후안 엔리쿠에즈: 에너지 재배

바이오에너지는 무엇일까요? 에탄올이 아닙니다. 지구온난화도 아니구요. 바이오에너지는 우리가 생각하는 것과 다릅니다. 바이오에너지는 석유, 천연가스, 석탄입니다. 미래에 우리가 바다를 이성적으로 바라보거나 회전하거나 마이크로파를 내며 지리적 궤도를 세우는지는 앞으로 우리가 어떻게 바이오에너지를 이해하고 관리할지가 달려있습니다. 그럴려면, 우선 농업부터 살펴봐야 합니다.

농업의 역사는 11,000년 동안 지속되고 있습니다. 농업을 통해 배운것이 있다면 해충을 없애야 한다는 것이고 다양한 종류의 문제들을 해결해야 농작물을 재배할 수 있다는 것입니다 농작물 재배를 위해 물을 어떻게 사용하는지 배워서 나일강 저변으로 농업을 확산시켰습니다 이를 극대화한 것이 관개시설입니다 관개로 인해 큰 변화가 발생합니다

관개를 통해서 작물을 원하는 곳에 심을 수 있게 되어 강물이 넘치는 지역을 피했구요. 처음에 유기농법으로 시작된 농업에 기계가 도입되어 사용되었습니다 기계와 많은 양의 물로 인해 농업의 규모가 확대되었습니다 농업에 기계와 관개시설을 접목하면 보시는 것과 같은 지형이 생기게 됩니다 기계판매는 이런식으로 진행되구요 가히 공격적이라 하겠습니다 그동안의 농업은 자연을 바탕으로 이루어지던 것에서 자연을 길들이기 시작했고 자연에 많은 압력을 가하기 시작했습니다 살충제와 제초제가 대량으로 자연에 사용되기 시작했고 결국 지금 보시는 것과 같은 시스템을 갖게 됩니다

이 모든 것이 자연에 폭력을 가하는 것입니다 이러한 방식으로 우리가 지금까지 에너지에 접근해 왔습니다 농업을 통해 배운 교훈은 실제로 폭력을 가할 경우 시스템은 변화시킬수 있으며 이는 시스템을 통합하고, 시스템을 배우며 생물학을 접목시킬때 가능합니다. 또한 공학과 화학의 원칙을 지양하고 생물학의 원칙을 지향하게 됩니다 아마도 이에 관해 굉장히 중요한 사람 중의 한명이 바로 제 뒤의 사진에 나온 분일 겁니다

노먼 보래그씨입니다 노벨상 수상자이시고, 명예훈장도 받으셨습니다 정말 훌륭하신 분이십니다 왜 훌륭하시냐면 아마도 그 누구보다도 식량생산에 큰 공헌을 하셨기 때문입니다 이 분은 농업과 생물학을 접목하는 법을 연구하셨습니다 멕시코에서 이 작업을 했죠. 인도와 중국이 더이상 기근에 시달리지 않는 이유는 노먼 보래스씨가 이 국가들에 효율적 농사법을 알려주어 농업혁명을 시작했기 때문입니다. 이 점에 대해선 많은 사람들이 비난을 하기도 하지만, 사람들이 잘 모르고 있는 사실은 현재 중국과 인도에 기근에 허덕이는 사람들이 크게 줄고 곡물 수출까지 하고 있다는 것입니다

그런데 이 시스템의 모순은 정작 연구가 진행된 곳은 멕시코인데, 멕시코에서는 이 기술을 받아들이지 않고 무시했으며 이 기술에 대한 대화는 이뤄졌지만, 실제로는 적용되지 않았다는 것입니다. 현재 멕시코는 최대 곡물수입국입니다 그 이유는 멕시코가 자국에서 개발된 기술을 적용하지 않았기 때문입니다. 사실상, 보래그씨는 잘 모르실텐데 보래그의 동상이 멕시코에 없습니다. 중국과 인도에는 보래그 동상이 많습니다. 보래그씨가 총괄했던 기관은 현재 인도에 있습니다 이것이 바로 기술을 실제로 적용하는 것과 기술에 대해 토론만 하는 것이 차이점입니다. 중요한 것은 보래그씨로 인해 많은 사람들이 기아에서 벗어날 수 있었다는 것이 아니라, 기술의 역할에서 순효과(Net Effect)를 발생시켰다는 점입니다. 만약 생물학을 잘 아신다면 제 말을 이해하실 겁니다.

그렇다면 농업에는 어떠한 변화가 발생했나요? 100년 전으로 돌아가 봅시다. 1900여년쯤 농업은 900여년 당시 농부들에게도 익숙한 형태를 띄고 있습니다. 쟁기모양은 좀 다르네요. 트랙터와 같은 기기가 노새대신 사용됐습니다. 그래도 농부들은 이해했을 겁니다. 기본적으로 농사일이고, 왜 하는지, 어디가서 하는지 알았을 겁니다. 농업의 변화는 무차별적으로 사용되던 공학과 화학에서 생물학으로의 전환으로부터 시작되었습니다. 그로인해 농업생산성이 증가했습니다. 생물학으로의 전환을 통해 생산성이 향상되었습니다.

250시간이 걸려서 100부셸을 생산하던 것이(부셸:곡물량의 단위로 약 36리터) 점차 40시간, 15시간, 5시간으로 단축되었습니다. 농업생산성이 1950년에서 2000년 사이에 7배 증가했습니다. 한편 경제는 전반적으로 2.5배정도만 증가했습니다. 1인당 농업생산성이 가히 엄청나게 증가한 것입니다. 물론 이로 인해 발생한 효과는 황금물결의 곡식과 굉장히 많은 농산품입니다. 유럽연합의 예산 50%가 농업 보조금으로 사용되며 이로 인해 지나치게 많은 양의 곡물이 생산되었습니다.

이는 에너지 생산에 있어서 바람직합니다. 지금쯤이면, 몇몇분이 이렇게 생각하시겠네요 "오늘 에너지에 관한 연설을 들으러 왔는데, 생물학에 대해서만 이야기 하네." 그렇다면 에너지와 생물학의 연관성은 어디에 있을까요? 이 시스템 전체의 아이러니라 함은 우리가 현재 토론하고 있는 이 시스템에 대해 우리가 잘 알고 있지 못하다는 것이죠. 석유를 보면요. 우리는 석유가 어떻게 만들어졌는지 모릅니다. 여전히, 확실히 규명되지 않은 것이 이 검은 액체가 무엇인지 어디에서 나오는지에 관한 것입니다. 가장 근접한 추측으로는 석유가 이와 같은 것에서 나온다는 겁니다 나무가 햇빛을 흡수하고나서, 수백만년동안 압력을 받으며 썩게되면, 이와 같은 석유가 나옵니다.

위에 말한 가설에서 재미있는 점은 만약 이 가설이 사실이라면 석유와 모든 탄화수소가 결국 압축된 햇빛임을 의미합니다. 바이오에너지는 에탄올이 아닙니다. 바이오에너지는 햇빛을 받아 아메바속에서 압축시키고, 식물 내에서 압축됩니다. 석유가 이렇게 무지개색을 내기도 하죠. 이 시스템을 살펴보면, 만일 탄화수소가 압축된 햇빛이라면, 바이오에너지는 다른 방식으로 작용합니다. 그리고 우리는 석유와 다른 탄화수소를 태양전지판의 일부로 생각해야 합니다. 만일 여러분이 텍사스 서부를 비행기에서 내려다 보면, 지금 보시는 관개용 우물의 종류가 캔자스와 다른 관개지형의 사진과 비슷해보인다는 점을 아시게 될 겁니다.

이것이 석유를 재배하는 방식입니다. 석유재배와 석유의 진화방법을 생각해보면, 다시금 압력방식을 사용하게 됩니다. 앞에서 뭘 배웠죠? 규모를 크게 해야 한다는 것입니다. 그 다음엔 어떻게 했죠? 규모를 더 키워야 하겠죠. 그렇게 되면 점차 파괴적인 성격을 보이는 바이오에너지 재배가 이루어지는 것입니다. 이는 애서배스카의 타르샌드입니다. 엄청난 양이죠. 처음엔 채굴을 했습니다. 최대규모의 트럭들을 동원해서요. 그리고 나서 검은 진흙같은 것을 뽑아냅니다. 이게 기본적으로 고체상태의 석유입니다. 모래에 엉겨있죠. 그리고 많은 양의 스팀을 사용해서 석유를 분리시켜냅니다. 오늘날의 고유가에서만 가능한 작업이죠.

석탄으로 넘어가봅시다. 석탄도 기본적으로 같습니다. 이전에 식물이었는데, 석유와 다른 점이 있다면 식물이 고압력으로 불타고 압축되었다는 거죠. 그래서 식물을 태운다음에, 압력을 받게 하면 아마 이런 석탄을 얻게 될 겁니다. 물론 정확하게는 알 수 없지만요. 이 점이 우리 논쟁에 있어 재미있는 점입니다. 밀알을 태우면 이렇게 석탄과 같이 보입니다. 석탄과 완전히 다르다고 할 수는 없겠죠.

물론, 탄광은 매우 위험한 장소입니다. 왜냐하면, 일부 탄광에서는 가스가 나오기 때문이죠. 가스가 터지면 사람들이 죽게 됩니다. 그래서 일부 탄광에서만 바이오가스를 추출하죠. 일부 탄광을 위험합니다. 탄광에도 차이점이 존재하기 때문이죠. 재미있는 질문을 하자면, 이걸 가지고 무엇을 하느냐는 겁니다. 석탄에 대해 말하자면, 같은 물질이고, 같은 시스템을 이용하죠, 바이오에너지처럼요. 그리고 똑같은 기술을 적용합니다.

여기에 또한 거친 압력적 기술이 적용됩니다. 압력적 기술이 적용되면, 이렇게 산꼭대기를 깎아내고, 굉장히 많은 양의 탄소가 배출됩니다. 석탄을 이용하는 가스 발전소에서요. 하지만 바이오에너지를 가장 잘 사용하는 경우는 아닐겁니다. 이 시스템의 대안책이 무엇인지 찾는다면, 대안책을 찾는 것은 중요합니다. 왜냐하면 현재 미국에서 석유비축분이 줄어들고 있습니다. 하지만 석탄비축분은 줄어들지 않았습니다. 중국도 마찬가지죠. 엄청난 양의 석탄비축분이 있기에 석탄을 생물학적 에너지로 여겨야 합니다. 만일 석탄을 계속 화학에너지나 공학에너지로 간주한다면, 앞으로 큰 문제가 될 것입니다.

가스도 마찬가지입니다. 가스도 생물학적 산물입니다. 가스를 떠올리면, 뭔지 잘 아시죠? 여기 다른 방식의 석탄 채굴법이 있습니다. 이것은 탄층메탄이라고 불립니다. 왜 이 사진이 흥미로울까요? 만일 석탄이 정말로 압축된 식물이라면, 어떤 탄광에서는 배출되는 가스가 다른 탄광에서는 배출되지 않는 이유가, 즉, 어떤 탄광에서는 가스폭발이 발생하지만, 다른 탄광에서는 가스폭발이 발생하지 않는 이유가 압축된 식물을 먹고 가스를 생산하는 무언가가 있기 때문입니다. 이건 뭔지 잘 아시죠? 특정 음식을 먹으면 가스가 많이 나오죠. 탄광의 생물학적 과정이 이와 같을 수도 있습니다. 사실이라면, 석탄에서 에너지를 얻는 방법에 산꼭대기를 깎아내지 않아도, 석탄을 태우지 않아도 가능할 것입니다. 생물학적 방식으로 석탄을 처리하면 가능할 것입니다. 농업에서 그랬던 것처럼요.

이것이 바로 바이오에너지입니다. 에탄올도 아니고, 소수의 회사에게만 돌아가는 보조금을 뜻하지도 않습니다. 아이오와주에 옥수수를 수입해서 에탄올생산을 하는 것도 의미하지 않습니다. 바로 농업에서 발생했던 과도기를 이해하는 것입니다. 압력적인 힘에서 생물학적 힘으로 넘어가고 있습니다. 이런 방식으로라면 바이오에너지를 깨끗하게 하고, 빨리 깨끗하게 할 수 있습니다. 이미 이에 바이오에너지의 생산성에 대한 지표가 존재합니다. 만일 증기를, 수십년동안 운영된 탄전이나 유전에 분사한다면, 생산량이 상당히 증가할 것입니다. 8배 정도 증가할 것입니다. 이는 시작에 불과하다고 말할 수 있습니다.

바이오재료에 대해 생각해보면, 이 분은 인간유전자지도를 배열하신 분인데요. 지구상에 알려진 유전자와 단백질의 데이터베이스의 양을 전세계를 항해함으로써 두배로 늘리신 분입니다. 이 분은 유전자지도의 구조에 대해 오랫동안 고심해 왔습니다. 또한 많은 인재들이 이에 대해 생각해왔습니다. 이들이 세운 회사로는 신테틱 게노믹스, 캠브리아, 코돈이 있습니다. 이 회사들이 주로 하는 일은 어떻게 생물학적인 원칙을 적용해서 압력적인 힘을 사용하지 않느냐는 것입니다. 이렇게 생각해 봅시다. 특정한 목표를 위해서 프로그래밍을 한다고 생각해 봅시다. 세포를 하드웨어라고 생각하고 유전자를 소프트웨어라고 생각해 봅시다. 생명을 교체할 수 있는 코드로 생각하고 에너지가 될 수 있고 식량이 될 수 있고 섬유조직이 될 수 있고 인간이 될 수 있고, 일련의 물질이 될 수 있다고 생각해 봅시다. 그렇다면 접근방식을 바꿔서 어떻게 에너지를 구조화하고 다루고 매우 다른 방식으로 생각할지를 다뤄야 합니다.

이에 대한 첫번째 원칙은 무엇이며 우리는 어디로 나아가고 있습니까? 이 분은 위대한 인물 중 한 사람이고 정말 멋진 분입니다. 성함은 해밀튼 스미스입니다. 유전자를 절단하는 방법을 발견해 노벨상을 받으셨습니다. 제한효소라고 불립니다. 이 연구를 하실 당시 홉킨스 대학에 재직중이었습니다. 굉장히 겸손한 분으로, 노벨상을 타던 날에, 그의 어머니는 전화를 걸어 "홉킨스 대학에 너와 동명이인이 있는줄 몰랐다. 그 사람이 노벨상 수상한 사실 알고 있었니?"라고 말했습니다. 재미있죠? 어쨋든, 이 분은 정말 대단하십니다. 이 분이 매일 벤치에 앉아서 피펫을 들고 무언가를 만드는 모습을 쉽게 볼 수 있습니다. 스미스씨가 만드신 것중 하나가 바로 이것입니다.

뭘까요? 네이키드 유전자를 처음으로 이식한 것입니다. 유전자 전체를 세포에서 꺼내서 이를 다른 세포에 치환하면 별개의 종과 같이 다른 세포를 얻게 됩니다. 치환한지 한달된 세포입니다. 치환한지 두달된 세포도 마찬가지로 중요합니다. 앞서 말한 것과 영향에 대해 생각해보면, 단순히 높은 보조금을 제공해서 옥수수를 에탄올로 바꾸는 것이 중요한 것이 아니라, 생물학이 에너지가 되는 점에 대해 생각해봐야 합니다. 매우 비용이 많이 드는 과정으로 경제적으로 비싸지만 에너지 측면에서도 고비용 과정입니다.

이 사진은 앨버타주의 타르샌드안에 축적된 것을 보여줍니다. 벽돌형태의 황입니다. 타르샌드에서 석유를 분리해 내고 많은 양의 에너지를 사용하고 증기를 이용해 분리해내면 황을 분리해 낼 수 있습니다. 경유와 중유의 가격은 배럴당 14달러 정도 차이가 납니다. 그래서 이러한 벽돌형 황을 피라미드형태로 쌓아두는 것입니다. 어쨋든, 규모는 굉장히 큽니다.

만일 이 과정을 통해서 에너지를 얻을 수 있다면, 전체 시스템의 규모를 줄일수 있게되고, 생물학적인 원칙들을 에너지에 적용할 수 있게 됩니다. 이 과정을 통해서 풍력, 태양력, 원자력에너지로 나아갈수 있게 되는 것입니다. 다음 원자력발전소는 지진 단층선이 있는 해안지역에 짓진 않겠죠. 그럴리는 없겠죠?

어쨋든, 적어도 향후 십년동안 화두는 탄화수소입니다. 석유, 천연가스, 석탄이 되었든지 간에 탄화수소가 중요합니다. 제 강연이 너무 길어지기 전에, 현재 에너지 시스템에 발생하고 있는 일에 대해서 살펴봅시다. 우리가 소비하는 에너지의 86퍼센트가 탄화수소입니다. 즉, 86퍼센트의 에너지가 가공 처리된 식물이나 아메바와 같은 것입니다. 환경보호가 중요하며, 대체에너지가 중요하지만, 제대로 이어지는 것이 중요합니다. 대체에너지를 어떻게 다루냐가 미래에 있어 중요합니다. 미래를 생각할때, 고려해야 할 점은 현재 유전에 3분의 2정도가 남아있다는 것입니다. 우리는 엄청난 돈을 들이고 있고 에너지의 대부분이 저 밑에 남아있습니다. 물론 더 많은 양의 에너지를 들여가면서 다른 에너지를 찾고 있습니다. 에탄올을 얻는데 있어 이 비율은 비효율적입니다. 아마도 1이라는 에너지를 얻기 위해 1이라는 에너지를 사용하는 상황까지 갈지 모릅니다. 이는 매우 어리석게 에너지 시스템을 관리하는 것입니다.

한말씀만 더 드리죠. 마지막 그래프입니다. 유가를 안정시켜야 합니다. 유가변동폭을 보인 그래프입니다. 그렇죠? 이는 매우 안좋은 시스템입니다. 왜냐하면 기준수익률이 매우 낮기때문입니다. 태양전지판이나 풍력발전에 대한 좋은 아이디어가 나오면 그 다음에 어떻게 되는지 아십니까? 유가가 바닥을 칩니다. 그러면 대체에너지 회사가 도산을 하게 되고 그렇게 되면 다시 유가가 상승하게 됩니다.

마지막으로 제가 제안을 하나 하자면, 유럽과 미국의 유가를 안정시키자는 것입니다. 어떻게 유가를 안정시킬 수 있을까요? 비수익 세금을 부과하는겁니다. 그렇게 되면 향후 20년 동안, 유가가 35~40달러 정도 될 것입니다. 석유수출국기구 유가가 그보다 떨어지면, 세금을 부과하고, 그보다 올라가면, 세금을 폐지하는 겁니다. 이것이 기업가들에게 어떤 영향을 줄까요? 기업에는요? 이 시스템을 도입하면, 만약 에너지 생산이 배럴당 35달러나 40달러나 50달러 이하로 가능하다면, 기업의 성공이 가능하다는 겁니다. 하지만 아직은 이렇게 하기에는 무리가 있습니다. 연구비때문인데, 회사들이 도산을 하게 될 것입니다. 왜냐하면 석유수출국기구가 재생에너지와 바이오에너지 개발을 막기 때문입니다. 감사합니다.