입력 2026.08.13 15:25
- 이산화탄소, 메탄 등 온실가스 배출량의 시공간 변동 추적 시스템 구축
- 기존 온실가스 인벤토리를 검증 후 배출원과 흡수원의 시공간 변화를 파악할 정보 제공
연세대학교(총장 윤동섭) 대기과학과 홍진규 교수팀은 이산화탄소, 메탄과 같은 온실가스 배출량 및 흡수량 변화를 추적하는 시스템을 개발하고, 재현 가능한 모델 구성과 주요 자료를 공개했다. 이 시스템은 국립기상과학원 지원으로 2021년 세계 5번째, 아시아 최초로 세계기상기구 IG3IS 공식 프로젝트 승인을 받아 개발에 착수했으며, 이번에 개발을 완료한 모델과 자료를 공개하게 됐다.
세계 각국은 온실가스 감축을 추진하고 있지만, 실제 배출량 감소 여부를 검증하기는 어렵다. 공식 배출량은 연료 사용량, 산업 활동, 가축 두수 등을 기반으로 산정하는 '상향식' 방식으로 작성되지만, 배출계수와 활동자료의 불확실성, 시공간적 한계로 인해 대기 관측을 활용한 독립적인 검증이 필요하다. 이에 주요국은 대기 관측 기반 온실가스 배출량 감시 기법을 도입하고 있다.
특히 메탄(CH₄)은 배출원이 다양하고 간헐적 누출도 자주 발생해, 기존 통계만으로는 실제 배출량 변화를 정확히 파악하기 어렵다. 이번 시스템은 국내 메탄 배출량의 별화를 지역별, 시기별로 분석하고, 추가 조사가 필요한 주요 배출 지역을 선별하는 데 활용될 수 있다.
이번 연구는 2025년 세계기상기구(WMO) 보고서에 국내 사례로 처음 소개된 데 이어, 유럽지구과학연합(EGU) 국제학술지 『Geosci. Model Dev.』에도 게재됐다. 연구진은 대기 중 온실가스 농도를 직접 관측한 뒤 배출량을 역산하는 ‘하향식’ 방법을 적용해, 국가 공식 통계를 독립적으로 검증할 수 있는 기반을 마련했으며 관련 자료도 함께 공개했다.
연구팀은 상세 대기모델과 한반도 및 주변 초정밀 관측소의 연속 관측 자료를 결합해, 이산화탄소와 메탄의 배출 및 흡수량을 지역별로 추정해 지도화하는 시스템을 개발했다. 이 시스템은 공개 커뮤니티 모델 기반으로 구축돼 다른 국가, 해상도, 관측망에도 쉽게 확장할 수 있다. 또한 통제 실험을 통해 시스템의 일관성을 확인했고, 초정밀 관측소 확충이 배출원과 흡수원 추정의 정확도를 높이는 데 매우 효과적임을 확인했다.
분석 결과, 이산화탄소의 배출량은 우리나라가 국제사회에 보고한 공식 수치와 전반적으로 잘 일치해 국가 통계를 대기 관측으로 뒷받침할 수 있음을 보여줬다. 반면 메탄의 총배출량은 일부 기간에서 공식 인벤토리보다 높게 추정돼, 축산·폐기물·에너지 부문과 자연 배출원, 대기 수송, 배경농도 등에 대한 추가 점검 필요성을 시사했다.
연구팀은 또 이 시스템을 활용해 국내 온실가스 농도 증가 원인을 국외 유입, 배출량 변화, 기상 영향으로 나눠 분석할 수 있음을 확인했으며, 이를 통해 정책 지원과 배출원 관리 등 다양한 분야로의 활용 가능성도 제시했다.
연세대 홍진규 교수는 “각국이 파리협정에 따른 이행 실적을 점검해 나가는 가운데, 국가 인벤토리와 대기 관측 기반 추정치는 서로를 대체하는 방법이 아니라 상호 보완하는 방법”이라며 “두 결과가 일치하는 부분은 통계의 신뢰도를 높이고, 차이가 나타나는 부분은 추가 조사와 정책 개선이 필요한 분야를 찾는 데 도움을 줄 수 있다”고 말했다.
강현석 국립기상과학원장은 “기상청 연구개발을 통해 온실가스 변화에 대한 국내 배출 및 흡수 및 국외 유입 영향에 대한 과학적 이해가 한층 높아질 것이다.”라며, “국내외 온실가스 연구기관과의 적극적인 협력을 통해 2050년 탄소중립 달성에 기여하겠다.”라고 밝혔다.
윤동섭 연세대 총장은 “온실가스 배출량과 흡수량을 독립적으로 평가하는 기술은 과학 기반의 탄소중립 정책과 국가 온실가스 감축 이행 점검을 지원하는 중요한 기반이 될 것이며, 관련 연구와 국제협력이 지속적으로 확대될 수 있도록 지원하겠다.”라고 말했다.
이번 연구는 연세대 미기상학 연구실 권도윤, 구본훈, 김정원, 안재형, 이주엽 연구원과 홍진규 교수가 주도했고, 미국 에모리대와 한국환경연구원(KEI)이 공동 참여했으며, 국립기상과학원과 국립환경과학원의 연구비 지원을 받아 수행됐다.