유엔식량농업기구(FAO)에 따르면, 전 세계 대륙의 약 30%는 숲이 차지한다고 합니다. 숲은 인류의 고향이자 생태학적 가치가 매우 중요한데요. 숲은 물순환을 유지하고, 원목을 제공하는 등 수백만 명의 생계를 책임지고 수많은 동식물에 서식지를 제공하고 있기 때문입니다.

아프리카, 아시아 등 많은 개발도상국의 어린이와 여성들은 생계를 위해서 나무를 베어 숯을 만들어 판매하여 생계를 이어가고 있으며, 캐나다 같은 곳은 집 짓기 위한 목재를 얻기 위해서 대규모 벌목을 하고 있죠. 아마존 같은 곳은 경작지를 확보하기 위해서 불법으로 화전을 하는 등 지금도 우리의 산림은 사라지고 있습니다.

과거에는 산림을 종이, 가구와 같은 목제품의 원자재를 위한 수탈하는 대상으로서 접근했다면, 최근에는 인간이 인위적으로 배출한 이산화탄소(CO2)를 흡수하는 ‘탄소저장소(Carbon Stock)’로써 산림이 주목받고 있는데요. 숲은 광합성으로 대기 중의 CO2를 흡수해 나무, 죽은 고목, 토양 등에 탄소를 격리할 수 있는 가장 비용 효율적인 대안으로 기업들이 산림에 이목이 집중된 상황이죠.

탄소배출권은 산림 복원, 보존사업에 재정적 지원하거나 경제성이 낮은 그린 프로젝트의 수익을 보완할 수 있습니다. 하지만 우리나라 서해 앞바다의 풍력, 새만금 수상 태양광 발전과 같은 재생에너지 발전사업은 그 혜택이 전기 사업자에게만 파급력이 제한되는 데 반해 아마존 같은 산림에서 발생하는 탄소배출권은 그 산림을 삶의 터전으로 하는 수많은 지역 이해관계자들의 생계 지원과 새로운 기회를 제공하는 등 파급력이 매우 큽니다.

요즘 해외 투자자들은 지속가능발전목표(SDGs)에 초점을 맞추어 가격을 넘어선 공동 혜택(Co-benefit)에 주목하고 있는데, 그들이 주목하는 것이 바로 우리 주변에 있는 산림입니다.

아마존 산림 탄소량 어떻게 측정하나?

산림의 탄소량을 어떻게 계산할까요? 의외로 간단합니다. 산림의 탄소량 추정은 [산림 탄소량(Carbon Stock) = 산림의 면적 X 면적당 탄소저장량]을 곱해서 숲이 가지고 있는 탄소량을 추정할 수 있습니다. 간단한 공식이지만 나무들의 수종에 따라 탄소량이 각각 다르고 나무의 수종, 직경, 높이 등 현장 조사가 필요합니다. 더불어 산림의 훼손 여부 등 장기간에 걸친 모니터링도 필수적인데요.

동네 공원과 같이 작은 곳은 사람이 방문하여 조사 할 수 있지만, 우리나라보다 훨씬 큰 아마존 같은 열대우림은 어떻게 탄소량을 예측할까요? 정답은 인공위성과 항공, 드론 등을 통한 원격 탐사(Remote Sensing)을 통해 자료를 수집합니다.

원격 탐사는 항공사진, 위성을 통해 태양광선의 가시광선, 반사되는 전자파를 측정하거나 항공기나 드론을 통해 LiDAR, SAR과 같은 레이저를 발사해 반사되는 전자파를 센서로 탐지하는데요. 반사되는 여러 전자파(EMR)들의 파장, 전송 방향, 진폭, 편광에 따라 숲의 크기, 형태, 특징 등을 물리적 특성을 감지할 수 있습니다.

위 그림에서 가시광선, 근적외선, 단파, 적외선 등에서 지구 표면의 토양, 물, 암석, 초목들은 반사되는 광선, 방사선이 파장별로 반사율이 다른 특징을 가지고 있습니다. 전기파의 주기, 전송 방향, 진폭, 편광 등을 통해 숲이 형태와 밀도 등을 추정할 수 있는데요. 이런 정보들은 산림의 형태, 지역, 구조, 상태, 연관성, 특성 등 실제로 필드 방문을 통해 수집된 데이터와 결합하여 최종 산림의 탄소밀도지도(Carbon Density Map)가 만들어집니다.

정기적으로 이런 데이터들을 수집하고 탄소밀도지도를 비교하여 산림이 잘 보존되는지 불법 벌목, 유실로 산림이 훼손되는지 파악할 수 있습니다. 하지만 사람이 현장 데이터와 위성 지도를 결합하고, 분석하고 하기에는 시간이 오래 걸리며, 휴먼 에러 등이 많아서 제작 자체가 어렵고 정확성, 신뢰성 등에 많은 이슈가 있었습니다.

최근 이런 한계점을 극복해주는 업체가 나왔는데요. 그 기업이 ‘파차마(Pachama)’입니다.

AI 기술을 도입한 파차마

산림 부문의 탄소배출권을 개발하는 기업들 중에서 ‘파차마(Pachama)’란 기업이 화제입니다. 파차마는 산림을 모니터링하고 관리하여 최종 탄소배출권을 만들어 주는 회사로 아마존의 ‘기후 서약 펀드(Climate Pledge Fund)’, 마이크로소프트(MS), 쇼피파이, 소프트뱅크 등 여러 기업이 회사에 투자하거나 탄소배출권의 구입을 위해 몰려들고 있습니다.

파차마는 기존의 방대한 원격 탐사를 통해 축적된 방대한 데이터를 인공지능(AI)과 결합했는데요. 먼저 인공위성, 드론 등으로 화재나 벌목으로 인한 전 세계 산림의 변화를 수집하고, AI 분석을 통해서 산림의 탄소량을 추정합니다. 파차마는 AI를 활용해 산림 보존과 재조림을 통한 미래의 산림 탄소량도 예측이 가능한 등 산림 모니터링 플랫폼으로 최근 성장하고 있습니다.

파차마는 플래닛 랩스(Planet Labs)와 파트너십을 통해 고품질 위성 이미지를 받아 프로젝트별로 숲의 탄소량을 모니터링하고 있습니다.

여기서 더 나아가 3차원 지도까지 준비 중인데요. 스카이샛(SKYsat) 위성을 통해 나무들의 높이까지 반영한 숲의 높낮이를 구현하려 하고 있습니다. 파차마는 산림의 탄소량을 추정하기 위해 투명성과 정확성 그리고 신뢰성 확보에 투자를 아끼지 않고 있죠.

산불 등으로 훼손된 숲을 재조림 등을 통한 복원, 기존 산림의 보존하는 방법은 대기 중 CO2를 줄일 수 있는 가장 쉬우면서 비용 효율적이고 간단한 방법 중 하나입니다. 산림 보존을 통해서 발생하는 탄소배출권의 정확성, 신뢰성, 일관성, 효율성 등에 대한 문제를 파차마는 기술로서 해결하려 시도하고 있습니다.

하지만 산림이 단지 많은 기업들의 온실가스 배출을 정당화하는 ‘구멍(Loop Hole)’으로 전락하지 않으려면 기업들 자신들의 실질적인 온실가스 감축이 함께 동반되어야 산림이 탄소저장고로써 시너지 효과를 발휘될 수 있습니다.