%를 차지한다. 농업 부문에는 가축 장내 발효와 벼 재배가 포함된다.
폐수 슬러지 처리 탱크나 되새김질 하는가축의 장, 벼논(무논)의 바닥 등 산소가 없는 조건에서 미생물이 유기물을 분해할 때는 CO₂ 대신에 메탄이 생성된다.
국립기상과학원 연구진이 최근 공개한 연구에서는 한국의 메탄 배출량을 대기 관측과 역모델링 기법으로 재추정했다. 이에 따르면 2010~2021년 12년간 한국의 연평균 메탄 배출량은 약 1.66Tg, 즉 166만톤으로, 기존 상향식 인벤토리 추정치보다 3~9%가량 낮게 나타났다. 이는 특히 농업 부문에서 계절별 배출량이 과대평가됐을 가능성을 시사한다.
이 연구는 또 다른 중요한 변화도 보여준다. 같은 기간 폐기물 부문의 메탄 배출은 약 22% 증가한 반면, 농업 부문 배출은 소폭 감소하는 추세를 보였다. 논 면적 감소와 농업 관행 개선이 영향을 미친 것으로 해석된다.
특히 서울 수도권과 같은 인구 밀집 지역에서는 폐기물 부문의 실제 배출량이 기존 인벤토리보다 낮을 가능성이 제기되면서, 도시 메탄 관리 정책의 정밀화 필요성도 부각됐다.
◇ 벼농사의 역설… 메탄 배출과 냉각 효과의 공존
벼농사는 기후변화 논의에서 가장 복합적인 대상 중 하나다. 두 얼굴을 갖고 있다는 얘기다. 논은 전 세계 농업 메탄 배출량의 약 30%를 차지하는 주요 배출원이지만, 동시에 지표면 온도를 낮추는 생물물리학적 냉각 효과를 제공한다.
중국 저장대학 연구팀이 최근 '네이처 커뮤니케이션스'에 발표한 위성 기반 연구에 따르면, 전 세계 논 지역은 벼 재배 기간 동안 다른 경작지보다 주간 지표면 온도가 평균 0.2℃ 이상 낮게 나타났다. 논의 규모가 클수록 냉각 효과는 더 뚜렷했고, 이 효과는 논 경계를 넘어 주변 지역으로까지 확산되는 경향을 보였다. 이는 논에서 일어나는 증발산 작용을 통해 태양 에너지가 잠열 형태로 전환해 지표를 가열하는 현열을 줄이기 때문으로 분석된다. 물이 액체에서 기체인 수증기로 전환되는 데 태양에너지가 사용되면서 주변 기온 상승이 일어나지 않는다는 의미다.
다만 이러한 냉각 효과는 주간에 집중되며, 야간에는 태양 복사가 없어 효과가 거의 나타나지 않는다. 그럼에도 불구하고 논이 여름철 지역 열환경을 완화하는 기능을 갖고 있다는 점은, 농업 정책과 기후 적응 전략을 함께 고려해야 할 필요성을 보여준다.
◇ 메탄 감축을 향한 국제사회와 한국의 선택지
한국은 2050년 탄소중립 달성을 약속하면서, 2030년과 2035년 국가 온실가스 감축목표를 제시했다. 동시에 한국은 국제 메탄 서약(Global Methane Pledge)에 참여해, 2030년까지 전 세계 메탄 배출량을 2020년 대비 30% 감축하는 공동 목표에 동참하고 있다.
이러한 목표를 실현하기 위해서는 무엇보다 정확한 배출량 파악이 선행돼야 한다. 대기 관측과 역모델링을 활용한 최근 연구들은 기존 상향식 인벤토리의 한계를 보완하고, 부문별 배출 편차를 교정하는 데 중요한 역할을 한다. 전문가들은 배출 계수의 정교화, 계절·지역별 시간 프로파일 개선, 관측소 확대와 같은 기초 인프라 투자가 메탄 정책의 성패를 좌우할 것이라고 지적한다.
한편, 메탄의 강력하지만 짧은 온난화 효과를 상쇄하기 위한 보완적 해법도 제안되고 있다.
영국 런던 정치경제대학교 그랜섬 기후변화환경연구소 연구진은 최근 '네이처 기후변화(Nature Climate Change)'에 기고한 글에서 메탄의 기후 영향을 줄이기 위해서는 '일시적 CO₂ 제거'를 활용하는 것도 방법이라고 제안했다. 나무를 심어 CO₂를 흡수하는 것과 같은 자연 기반 해법을 적용하면 CO₂를 영구적으로 제거할 수는 없더라도 메탄 영향에 대한 완충 작용이 가능하다는 것이다.
이는 단기적인 온도 상승을 억제하면서 세대 간 부담 전가를 줄일 수 있는 방안이기도 하다. 아울러 농업 부문을 보다 유연하게 기후 정책 체계 안으로 편입시키는 데 활용될 수 있다.
메탄 문제는 단순한 감축의 대상이 아니라, 농업·에너지·폐기물·기후 적응이 교차하는 복합 의제다. 특히 벼농사처럼 온난화 요인과 냉각 효과를 동시에 지닌 시스템의 경우, 배출 감축과 지역 기후 완화라는 두 가지 측면을 함께 고려하는 균형 잡힌 정책 설계가 요구된다. 메탄을 어떻게 다루느냐에 따라, 향후 수십 년간 기후 변화의 속도와 사회적 비용은 크게 달라질 수 있다.
