[산림청] 태양에너지의 저장고인 목재

산림청 홈페이지(http://foa.korea.kr)에서 인용한 글입니다.

 

 

 

태양에너지의 저장고인 목재...

태양에서 지구로 쪼여주는 에너지의 량은 태고부터 지금까지 변하지 않지만, 지각에서 에너지를 받아들임은 몇 차례의 빙하기가 말하듯이 변동되고 있다. 산업혁명 이후, 화석연료의 소비증가에 따라 대기 중의 계속해서 상승하는 탄산가스 농도는 오늘날의 지구온난화와 결코 무관하지 않다는 것은 누구나 알고 있는 사실이다. 지구온난화는 인류생존과 관련된 곡창지대를 사막화하고, 해수면을 상승시켜 인류를 위기로 몰아가고 있다.

 

대기 중에 고정되는 탄산가스의 일부는 바닷물에도 용해되지만, 대부분은 광합성에 의해서 식물체로 전환되어 진다. 대기 중 산소의 대부분은 이 과정에서 생성되어 진 것이다. 약 31억 년 전에 지구상에는 동식물의 생명유지에 필수적인 광합성이 시작되었다. 이때부터 태양에너지를 이용한 탄산동화작용의 성과물이 축적되어졌다. 문명·문화는 이 성과물을 영양원으로 소비하면서 만들어지게 된 것으로 보아도 과언은 아닐 것이다. 그렇기 때문에 옛날에는 풍부하였던 산림이 사막화로 진행되는 등의 일련의 식물체의 고갈현상이 오늘날의 지구온난화를 맞게 된 하나의 원인이다. 
 

     [식물의 생성과 활성화 에너지]

 

반응이 좌에서 우로 진행될 때는 좌측의 활성화 에너지가, 우에서 좌로 진행될 때는 우측의 활성화 에너지가 각각 대응함
모든 화학반응은 활성에너지라고 하는 에너지 장벽을 넘지 않으면 발생될 수 없다. 탄산가스도, 물이 식물체로 만들어지는 경우에도 이 활성에너지의 장벽을 거쳐야 한다. 이 과정을 거치며 식물체로 된 목재, 전분, 볏짚에 대한 본래의 탄산가스와 물의 합계한 된 에너지는 각각 약 5,000 cal/g(칼로리/그램), 4,200cal/g, 3,600cal/g로 매우 높은 에너지를 갖고 있다. 이러한 에너지는 태양에너지가 탄소, 산소 및 수소간의 여러 가지 화학결합 에너지로 만들어진 것으로 보고 있다.

 

식물체에 거꾸로 산소를 주어 태우거나 썩도록 만들어 본래의 탄산가스와 물로 되돌리면 이러한 에너지가 방출되어진다. 그림과 같이 이러한 경우에는 거쳐야 할 에너지의 장벽이 낮기 때문에 매우 용이하게 탄산가스와 물로 돌아갈 수 있다.

 

자연계에서는 목재는 다른 식물체에 비하여 잘 썩지 않으면서도 에너지 수치가 높기 때문에 뛰어난 『태양에너지의 저장고』가 된다. 지구환경보전의 관점에서 이 에너지를 저장한 상태로 목재를 사용하는 것이 대단히 중요하다. 목재가 분해 되어 태양에너지를 방출되지 않도록 하는 기술, 그러니까 방부, 방충, 난연화, 내후화 등의 기술은 지구환경보전의 의미에서도 매우 중요한 분야이다. 그러므로 우리 모두 태양에너지의 저장고인 목재를 아끼고 사랑하는 마음을 가져야 할 것이다.

 

 

< 국립산림과학원 이동흡 박사 >