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Sep 18. 2022
물 낭비에 관한 고찰 : 스마트 농업 사례와 함께
물의 기원, 도시 급수 소비 압박, 대수층, 물 낭비의 경제적 문제점
'낭비'라는 단어를 들으면 가장 먼저 떠오르는 단어 중 하나는 '물'이라고 생각한다. 초등학교 시절, 사회탐구 책을 읽으면 이런 문구가 있었다.
우리나라는 물 부족 국가이기 때문에 물을 절약해야 한다.
책 <낭비>를 읽어보면 진짜 우리나라가 물 부족 국가일까? 지구 면적의 50% 이상이 바닷물이라고 하는데 전 세계적으로 물이 부족하다는 현상으로 귀결되지 않을까? 에 대한 여러 가지 궁금증을 차근차근 해결해준다. 그렇다면 먼저 '물은 어디서는 있을 걸까'에 대한 질문과 함께 물의 기원에 대해서 살펴보도록 하자.
물은 바다에서 증발한 '비'와 육지에서 내리는 '증발산' 두 가지가 있다. 이때 우리가 먹을 수 있는 '유효'한 물은 물이 바다에서 증발한 비이다. 책 <낭비>에서는 물이 어디서 오는지에 대해서 정말 자세하게 설명한다.
매일 약 300세 제곱마일의 물이 바다에서 증발한다. 증발한 물이 구름이 되고 그 구름이 비가 돼 내린다. 그 비의 약 90퍼센트가 다시 바다로 떨어져 비의 10퍼센트가 땅에 떨어진다. 1년 동안 약 11인치의 비를 얻는 셈이다. 육지에도 비가 내리는데, 땅에 내리는 평균 16인치의 추가적인 비는 증발산이라는 과정을 통해 지구의 땅덩어리에서 발원한다.
증발산이란 토양과 식물에서 대기 중으로 들어오는 물을 말한다. 증발산을 통해 나중에 비가 되는 물은 평균적으로 총 27인치의 비를 지구에 퍼붓는다. 그러나 식물과 토양은 물을 발산하지만 나중에 이 물을 재흡수한다.
따라서 물 낭비를 이해하려고 할 때 사실상 증발산은 무시할 수 있고 바다에서 발원해 추가적 비로 땅 위에 떨어지는 물에만 집중할 수 있다.
이처럼 우리가 사용할 수 있는 물은 바다에서 증발하여 땅 위에 떨어지는 물이라는 점을 알 수 있다. 다음으로 물 낭비에 대해 2가지 개념을 알 필요가 있다.
첫째, 저수량이다. 저수량이란 지구에 저장된 모든 물을 뜻한다.
둘째, 급수량이다. 급수량이란 한 해 쓸 수 있는 물의 양을 말한다.
저자는 저수량보다, 급수량이 중요하다고 말한다. 왜냐하면 급수량은 장소적, 시간적으로 불균형적이기 때문이다. 책 <낭비>에서는 다음과 같이 말한다.
세계적으로 인간은 재생 가능한 급수량 1만 3000 입방 마일에서 매년 약 1000 입방 마일의 물을 꺼내 사용한다. 그래서 지구의 전반적 급수 압박은 매우 낮다. (중략) (한편,) 연간 급수량 중 상당량이 장마철 같은 특정 시기에 대량으로 증가한다는 점, 배가 다닐 수 있는 수로를 유지하기 위해 재생 가능한 급수량의 상당 부분을 사용한다는 점 등 이유로 인류가 느끼는 급수량의 압박 정도는 생각보다 높다.
다시 말해, 세계 전반의 급수 소비 압박은 낮으나, 인류가 체감하는 급수 소비 압박은 크다는 것이다. 왜냐하면 장마 등의 이유로 급수량이 특정 시기에 대량으로 증가하다거나 물류 교통을 위한 수로 유지를 위해 급수량을 상당 부분 사용하기 때문이다.
그렇다면 급수량에 관해 더 깊게 알아보자. 우리가 급수량에 대해서 더 알아보기 위해, 취수와 소비라는 개념에 대해 살펴볼 필요가 있다.
첫째, 취수다. 취수란 물을 호수나 시냇물 같은 비축 수원에서 빼내 일시적으로 전용하는 것을 말한다.
둘째, 소비다. 소비는 물을 지하, 호수 혹은 시냇물 같은 곳에서 영구적으로 없애는 것을 말한다.
취수를 살펴보면, 취수의 최대 수원은 화력발전과 농업 분야로 약 40퍼센트를 차지하고 있다. 책 <낭비>에서는 여기에서 관해 구체적으로 말한다.
취수의 최대 수원 두 가지는 단연코 화력발전과 관개이며, 각각 전체 취수량의 40퍼센트를 차지한다.
화력발전은 우리가 가장 많이 전기를 얻는 방법이다. 석탄, 석유, 천연가스를 태워 생성한 열로 물을 증기로 만들면 이 증기가 터빈을 돌아가게 하고 발전기를 구동해 전기를 생산한다. 핵 발전도 사실상 같은 방식으로 이뤄진다. 핵반응이 물을 데워 증기를 만든다. 모든 기계류를 식히는 데는 막대한 양의 물이 필요하다. 일단 물이 데워지면 가치가 감소하므로 발전소는 이 물을 다시 환경으로 방출한다. 미국의 발전소 대다수가 관류 냉각 방식을 사용하는데, 차가운 물을 환경에서 끌어다가 발전소를 작동하는 데 사용하고 그다음 다시 자연에 방류한다.
(중략) 막대한 양의 취수가 필요한 또 다른 분야는 바로 농업이다. 소비되는 취수량은 꽤 높아서 약 65퍼센트에 이른다. 농업으로 사용되는 일정량의 물이 토양으로 침투해 다시 지하 수면으로 돌아가면 그 소량의 물은 소비가 아닌 취소로 간주된다. 미국 농업의 물 소비량은 전체 담수 소비의 85퍼센트를 차지한다.
앞에서 취수 부분을 살펴보았다면, 다음으로 소비 부분을 알아보자. 소비에서 큰 이슈는 도시 급수량이라고 할 수 있다. 도시 급수량에서의 쟁점은 음용 가능한 물과 재사용 비용의 문제라고 할 수 있다. 책 <낭비>에서 도시 급수량 해결을 위해 현실적으로 사용하고 있는 방법, 물의 재사용 관련 자체 배관 문제와 담수화에 대해 자세히 설명한다.
도시 급수량 문제로 눈을 돌리게 된다. 도시에서 취수한 모든 물 중 소비되는 물은 상대적으로 거의 없다. 지역 차원에서 하수를 처리해 강이나 저수지로 다시 돌려보내는 경우가 많다.
(중략) 음용 가능한 물과 불가능한 물의 재사용 비용 비교는 좀 더 까다롭다. 담수 처리 비용과 비교하면 둘 다 비용이 좀 더 저렴하고 둘 중에는 음용 가능한 물을 재사용하는 비용이 좀 더 비싸지만 음용 불가능한 물을 재사용하려면 자체 배관이 필요하다. 더 비용이 든다는 뜻이다.
담수의 수원으로 바닷물을 담수화하는 것은 어떨까? 이는 사용 가능한 담수를 얻어내는 가장 비싼 방식이다. 담수화 처리에는 대량의 에너지가 필요하므로 깨끗한 물의 공급원을 찾는 데 에너지 비용이 발생한다. 그럼에도 전 세계적으로 담수화 방식은 널리 사용되고 있다.
(중략) 담수화 방식은 건조기후 국가의 경우 가장 합당한 해결책이다. 하지만 담수화는 세 가지 문제를 수반한다. 첫째, 방대한 양의 바닷물을 흡입하면서 모종의 생태학적 훼손이 발생한다. 둘째, 담수화의 부산물인 소금 덩어리를 폐기해야 하는데 일반적으로 이 부산물로 얻어진 소금을 다시 바다에 방출하면 해수 염도를 상승시킨다. 마지막으로 가장 중요한 것은 막대한 전력을 소비해야 한다는 점이다. 비교에 의하면 담수를 처리하고 인간이 소비할 수 있도록 안전하게 만드는 데 필요한 에너지는 담수화 비용의 약 10분의 1 정도가 필요하다.
물의 공급원 중 하나인 대수층은 더욱 상태가 심각하다. 대수층은 담수 중 1퍼센트를 차지하고 있는데, 인간이 담수를 이용하는 것은 '충전'의 부분을 무시한 채, 물을 끌어다 이동시키는 것에 집중되어 있다. 이 현상으로 인해 세계적으로 대수층이 급격하게 마르고 있고, 멕시코 시티나 베이징 같은 도시가 가라앉은 현상까지 목격할 수 있다. 대수층에 관해 책 <낭비>에서는 이렇게 이야기한다.
대수층은 급수량의 신용카드 같은 역할을 한다. 인간은 단기적으로 자연을 속일 수 있고 실제로 그렇게 하고 있다. 특정 국가는 대수층에 포함된 저수량을 취소해 사용하는 방식으로 1년 강수량보다 훨씬 많은 물을 사용한다. 소수의 대수층은 빠르게 충전되긴 하다. 미국의 물 정책은 언제나 거의 물 사용이 없는 곳에서 물을 끌어내 물 사용이 많은 곳으로 이동시키는 데 관련돼 있다. 세계적으로 우리는 단 한 차례의 양수 이후 대수층이 완전히 말라버리는 현상을 목격해 왔다. 이들은 세계 최대 37개 대수층 중 21개에서 물이 마르고 있음을 확인했다. 눈에 보이는 결과 중 하나는 가라앉고 있는 도시들이다. 멕시코 시티와 베이징은 현재 대수층의 물이 점점 고갈되어 가라앉고 있다.
그렇다면 물과 인간의 관계적 측면에서 물 낭비가 발생하는 이유는 무엇일까? 이는 경제적 관점을 고려할 때 5가지 문제점이 있다.
첫째, 물이 사람 사는 곳과 멀리 있다. 책 <낭비>에서 언급한 바에 따르면, "도시 지역과 농경 지역이 반드시 거대한 수원 근처에 위치한 것은 아니다. 인구가 많은 도심은 재생 가능한 충분한 담수원이 없는 지역이다"며 물의 불균형적 분포가 물의 낭비를 초래한다고 이야기한다.
둘째, 물 관련 인프라가 적절히 배치되어 있지 않다. 유엔에 따르면 세계 인구 40퍼센트의 집에 기본 세면대, 즉 수돗물과 비누가 없고, 전 세계 보건 시설의 2퍼센트가 기본적 식수 서비스를 받지 못할 정도라고 한다. 이 문제를 더 악화하는 것은 종종 인프라에 존재하는 누수라는 점도 빼놓지 않는다.
셋째, 물 소유권 문제로 물 소비가 편중되어 있다. 사람들은 공유지에서 희소한 자원을 집단적으로 과소비한다. 부족한 자원을 최대한 소비하는 것이 개인에게는 이득이기 때문이다. 대수층에서 지하수를 퍼 올리면서 상황은 더욱 물 낭비를 초래하게 되는 것이다.
넷째, 가상수를 쉽게 수출입할 수 있다. 예컨대, 사우디아라비아는 중부 캘리포니아 같은 지역에서 자국에는 없는 귀중한 물을 수입하고 있는 정황이다.
다섯째, 현대 농업이 관개수에 과대 의존하고 있다. 책 <낭비>에서는 관개는 물 부족 상황을 더욱 악화하면서 많은 물을 필요로 하는 작물의 생산을 장려한다고 주장한다.
