온실 기체 종류(특징)

온실가스 혹은 온실기체(GHGs, GreenHouse GaseS)는 대기 중에 한번 배출되면 소멸되기 전까지 누적되어 강력한 온실효과를 일으켜 지구온난화를 야기하며, 재난급 날씨를 만들어냅니다. 이러한 온실기체는 국제기후협약에 의해 당사국 간 규제에 합의하였으며, 총 8가지 물질로 구분되어 있습니다. 1989년 몬트리올 의정서에서 염화불화탄소류(CFCs)를 규제하기 시작하였으며, 1997년 교토의정서(기후변화협약 3차 당사국 총회)에서 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소류(HFCs), 과불화탄소류(PFCs), 육불화황(SF6)을 6대 온실기체로 정의하였습니다. 이후 2011년 남아공 더반에서 개최한 17차 당사국총회에서 삼불화 질소(NF3)를 추가하여 유엔 기후협약에 따라 온실기체로 규정하였습니다. 다만 염화불화탄소류(CFCs)는 오래전부터 규제를 하고 있기 때문에 지속적으로 감소하고 있는 추세입니다. 

 

 

 

온실기체 종류

온실가스 종류	기후협약	대기 중 체류시간	배출원	온난화지수
염화불화탄소 (CFC-11, 12,113)	몬트리올 의정서(1989년)	CFC-11 : 50년 CFC-12 : 110년 CFC-113 : 85년	냉매, 세척용	4,660
이산화탄소(CO2)	교토 의정서(1997년)	100~300년	에너지, 산업공정	1
메탄(CH4)	교토 의정서(1997년)	12.4년	폐기물, 농업, 축산	28
아산화질소(N2O)	교토 의정서(1997년)	120년	산업, 비료	265
과불화탄소류(PFCs)	교토 의정서(1997년)	800~50,000년	냉매, 세척용	6,500~9,200
수소불화탄소류(HFCs)	교토 의정서(1997년)	1~270년	냉매, 세척용	140~11,700
육불화황(SF6)	교토 의정서(1997년)	3,200년	세척용	22,800
삼불화질소(NF3)	교토 의정서 후속(2011년)	500년	세척용	16,100

지구 온난화지수는 어떠한 물질 1kg이 대기 중에 배출되었을 때 일정 기간 동안 온난화에 영향을 이산화탄소라는 기준물질로 환산한 수치입니다. <IPCC, 기상청>

 

 

 

온실 기체 종류별 특징

이산화탄소(CO2)

• 지구 온난화를 유발하는 주된 물질로, 현재 가장 많이 배출되어 대기의 온실기체 중 많은 비중(복사강제력 기준, 64.3%)을 차지하고 있는 대표적인 온실기체입니다.
• 주된 배출원은 산업화 이후 화석연료를 사용하는 인간활동에 기인하고 있습니다.
• 이산화탄소가 대기 중에 배출되면 자연계에서 약 60% 정도 흡수되며, 그 60% 중에 30%는 해양으로 흡수되어 해양 생태계를 산성화 시킵니다. 이후 자연계에서 흡수되지 못한 이산화탄소는 대기 중에 누적됩니다.
• IPCC에 의하면, 이산화탄소가 대기 중에 머무르는 기간은 대략 100~300년 정도 됩니다.

 

메탄(CH4)

• 메탄은 모든 온실기체 중 이산화탄소 다음으로 많은 비중(복사강제력 기준, 17%)을 차지하고 있으며, 온난화 강도는 이산화탄소보다 더 강력합니다.
• 현재 대기 중 메탄의 농도는 지난 650만 년 동안 가장 높은 수준입니다.(남극과 북극 빙하코어 분석 결과, IPCC 2013)
  주된 배출원은 습지, 바다, 발효, 가축, 화석연료 사용 등에 기인하고 있으며, IPCC에 따르면, 시베리아의 동토영구층에 저장되어 있는 유기탄소 퇴적물은 이산화탄소로 존재하는 탄소량보다 최소 2배의 탄소를 보유하고 있습니다.
• 동토 영구층이 녹아 대기 중에 이산화탄소로 배출되면, 지구 온난화를 가속화시킬 것이며 이로 인해 더욱 빠른 속도로 동토 영구층을 녹여 온난화 속도를 증폭시킬 것입니다. 이러한 동토 영구층은 기후 예측 모델에 포함되어 있지 않으며, 어떠한 영향이 미칠지 예측되지 않고 있습니다.
• 메탄이 대기 중에 배출되면 머무르는 기간은 대략 9년 정도로 보고 있으며, 감축활동을 통해 가장 빠르게 효과가 나타날 수 있습니다.

세계 각국의 온실가스 감축 목표

세계 각국의 온실가스 감축 목표

 

아산화질소(N2O)

• 아산화질소는 일산화이질소, 산화이질소라고도 불리며, 온실기체 중 메탄 다음으로 대기 중 많은 비중(복사강제력 기준, 6%)을 차지하고 있습니다.
• 아산화질소는 의료(보조 마취제), 식품(휘핑크림 제조용 식품첨가물), 산업(반도체 세정제), 농업(질소 비료) 등에 사용되고 있습니다.
• 오존층 파괴에 대한 트리거 역할을 하며, 다만 아산화질소의 순환 시스템에 대해서는 명확하게 규명하지 못하고 있습니다.
• 아산화질소가 대기 중에 배출되면 머무르는 기간은 대략 120년 정도이며, 온난화 강도가 이산화탄소 대비 약 300배 정도 강력한 온실효과를 나타내는 걸로 보고되고 있습니다.

 

염화불화탄소류(CFCs)

• 염화불화탄소류는 프레온 가스라고 불리며 주로 인간활동에 필요한 냉매제, 발포제, 충전제 등으로 사용되지만, 우리나라의 경우 2010년부터 프레온 가스 사용이 금지되었습니다.
• 염화불화탄소류는 오존층을 파괴하는 기체로 성층권에서 자외선에 의해 분자 구조가 분해되고 분해된 염소 원자가 오존과 반응하여 그 오존은 산소로 바뀌면서 성층권의 오존층을 파괴하는 물질로 여겨지고 있습니다.
• 단순 프레온 가스가 오존층 파괴의 주범이 아니라 염소 원자가 주원인이며, 염소는 스스로 소멸되지 않고 성층권에 남아 지속적으로 오존층에 영향을 주는 기체입니다.
• 대기 중 머무르는 기간은 CFC-11은 50년, CFC-12는 110년, CFC-113은 85년으로 IPCC에서 보고되고 있습니다.

 

수소불화탄소류(HFCs)

• 수소불화탄소는 수소염화불화탄소의 대체재로 개발된 물질이며, 화학적으로 안정되어 있기 때문에 에어컨의 냉매로 사용됩니다.
• 우리나라는 2024년부터 HFC류의 국내 소비량을 감축하기로 예정되어 있으며, 미국에서도 단계적으로 폐기 예정입니다

 

오존층이 왜 중요한가?(파괴원인, 피해, 해결방안)

오존층이 왜 중요한가?(파괴원인, 피해, 해결방안)

 

과불화탄소류(PFCs)

• 전자제품, 발포제, 도금분야, 반도체 제조공정 등에서 세정용으로 사용되고 있습니다.

 

육불화황(SF6)

• 전기제품, 변압기 등의 절연체로 사용되며, 알루미늄, 반도체 산업에서로 배출하고 있습니다.
• 온난화지수가 이산화탄소보다 약 2만 배 높아 향후 지구 온난화에 큰 영향을 줄 수 있는 온실 기체입니다.
• 한번 배출되면 대기 중에 머무르는 기간은 약 3천 년으로 사라지지 않는다고 봐도 무방할 것입니다.

 

삼불화 질소(NF3)

• 대표적으로 반도체, 디스플레이 등의 제조공정 및 세척용으로 쓰이는 특수가스입니다.

<출처 : 국립 기상 과학원>