포츠담 기후영향연구소, 5층짜리 주거용 목재 건물은 평방미터당 최대 180킬로그램의 탄소를 저장할 수 있으며 탄소 밀도가 높은 지상 천연 삼림보다 3배 더 크다.

시멘트와 강철 대신 목재를 사용하면 목재건물은 새로운 CO2 저감 장치가 될 수 있다(독일 포츠담 기후 영향 연구소).

도시 계획에서 시멘트와 철강을 목재로 대체하는 재료 혁명은 기후 안정화에 두 가지 이점을 줄 수 있다.
첫째, 시멘트와 철강 생산으로 인한 온실가스 배출을 피할 수 있다.
둘째, 목재는 나무가 대기에서 이전에 흡수한 CO2를 저장하고 있기 때문에 건물을 탄소 싱크로 변형 할 수 있다.

필요한 양의 목재가 이론적으로 이용 가능하지만, 그러한 확장을 위해서는 매우 신중하게 지속 가능한 산림 관리가 필요하다고 저자는 강조한다.

연구 책임저자인 갈리나 쿠르키나(Galina Churkina)는 “도시화와 인구 증가는 새로운 주거용 및 상업용 건물에 대한 엄청난 수요를 창출 할 것이므로 시멘트와 철강 생산은 우리가 행동하지 않으면 온실가스의 주요 배출원으로 남아있을 것”이라고 말했다.
미국 예일 대학교 산림 환경연구원 및 독일 포츠담 기후영향 연구소(PIK) 에 소속돼 있는 그는  "건설 부문에서 공학 목재의 사용을 크게 늘려 기후 변화를 억제하는 효과적인 수단으로 사용하면 기후위험을 피할 수 있다. 우리의 분석에 따르면 이 잠재력은 두 가지 조건에서 실현될 수 있다. 첫째, 수확된 숲은 지속적으로 관리한다. 둘째, 건물 철거에서 나온 목재가 재사용 한다."고 설명한다.

 

기후 안정화에 기여하는 4가지 목재 사용 시나리오 

과학자들은 향후 30년 기간용 4가지 시나리오를 계산했다.

만약 ‘지금과 같은 비즈니스’를 가정한다면 2050년까지 새로운 건물의 0.5%만이 나무로 건축될 것이다. 대량 목재 생산이 증가하면 이 비율이 10% 또는 50%까지 증가 할 수 있다.
현재 산업화 수준이 낮은 국가에서 전환이 이루어지면 건축물에 90%까지 생각할 수 있다고 과학자들은 설명했다.
이것은 가장 낮은 시나리오에서 연간 천만 톤, 그리고 가장 높은 시나리오에서 거의 7억 톤의 탄소를 저장할 수 있을 것이다.
목조 건물의 건설은 철강과 시멘트 생산에서 발생하는 온실가스의 누적 배출량을 절반 이상 영구적으로 줄인다.

이 수치가 매년 전 세계적으로 배출되는 약 110억 톤의 세계 탄소배출량과 비교할 때 그리 많지 않을 수 있다(비교를 더 쉽도록 이 정보는 이산화탄소가 아닌 탄소을 기준으로 함).
목재로 바꾸면 파리 협약의 기후 안정화 목표를 달성하는 데 긍정적인 차이를 만들 수 있다.

 

건설이 콘크리트와 강철로 계속 진행되고 이전 추세에 따라 1인당 바닥 공간이 증가한다고 가정하면, 광물 건축 자재의 누적 배출량은 2050년까지 CO2 배출량 예산의 5분의 1까지 도달 할 수 있다.

중요한 것은 금세기 중반까지 온실가스 배출을 ‘0’으로 줄이기 위해 파리 협약에서 정부들이 약속한 대로 2°C 이하로 유지해야 한다. 이를 위해 세계의 모든 국가가 CO2 배출을 낮추는 것이 필요하다.

이것만으로도 피할 수 없는 배출물 특히 농업에서 나오는 배출물을 보상 할 수 있다.

건물이 나무로 만들어지면 탄소 저장소가 될 수 있다.
5층짜리 주거용 목재 건물은 평방미터당 최대 180킬로그램의 탄소를 저장할 수 있으며 탄소 밀도가 높은 지상 삼림의 천연 삼림보다 3배 더 크다.
90%-목재-시나리오에서도 향후 30년에 걸쳐 목재 도시에 축적된 탄소는 전 세계 숲에 저장되어있는 총탄소량의 10분의 1보다 적다.

"지속 가능한 산림 벌채로부터 숲을 보호하는 것이 중요"

PIK의 공동 저자인 크리스토퍼 레이어(Christopher Reyer)는 “재목의 사용을 크게 늘리려면 지속 가능한 산림 파괴와 다른 많은 위협으로부터 산림을 보호하는 것이 중요하다”고 말했다. Reyer는 “지속 가능한 관리 및 규제에 대한 우리의 비전은 실제로 전 세계 산림의 상황을 개선 할 수 있다.”고 강조한다.

과학자들은 목재 수확에 대한 공식 통계에서부터 복잡한 시뮬레이션 모델에 이르기까지 여러 연결 자료를 요약해, 이를 근거로 현재 전 세계 목재 수확에 이용하지 않은 이론적 잠재력이 10%-목재-시나리오의 요구를 만족시킬 것인지를 계산했다.

전 세계 건물의 1인당 사용 바닥 면적이 증가하지 않고 현재 평균을 유지할 경우에 50% 혹은 90 %- 목재- 시나리오의 목표가 충족될 수도 있다.
레이어는 “여기에는 많은 불확실성이 있으며, 산림과 그 산물을 업그레이드하기 위한 정치적 조치가 절실히 필요하다. 또한 열대 및 아열대 지역의 소규모 소유자가 빠르게 자라는 대나무 재배를 포함해 수요를 충족시키기 위해 농장이 필요할 것이다.”고 말한다.

연료로 통나무 사용이 줄어들면(현재 통나무의 절반 정도가 연소돼 배출로 이어짐) 가공 된 목재 기반 재료로 건축하는 데 더 많은 양을 사용할 수 있다.
또한 철거 후 목재를 재사용하면 사용 가능한 목재의 양이 늘어날 수 있다. 

지구에 안전한 집을 짓기 위한 목재 기술

건축 자재로서의 목재에는 분석에 설명된 여러 가지 흥미로운 특징이 있다.
예를 들어, 큰 목재는 올바르게 사용하면 비교적 내화성이 있다. 나무의 코어는 불에 타면 탄화를 통해 외부 층을 막아 보호되므로 불에 타기 어렵다. 이것은 목조 건물이 화재에 위험하다는 광범위한 가정과는 대조적이다. 많은 국가 건축법이 이미 이러한 속성을 인지하고 있다.

연구의 공동 저자이자 PIK의 명예 이사인 한스 요어킴 쉘른후버(Hans Joachim Schellnhuber)는 “나무는 전례 없는 완벽한 기술을 제공한다. 대기에서 이산화탄소를 추출해 우리의 호흡용 산소로 변환시키고 사용할 수 있는 나무줄기로 탄소를 변환시킨다. 나무처럼 탄소를 저장하는 더 안전한 방법을 생각할 수 없다. 인류는 수 세기 동안 건물에 목재를 사용해 왔지만 이제는 기후 안정화 문제가 완전히 새로운 차원에 이르렀다. 목재를 현대 건축 자재로 가공하고 현명하게 산림 수확과 건축을 관리하면 인류는 지구상에 안전한 집을 지을 수 있다.” 고 말했다.

출처 : Nature Sustainability, 2020; doi: 10.1038/s41893-019-0462-4

출처 : 포츠담 기후 영향 연구소 Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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