미국, 해수담수화·물 재이용 적극 도입
가뭄·홍수·태풍·해일 빈발로 물 확보 위한 에너지 수요 급증
캘리포니아, 사용된 물 활용 전력 19% 생산 냉난방 에너지로 사용 
 

 

기후변화는 전 세계적으로 물 관리에 큰 영향을 줄 것으로 예측되고 있다. ‘기후 변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)’는 지난 2007년 그룹간 경제회의를 통해 지금으로부터 약 100년 이후에 온도가 섭씨 1.1∼6.4도 정도 올라갈 것으로 추정된다고 발표했다.

 

해수면도 18∼59㎝ 가량 상승하며 더욱 강력한 가뭄, 홍수, 태풍, 해일이 빈번히 발발하고 빙하기에 빙하가 녹거나 산 위의 만년설이 녹는 현상도 두드러질 것으로 보고 있다.

 

이런 현상들은 수자원 공급 측면에서 지표수와 지하수에 영향을 끼치고 수질의 염도, 온도를 변화시키며 부영양화 등을 초래할 수 있다. 염수가 담수 쪽으로 흘러 들어가는 ‘해수층 침입’ 현상이 나타나면 수질의 염도가 높아진다.

 

또 CO2가 대기 중에서 증가할수록 물 속 pH(수소이온) 농도가 낮아지면 대양이 점차 산성화되는 ‘대양의 산성화’ 현상이 나타나게 된다. 이에 따른 간접적인 여파로는 해수를 탈염하거나 재이용할 물을 역삼투화 하는 데에 많은 에너지를 필요로 하게 될 것이다.

 

또한 도심용수와 농업용수, 전력생산 분야에서 제한된 수자원을 활용하기 위한 경쟁이 치열해질 것으로 예상된다. 온도가 상승하게 되면서 일정한 구간 내에 멸종되는 종도 늘어나게 되므로, 환경적인 측면에서 사람과 자연을 보호하려는 의지가 요구되며 멸종위기에 처한 종에 대한 보호도 시급하다.

 

미국은 다양한 기후와 지리적 조건을 가지고 있다. 건조한 곳과 습윤한 곳, 해안 지역과 내륙지역에 각각 기후변화의 영향이 다르게 미치고 있어 4개의 지역유형별로 살펴볼 수 있다.

 

 전체적으로 동쪽으로 갈수록 더욱 습기가 짙어지는 데 동부의 많은 양의 강우에 비해 강수량이 적은 서부는 관개 시스템이 많이 개발돼 있다. 이런 이유로 동부와 서부가 관개 시스템 개발이나 강수조절을 하는데 있어서 분리 진행될 필요성이 제기되고 있다.

▲ 미국 내륙의 건조지역인 미시시피강의 서쪽 사구를 살펴보면, 기온이 올라가면서 수증기 증발이 더욱 강해지고 있다.

4개 유형 중 ‘해안건조지역’에는 미국 서부 캘리포니아(California)가 해당된다. 그리고 태평양, 북서부 지역, 북동부 지역 등 남부해안 지역이 ‘해안습윤지역’이다. 또 미국 중남부인 미시시피(Mississippi)강 서쪽의 경우 ‘내륙건조지역’, 동쪽은 ‘내륙습윤지역’에 속한다.

 

각 지역에서는 기후변화에 대해 다른 각도로 접근하고 있다. 일부 지역은 허리케인이나 홍수를 염려하고, 다른 쪽에서는 가뭄을 우려한다. 따라서 개별 영역을 기준으로 어떤 대응책을 세워야 하는 지 짚어보는 것이 필요하다.

 

우선 캘리포니아는 건조하면서 해일 위험이 있는 곳으로 향후 보다 빈도수가 높은 홍수와 가뭄이 있을 것으로 예측되고 있다. 특히 시에라네바다산맥(Sierra Nevada Range)에서 만년설이 융해되는 현상도 많이 목격되고 있다.

▲ 기후변화로 인해 시에라네바다산맥에서 만년설이 융해되는 현상이 자주 일어나고 있다.

결국 이는 홍수를 증가시키고, 여름에 사용할 수 있는 물을 감소시킨다. 또 만년설의 융해 현상은 얼마나 여파를 미치는 가도 중요하지만 얼마나 빨리 여파를 미칠 것인지가 더욱 중요하기 때문에 미국에서 이와 관련된 연구가 진행되고 있다. 

 

내륙의 건조지역인 미시시피강의 서쪽 사구를 살펴보면, 기온이 올라가면서 수증기 증발이 더욱 강해지고 있다. 일부 산성화된 지역의 경우에는 건조화 현상이 더욱 심해지면서 결국 수자원 공급이 줄어들어 수자원을 차지하기 위한 경쟁이 심화될 수 있다.

 

콜로라도(Colorado)강도 건조 상황이 진행되고 있으며, 이는 경제효과처럼 바로 라스베가스(Las Vegas)에도 큰 영향을 미치고 있다. 반면, 미시시피강의 동부에 속한 ‘내륙습윤지역’은 홍수의 우려가 계속되고 있다.

 

‘해안습윤지역’에는 태평양 북서부, 북동부, 그리고 남부해안 지역이 속해있는데 이중 텍사스(Texas)가 향후에 보다 많은 빈도수의 허리케인 발생을 받을 것으로 예측된다. 그리고 허리케인 발생이 부근 수계에 막대한 영향을 미치게 될 것이라는 것도 우려사항 중에 하나이다.

 

미국 물관리국들은 기후변화를 다루는 많은 전략들을 개발했다. 이와 더불어 에너지와 물의 상호작용 또한 설명하고 있다. ‘노 리그릿(No Regrets)’이란, 각 지역에 대한 물 관리 전략을 나타낸다. 또한 미국과 환태평양 지역 기후변화를 다루는데 서로 어떻게 도움이 될 지에 대한 방법을 찾고자 물과 기후변화에 대한 잠재적인 국제 협력 분야들이 개발되고 있다.

 

에너지를 위한 물 자원 수요도 더욱 늘어날 전망이다. 예를 들어 원자력, 수력이나 각종 냉각수를 활용하는데 있어서도 많은 수자원의 수요가 증가할 것이다. 따라서 해수 담수화나 하수 재이용 방법을 적극 도입할 필요가 있다.

 

캘리포니아에서는 폐수 및 이미 사용된 물을 활용해 전력의 19%를 발생했다. 발생된 전력은 난방 및 냉방 에너지로 사용된 바 있다. 캘리포니아 에너지위원회에서는 수자원을 활용해 보다 많이 에너지화 시킬 수 있는 방법에 대한 연구를 앞서 시작해왔다.

 

현재 플로리다 해안에서는 미국 최대 시설로 담수화 시설을 준비중이다. 담수화 시설이 마련되면 에너지 소비를 최소화하고 적정한 수도요금 책정이 가능할 것으로 예상하고 있다. 현재 담수화 프로젝트 과정에서 처리열을 자체 활용한 난방용·냉각용 장치들을 마련하고 있다.

 

이렇게 물이 갖고 있는 충분한 에너지를 담수화 플랜트에서 활용함으로써 치수는 물론 수자원과 에너지의 요소들을 보다 더 현명하게 관리하는 것이 필요하다. 즉, 수자원과 에너지를 서로 상치한 구조가 아닌 상호 보완적으로 기후변화에 따른 문제를 해결할 수 있을지가 관건이다. 

 

또한  ‘그레이워터(Greywater)’라는 재활용수를 사용하는 방법이나 빗물을 활용하는 시스템들을 통해서 현명하게 사용할 수 있다. 보다 통합적인 치수관리가 전세계적으로 필요한 시점으로 지속가능한 해수 담수화 설비나 물 재이용 시스템을 통해 수자원 이용을 최적화 할 필요가 있다.
 
통합적 수자원 관리가 최우선

특히 빗물 관리 시스템을 제대로 활용할 필요가 있다. 많은 빗물을 저장함으로써 호수의 범람을 막고, 또 이를 지하수로 환원해 재활용하는 이 시스템은 홍수가 범람했을 때 피해를 줄여주고 보존해 놓은 수자원을 효과적으로 이용할 수 있게 해준다.

 

한편, 가정에서는 물을 시간당 얼마만큼 사용했는지 볼 수 있는 계량기를 집에 설치한다면 수자원 낭비를 최대한 줄일 수 있다. 특정한 기간동안 물을 어느 정도 사용했는지, 예를 들어 10∼15분 동안에는 평균적으로 얼마만큼 사용했는지를 일일이 체크해 활용하는 것이다.

▲ 기후변화에 따른 에너지를 위한 물 자원 수요도 더욱 늘어나게 되므로 해수담수화나 하수 재이용 방법을 적극 도입할 필요가 있다.

 

그러나 현명한 수자원 관리를 위해서는 무엇보다 전체적인 통합적 시스템이 필요하다. 사실 중앙 집중적인 방법 외에는 치수·이수에 큰 효과를 얻을 수 없기 때문에 국민들을 포용하는 중앙 집중적 관리가 가장 효율적인 방안이다.

 

마지막으로 강조할 점은 국제적인 공조의 잠재력이다. 함께 협동하기 위해 필요한 리스트가 있는 데 그 중 기술 교환이 한 영역이 될 수 있다. 만약 에이전시들이 어떤 혁신을 추구한다고 할 때, 전 세계적으로는 각각 다른 영역에서 더 나은 방법을 활용하고 있을 가능성이 크기 때문이다. 또한 노하우에 대한 경험 또한 공유돼야 한다.
 
물관리 대응 국제적 공조 필요

기후변화로 인해 빠른 속도로 건조화 되고 있는 상황에서 수자원을 보다 새로운 방법으로 활용하는 방안을 지속적으로 마련해 나가야 한다. 우선 지역적인 차원의 기후모델에 대한 템플릿(template)을 형성할 필요가 있다.

각각의 도시 형상에 따른 모델들이 다를 수가 있는데, 따라서 한 영역의 연구에 우선 초점을 맞추고 향후 100년 정도를 예상해 또 다른 지역과의 상이점을 비교하는 방법 또한 필요하다.

 

기술이전 협약이나 공조된 연구개발도 이뤄져야 할 부분이며, 에너지 분야에서의 공동계획도 필요하다. 사실 에너지 공학가들은 정책적인 대책에 미흡할 수 있고, 또 정책적인 관점이 중심이 되면 기술공학적인 부분이 미비할 수 있다.

 

따라서 이런 공학 분야 인력과 정책 분야 인력들이 함께 공동으로 작업을 하는 것이 필요하다는 것이다. 그리고 100년 동안 장기적인 관점에서의 홍수 이력을 분석함으로써 5년 주기의 홍수에 대한 정보로 압축된 지식을 개발하고 공유해야 한다.

 

향후에는 자연적인 재해를 예측하는 데 있어서 과거 이력들을 기반으로 하되 기존 100년간의 통계치는 유효하지 않을 수 있기 때문에 5년간의 통계치를 함께 확보하고 공유하는 것이 필요하다.

 

미국은 글로벌 기후모델(GCM)과 각 지역별로 통용되는 기후모델들을 마련해서 기후변화에 대응하는 방안들을 제시한 바 있다. 앞으로는 기후변화를 계기로 기존에 등장하지 않은 사람들에게도 많은 기회가 주어질 수 있으며, 이에 관련된 인력들을 보다 많이 채용하는 직업창출의 기회가 될 수도 있다.

 

기후변화는 ‘제로섬’ 게임이 아닌 승자와 패자가 존재하는 게임이라 할 수 있으며 이에 대비해 앞으로 더욱 강한 레벨의 수자원 관리 방안이 마련되어 나가야 할 것이다.