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  • 제 379회 세미나: 플라스틱제로를 향한 시나리오 평가

  • 20.08.26
    조회수 163
첨부파일

이종수
(사)동아시아바다공동체 오션 연구원
jongsulee@osean.net




이 논문은 제 379회 오션 정기 세미나에서 공부한 것으로 5가지 시나리오를 설정하여 2040년에 어떠한 결과를 보일 것인지를 모델링을 통해 제시하고 있다.


원문
Winnie W. Y. Lau, Yonathan Shiran, Richard M. Bailey, Ed Cook, Martin R. Stuchtey,Julia Koskella, Costas A. Velis, Linda Godfrey, Julien Boucher, Margaret B. Murphy, Richard C. Thompson, Emilia Jankowsk2, Arturo Castillo Castillo, Toby D. Pilditch, Ben Dixon, Laura Koerselman, Edward Kosior, Enzo Favoino, Jutta Gutberlet, Sarah Baulch, Meera E. Atreya,David Fischer, Kevin K. He, Milan M. Petit, U. Rashid Sumaila, Emily Neil, Mark V. Bernhofen, Keith Lawrence, James E. Palardy, 2020. Evaluating scenarios toward zero plastic pollution, Science, aba9425


요약문 번역
플라스틱 오염은 만연한 문제이며 갈수록 심각해지는 문제이다. 플라스틱 오염을 줄이기 위한 개입의 효과를 추정하기 위해 5가지의 시나리오를 설정하였다. 이 시나리오에 대해 2016년부터 2040년까지 도시 고형폐기물과 미세플라스틱의 4가지 원천이 지구 플라스틱 시스템을 통해 어떤 현존량과 유입/유출량을 나타내는지 모델링하였다. 2040년을 기준으로 모든 실행 가능한 개입을 다 수행했을 경우 줄일 수 있는 플라스틱 오염은 2016 수준의 40%이며 현재와 같은 상태가 지속될 경우의 78%까지 줄일 수 있다. 즉시 공동의 노력을 기울이더라도 플라스틱 폐기물은 7억1천만톤이 수환경과 육상생태계에 유입된다. 환경에서 플라스틱의 대량 축적을 피하기 위해서는 플라스틱 소비를 줄이고 재사용, 폐기물 수거와 재활용 비율을 늘리며, 안전한 처리시스템을 확산시키고, 플라스틱 가치사슬의 혁신을 가속화 하려는 통합된 전 지구적 실천이 시급히 필요한 상황이다.


주요 내용
플라스틱 오염을 줄이기 위한 전략들은 각각 다른 해결책들의 잠재적 효과를 이해할 필요가 있다. 이러한 개입(전략)들의 잠재적 감소 효과를 추정하기 위해 우리는 P2O 모델을 개발하였다. 이 모델은 환경의 대표적인 시스템을 통해 이동하는 플라스틱의 흐름을 계산하는 데이터 기반 미분방정식 모델이다. 우리는 대형 도시 고형폐기물과 네 가지 주요 1차 미세플라스틱의 전체적인 가치 사슬을 통해 육상기인 플라스틱 오염의 현존량과 유입량을 알아내기 위해 이 모델을 개발하였다.


플라스틱 수요의 증가는 국가 단위의 인구, 인구당 대형 플라스틱 미관리쓰레기량, 미세플라스틱 사용량과 유실율로 계산되었다. 이 데이터들의 지역별, 플라스틱 유형별 차이는 월드뱅크 자료를 기반으로 전 세계 국가들을 8개 그룹으로 나누어 고려되었다. 인구는 다시 육상환경과 수환경에 대한 플라스틱 흐름을 추정하기 위해 강이나 해안과 같은 수로로부터 1km이내와 밖으로 나누어 적용하였다. 도시 고형폐기물은 경질 단일재질, 필름형 단일재질, 혼합 재질로 구분하였다. 네 가지 주요 플라스틱은 합성 섬유, 타이어, 플라스틱 펠렛, 개인 위생용품 속 마이크로 비드로 구분하였다.


2016년-2040년의 기간 동안 플라스틱 오염의 감소를 추정하기 위해 다섯 가지 시나리오를 개발하였다. 시나리오는 감축, 대체, 재활용, 처리 등 네 가지 고수준의 개입에 의해 정의되었다. 시스템 개입은 다음과 같이 여덟 가지로 나누었다. 1) 시스템에서 플라스틱 양 감축 2) 플라스틱을 다른 대체 물질로 대체 3) 재활용을 위한 디자인 적용 4) 수거 시스템 강화 5) 분류와 기계적 재활용 능력 향상 6) 화학적 전환 능력 향상 7) 사후 수거 환경에서의 누출 감축 8) 폐기물 무역 감축. 모델의 다섯 가지 시나리오는 다음과 같다. 1) 현상유지(Buiness as usual) 2) 수거 및 처리 3) 재활용 4) 감축 및 대체 5) 모든 개입을 실행한 통합적 시스템 변화. 각 시나리오별 추정은 다음과 같다.


  • 현상유지
이 시나리오는 플라스틱 오염의 규모를 보여주며 개입이 실행되었을 때와 비교할 수 있는 기초 자료를 제공해 준다. 이 시나리오상에서 전지구적으로 2016년-2040년의 기간동안 육상에서 수환경으로 유입되는 대형과 미세플라스틱의 양은 2.6배 증가한다. 같은 기간 동안 육상환경의 플라스틱 오염은 2.8배 증가한다. 플라스틱 오염을 줄이기 위한 현재의 정책들이 온전히 실행된다면 2040년에 육상과 수중으로 유입되는 플라스틱양은 각각 6.6.%, 7.6% 줄어든다. 이 결과는 유례없는 플라스틱 오염에 대처하기 위해서는 현재의 정책 외에 상당한 추가적인 조치가 취해져야 함을 의미한다.


  • 플라스틱 오염을 줄이기 위한 시나리오
플라스틱 오염을 줄이기 위한 전략은 사전 전략(소비 전 단계에 대한 전략)과 사후 전략(소비 후 단계에 대한 전략)으로 나눌 수 있다. 사전 전략은 ‘감축 및 대체’ 시나리오로 대표된다. 이 전략은 2040년 육상과 수중으로 유입되는 플라스틱 오염을 BAU에 비해 59% 줄일 수 있다. 또한 플라스틱 생산을 47% 줄일 수 있다. 이 시나리오 상에서 결과적으로 플라스틱 생산량은 2016년과 비슷한 수준이 된다. 하지만 사전 또는 사후 전략만으로 플라스틱 오염에 대처하는 것은 충분하지 않다. 현재의 기술로 가장 공격적인, 사전 사후 전략을 결합한 것이 ‘시스템 변화 시나리오’ 이다. 이 시나리오 상에서 2040년 육상과 수중 환경으로 유입되는 플라스틱 오염은 BAU에 비해 78% 줄어들고 2016년에 비해서는 40% 줄어든다. 2016년-2040년 전 지구적 쓰레기 관리 누적 비용은 BAU와 비교하여 그 차이가 20%를 넘지 않았고 ‘시스템 변화’ 시나리오에서 가장 적었고, ‘수거 및 처리’ 시나리오에서 가장 높았다. 이러한 결과는 광범위한 개입이 얼마나 시급한지를 보여준다. 20165년-2040년의 기간동안 연간 플라스틱 생산량의 상당한 감소와 ‘시스템 변화 시나리오’ 상태에서 미관리플라스틱양에 대한 효과적 관리가 증가함에도 불구하고 상당한 양의 플라스틱 쓰레기가 관리되지 않은 상태로 남아 있게 된다. 만일 개입의 시행이 5년 늦어진다면 추가적인 300백만톤의 미관리플라스틱 쓰레기가 환경에 축적될 것으로 예상된다.

 

  • 플라스틱 카테고리별 예측
플라스틱 재질별 재활용은 모든 국가들에서 수거와 분리의 용이성 때문에 재활용은 경질형 플라스틱에 국한된다. 시스템 변화 시나리오에서 2040년 경질형 플라스틱은 연간 재활용의 62%를, 필름형은 33%를, 혼합형은 5%를 차지한다. 폴리머 유형의 다양성, 표면 오염, 소비 후 단계의 필름형 플라스틱의 낮은 밀도는, 특히 비공식 수거가 이루어지는 나라에서 플라스틱의 재활용을 제한한다. 전 지구적으로 환경 오염에 대한 필름형 플라스틱의 절대적인 비율과 상대적인 비율은 2016년부터 2040년까지 수환경과 육상환경에서 각각 45%에서 56%로, 37%에서 48%로 증가한다. 따라서 필름형 플라스틱을 효과적으로 관리할 실행 가능한 해법이 절실한 상황이다.

모델링한 기간 동안 ‘시스템 변화’ 시나리오에서 미세플라스틱 기인 오염의 비율은 수환경과 육상환경에서 각각 11%에서 23%로, 16%에서 31%로 증가하였다. 미세플라스틱의 포집은 기반시설 비용상 경제적으로 비효율적이다. 이 기술적 문제 때문에 2040년에 무게로 볼 때 미세플라스틱에 대한 기여도가 93%에 이르는 타이어조각의 관리는 심각한 과제이다.


  • 극복해야 할 난관
전 지구적 수준에서 모든 가정에서의 수거를 높이는 것이 중요한 과제이다. 이는 매주마다 백만가구를 미관리 고형폐기물 관리 수거서비스에 연결해야하는 과제이다. 이를 위해서는 비공식수거와 재활용 부문에서 쓰레기 수거자들의 역할이 중요하다. 이들은 수거를 재활용으로 연결하는 역할을 담당한다.


미세플라스틱은 인간과 생태계의 건강을 위협한다. 미세플라스틱오염과 해상기인 플라스틱의 주요한 기인, 발생률, 이동경로를 보다 잘 이해하기 위한 정량적인 데이터가 필요하다. 결국 플라스틱 오염에 대한 한 방의 해결책은 없으며 2040년까지 현재의 지식과 기술을 사용하여 낮은 비용으로 플라스틱 오염을 BAU시나리오 비해 78% 낮출 수 있다. 하지만 낮은 분해율로 이러한 정도도 환경에 플라스틱을 축적시킨다. 또한 많은 양의 온실가스를 배출한다. 자원의 효과적인 관리, 저배출비즈니스 모델, 재사용 및 충전 시스템 개발, 지속가능한 대체재 물질, 폐기물 관리 기술, 효과적인 정부 정책에 있어서 혁신이 필요하다. 결론적으로 플라스틱 오염의 생태적, 사회적, 경제적 문제를 해결하고 플라스틱 near-zero를 달성하기 위해서는 전지구적 플라스틱 시스템을 개선할 수 있는 실질적인 기업, 정부, 국제사회의 노력이 필요하다고 할 수 있다.

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