수증기H₂O
어디서?바다·호수·식물에서 증발
얼마나?공기의 0~4%, 양은 기온이 정해요
08 / 11 · 7대 온실가스 · 지구온난화지수
어떤 온실가스를 줄여야 할까?
온실가스는 수없이 많은데, 세계가 줄이기로 약속한 기체는 7가지예요. 왜 이 7가지일까요? 기체마다 힘과 머무는 시간, 나오는 곳을 비교해 봐요.
이 장을 공부하면
- 지구의 온도에 중요한 온실가스의 종류와 나오는 곳을 말할 수 있어요.
- 국제 협약에서 줄이기로 한 7대 온실가스와 그 기준을 말할 수 있어요.
- 지구온난화지수(GWP)와 대기 중 수명을 이용해 기체들의 영향을 비교하고, 기체마다 힘이 다른 까닭을 설명할 수 있어요.
- 배출량을 무게와 온난화 효과(CO₂ 환산)로 비교했을 때의 차이를 설명할 수 있어요.
직접 해 볼 것같은 1 kg의 기체가 가두는 열을 비교하고, 전 세계 배출을 무게와 온난화 효과로 바꿔 보세요.
핵심 용어
7대 온실가스seven greenhouse gases이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황, 삼불화질소예요.
지구온난화지수GWP, global warming potential같은 1 kg이 정해진 기간 동안 가두는 열을 이산화탄소와 비교한 값이에요.
대기 중 수명atmospheric lifetime대기에 들어간 기체가 화학 반응이나 흡수로 줄어들기까지 걸리는 시간이에요.
CO₂ 환산량CO₂-equivalent각 기체의 배출량에 지구온난화지수를 곱해, 이산화탄소의 양으로 바꾼 값이에요.
대기의 창atmospheric window수증기와 이산화탄소가 거의 흡수하지 않아, 지구의 적외선이 우주로 잘 빠져나가는 파장대(약 8~13 μm)예요.
온실가스 가족
7장에서 온실가스 담요가 지구를 15 ℃로 지켜 준다는 것을 봤어요. 그 담요를 이루는 온실가스를 모아 볼까요? 수증기를 빼면 모두 사람의 활동으로 크게 늘었거나 새로 생긴 기체예요.
이산화탄소CO₂
어디서?석탄·석유·가스 연소, 숲 파괴
얼마나?280 → 약 427 ppm (산업화 이전 → 2025년)
메탄CH₄
어디서?가축·논·쓰레기 매립지·가스 누출
얼마나?산업화 이전의 약 2.6배
아산화질소N₂O
어디서?질소 비료·가축 분뇨
얼마나?약 270 → 337 ppb
오존O₃
어디서?배기가스가 햇빛과 반응해 생겨요
얼마나?지표 근처에서는 대기오염 물질이기도 해요
불소계 기체CFC · HFC · SF₆ 등
어디서?냉매·스프레이·전기 설비·반도체
얼마나?자연에 없던 인공 기체
그림 자리
assets/illustrations/ch06-gas-family.webp여섯 가지 분자 모형(수증기, 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 오존, 육불화황)을 공 막대 모형으로 한 줄로 넓게. 각 분자 옆에 작은 출처 그림(바다 물결, 굴뚝, 소, 비료 포대, 자동차, 냉장고)을 곁들여요.
이 가운데 사람이 배출해서 늘어나는 기체들을 세계는 어떻게 관리하기로 했을까요?
왜 7가지일까?
세계가 함께 세는 기체
6장에서 봤듯 적외선을 흡수하는 기체는 아주 많아요. 그중 세계가 줄이기로 약속한 기체는 7가지예요. 1997년 교토의정서에서 6가지를 정했고, 2012년에 삼불화질소가 더해졌어요. 지금 파리협정에서도 이 7가지를 세어 보고해요.
| 기체 | 주로 어디서? | 대기에 머무는 기간 |
|---|---|---|
| 이산화탄소 CO₂ | 석탄·석유·가스 연소, 시멘트·철강, 숲 파괴 | 일부는 수백~수천 년 |
| 메탄 CH₄ | 가축(소의 트림), 논, 쓰레기 매립지, 가스 누출 | 약 12년 |
| 아산화질소 N₂O | 질소 비료, 가축 분뇨 | 약 110년 |
| 수소불화탄소 HFCs | 에어컨·냉장고 냉매, 스프레이 | 수 년~수백 년 |
| 과불화탄소 PFCs | 반도체·디스플레이 공정, 알루미늄 제련 | 수천~수만 년 |
| 육불화황 SF₆ | 전력 설비(차단기)의 절연 기체, 반도체 | 수천 년 |
| 삼불화질소 NF₃ | 반도체·디스플레이 장비 세정 | 약 570년 |
기준은 세 가지예요. 사람이 배출하고, 대기에 오래 남아 쌓이고, 얼마나 나오는지 셀 수 있어서 줄일 목표를 세울 수 있는 기체예요.
그럼 빠진 기체는 왜 빠졌을까요? 수증기는 사람이 직접 늘리지 못하고 기온을 따라 변해요. 프레온은 오존층을 파괴해서 이미 몬트리올 의정서로 규제하고 있어요. 지표 근처의 오존은 굴뚝에서 바로 나오지 않고 다른 오염물질이 햇빛과 반응해 생겨서, 대기오염 물질로 따로 관리해요.
그림 자리
assets/illustrations/ch08-seven-gases.webp일곱 가지 분자 모형(이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황, 삼불화질소)을 공 막대 모형으로 한 줄로 넓게 배치하고, 뒤쪽에 옅은 지구 윤곽을 은은하게.
분자 하나의 힘
지구온난화지수(GWP)
이 기체들은 힘도 다 달라요. 같은 1 kg이라면 어떤 기체가 열을 더 많이 가둘까요? 이산화탄소를 1로 놓고 비교한 값을 지구온난화지수라고 해요. 같은 기간(보통 100년) 동안 가두는 열을 비교해요.
탐구 정리같은 1 kg이라도 100년 동안 가두는 열은 메탄이 이산화탄소의 약 30배, 육불화황은 약 2만 5천 배예요. 메탄은 20년 기준으로 보면 약 80배로 더 커지는데, 약 12년이면 대부분 사라지기 때문이에요.
메탄은 약 30배, 아산화질소는 약 270배, 육불화황은 약 2만 5천 배나 돼요. 머무는 기간도 달라요. 메탄은 12년쯤이면 대부분 사라지지만, 이산화탄소는 일부가 수백~수천 년 남아요. 그래서 메탄을 줄이면 가까운 미래의 온난화를 빨리 늦출 수 있고, 이산화탄소를 줄여야 먼 미래까지 쌓이는 것을 막을 수 있어요.
어디서 나올까?
우리 생활과 산업 속 배출원
발전·수송·난방CO₂
석탄·석유·가스를 태워 전기를 만들고, 자동차를 움직이고, 집을 데울 때
시멘트·철강CO₂
석회석을 굽고, 석탄으로 철광석의 산소를 떼어 낼 때
농업·축산·폐기물CH₄ · N₂O
소의 트림, 물 댄 논, 쓰레기 매립지, 질소 비료
냉매HFCs
에어컨·냉장고에서 새거나 버릴 때 빠져나오는 냉매
반도체·디스플레이PFCs · SF₆ · NF₃
아주 얇은 막을 깎거나 장비를 청소할 때 쓰는 불소계 기체
불소계 기체 4가지 중 3가지가 반도체와 디스플레이 공정에서 나와요. 반도체 강국인 우리나라에서 특히 중요한 기체들이에요.
그림 자리
assets/illustrations/ch08-sources.webp한 마을을 길게 펼친 단면: 화력발전소 굴뚝, 도로의 자동차, 목장의 소와 물 댄 논, 비료를 뿌리는 밭, 실외기가 달린 집, 반도체 공장. 각 장소에서 옅은 기체 구름이 피어오르는 모습.
탐구 정리무게로는 전 세계 배출의 99% 이상이 이산화탄소예요. 온난화 효과로 바꾸면 이산화탄소가 약 75%, 메탄이 약 18%, 아산화질소가 약 4%, 불소계 기체가 약 2%예요.
각 기체의 배출량에 지구온난화지수를 곱해 비교하면, 전 세계 배출의 약 4분의 3이 이산화탄소예요. 그럼 늘어난 이산화탄소는 어떻게 지구를 데울까요?
핵심 정리
- 지구의 온도에 중요한 온실가스는 수증기, 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 오존, 불소계 기체예요. 수증기를 빼면 모두 사람의 활동으로 늘었거나 새로 생겼어요.
- 세계가 줄이기로 약속한 7대 온실가스는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황, 삼불화질소예요.
- 기준은 사람이 배출하고, 대기에 오래 남아 쌓이고, 배출량을 셀 수 있는 기체라는 점이에요.
- 지구온난화지수는 같은 1 kg이 가두는 열을 이산화탄소와 비교한 값이에요. 메탄 약 30, 아산화질소 약 270, 육불화황 약 2만 5천이에요(100년 기준).
- 불소계 기체의 힘이 센 까닭은 양이 적어 흡수 여유가 많고, ‘대기의 창’ 파장을 강하게 흡수하기 때문이에요.
- 기체마다 대기에 머무는 시간이 달라요. 메탄은 약 12년, 이산화탄소는 일부가 수백~수천 년 머물러요.
- 배출량을 온난화 효과로 바꾸면 약 4분의 3이 이산화탄소예요. 반도체 공정의 불소계 기체는 양은 적어도 힘이 매우 커요.
생각해 볼 문제
- 메탄을 줄이는 것과 이산화탄소를 줄이는 것은 효과가 나타나는 시기가 어떻게 다를까요?
생각을 정리한 예시
메탄은 약 12년이면 대부분 사라지므로, 지금 줄이면 수십 년 안에 온난화를 늦추는 효과가 빨리 나타나요. 이산화탄소는 일부가 수백 년 이상 남아 계속 쌓이므로, 줄여야 먼 미래까지 온난화가 쌓이는 것을 막을 수 있어요. 둘 다 함께 줄여야 해요.
- 우리 집에서 나오는 7대 온실가스를 찾아본다면 어떤 것들이 있을까요?
생각을 정리한 예시
전기와 가스를 쓰며 생기는 이산화탄소, 음식물 쓰레기가 매립지에서 썩으며 나오는 메탄, 에어컨·냉장고 냉매(수소불화탄소)가 새거나 버려질 때 나오는 기체 등이 있어요.
배운 내용 확인하기
7문제로 이 장의 내용을 떠올려 보세요. 답을 고르면 설명이 이어져요.