가스도 곡물도 없다: 에너지 부족이 어떻게 전 지구적 혼란을 부추기는가

 공자(Confucius)가 만약 윤리 도덕에 할애하는 시간을 줄이고 논밭에서 보내는 시간을 늘렸더라면, 아마도 이렇게 말씀하셨을 것이다. "흙을 소홀히 하는 자는 빈 밥그릇을 두고 불평해서는 안 된다." 비료는 비록 점잖은 대화의 주제로 자주 등장하지는 않지만, 현대 문명의 웅장함 그 기저에 조용히 자리 잡고 있다. 그것은 수십억 인구를 먹여 살리는 보이지 않는 엔진이자 인구 성장의 침묵하는 동반자이며, 오늘날의 세계에서는 그 어떤 원유 한 통만큼이나 지정학 및 자본 순환의 흐름에 깊이 얽혀 있는 핵심 상품이다. 비료를 이해한다는 것은 곧 전 지구적 식량 시스템의 강점과 취약성을 동시에 이해하는 일이다. 이는 마치 거대한 제국이라 할지라도 결국에는 지극히 소박한 재료들에 의존하고 있음을 깨닫는 것과도 같다.

본질적으로 비료는 그저 흙을 위한 영양분일 뿐이다. 식물이 자신의 운명을 온전히 실현할 수 있도록 돕기 위해 바치는 일종의 '헌사(offering)'라 해도 좋겠다. 현명한 농부는 작물 또한 학생들과 마찬가지로 적절한 지도와 영양 공급이 필요하다는 사실을 잘 알고 있다. 질소(N), 인(P), 칼륨(K)—이 세 가지 필수 영양소는 농업에 있어 이른바 '세 가지 미덕(three virtues)'이라 부를 만한 요소들을 구성한다. 이들을 제거하면, 작물의 수확량은 목적을 잃은 규율처럼 시들어버리고 만다. 반대로 이들을 공급하면 생산성은 놀라울 정도로 풍성하게 꽃피워낸다. 따라서 비료는 사치품이 아니라 필수품이다. 토지는 유한한 반면 인간의 식욕은 끝이 없는 이 세상에서, 비료는 풍요로움을 배가시키는 승수(multiplier)의 역할을 수행한다.

비료는 본질적으로 식물의 양분입니다. 실험실에서 만들어졌든 자연에서 얻었든, 식물 성장에 필수적인 세 가지 요소인 질소(잎의 무성한 성장), 인(뿌리와 꽃의 발달), 그리고 칼륨(튼튼한 생육과 보기 좋은 열매의 생산)을 공급합니다. 비료 포장에 적힌 10-5-5 같은 숫자는 각 영양소의 성분과 비율을 나타내는 표일 뿐입니다. 빠르게 효과를 나타내는 합성 비료(요소, 질산암모늄 등)는 과다 사용 시 토양 오염을 유발할 수 있지만, 시간이 지남에 따라 식물과 토양 모두에 영양을 공급하는 천연 비료(퇴비, 가축 분뇨, 골분 등)도 있습니다. 언제나 그렇듯이, 적정량을 지켜야 합니다. 편리한 비료를 너무 많이 사용하면 수질 오염, 토양 산성화, 원치 않는 조류 번식 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

https://extension.umn.edu/manage-soil-nutrients/quick-guide-fertilizing-plants

스프레드시트와 공급망이 등장하기 훨씬 이전부터 농부들은 단순한 진리를 알고 있었습니다. 땅에서 무언가를 가져갔다면 반드시 되돌려줘야 한다는 것이었죠. 그것도 변명만 늘어놓는 것이 아니라 말입니다. 고대 이집트에서는 나일강이 매년 범람하여 풍부한 퇴적물을 제공했고, 고대 중국에서는 농부들이 철학만 빼고 모든 것을 재활용했습니다(네, 심지어 '인분'까지 포함해서요). 로마 제국은 거름과 재를 사용하여 괜찮은 수확량을 유지했습니다. 농업은 지역적이고 순환적이었으며, 필연적으로 효율적이었습니다. 즉, 낭비되는 것이 없었습니다. 그러다 20세기 초, 획기적인 사건이 일어났습니다. 바로 하버-보쉬 공정의 발명입니다. 인류는 말 그대로 공기 중에서 질소를 추출하여 천연가스를 이용해 암모니아로 바꾸는 방법을 알아냈습니다. 화학 분야에서는 작은 발걸음이었지만, 수십억 명의 식량 생산에는 엄청난 도약이었습니다. 오늘날 전 세계 인구의 절반은 이 발명 덕분에 식사를 해결하고 있으며, 이 발명품은 현대 문명의 근간을 조용히 다지고 있습니다. 오늘날 사용되는 비료는 질소, 인산, 칼륨의 세 가지 주요 범주로 나뉩니다.

질소 비료(요소, 암모니아, 질산암모늄)는 잎과 줄기의 빠른 성장을 촉진하는 핵심 요소입니다. 인산은 뿌리 발달과 에너지 전달에 집중하는데, 마치 작물의 기반 시설을 담당하는 부처와 같습니다. 칼륨은 조용히 토양을 안정시키는 역할을 하며, 수분 보유력, 병충해 저항력, 그리고 전반적인 작물의 회복력을 향상시킵니다. 이 세 가지 비료는 농업 생존에 필수적인 궁극적인 삼위일체를 이룹니다. 기술주처럼 화려하지는 않지만, 농업의 생존에 있어 훨씬 더 중요한 역할을 합니다.

농업에 매우 유용한 질소 비료는 사실 실험실 가운을 입은 천연가스와 다를 바 없습니다. 메탄(CH₄)은 먼저 수소(H₂)로 개질되고, 이 수소는 하버-보쉬 공정에서 고압으로 공기 중의 질소와 결합하여 암모니아(NH₃)를 생산합니다. 암모니아는 요소와 질산암모늄의 필수 구성 요소입니다. 다시 말해, 가스가 없으면 비료를 만들 수 없고, 비료가 없으면 수확량을 낼 수 없습니다. 이는 우리가 외면하고 싶어 하는 불편한 의존 관계입니다.

이처럼 밀접하게 연결된 질소 비료는 천연가스 가격에 대한 레버리지 투자입니다. 가스 가격이 오르면 생산 비용도 함께 상승하고, 가스가 부족해지면 비료 공장들은 가동을 중단하는 것이 더 낫다는 것을 깨닫게 됩니다. 그 결과는 뻔합니다. 가스 부족과 가격 폭등입니다. 러시아-우크라이나 전쟁 당시 유럽의 가스 가격 폭등으로 생산 업체들이 생산량을 줄여야 했던 상황은 이를 여실히 보여주었고, 식량 생산이 들판에서 시작되는 것이 아니라 에너지 시장에서 시작된다는 사실을 다시 한번 상기시켜 주었습니다.

https://farmdocdaily.illinois.edu/2021/02/synthetic-nitrogen-fertilizer-in-the-us.html

질소 비료와는 달리 인산 비료는 화학 실험실이나 천연가스 파이프라인을 거치는 화려한 과정과는 달리, 광업이라는 훨씬 덜 화려한 세계에서 여정을 시작합니다. 고대 암석을 캐내는 것만큼 풍성한 수확을 의미하는 것도 없으니까요. 인산암은 땅에서 채굴된 후, 황산을 다량 첨가하는 화학적 가공 과정을 거쳐 식물이 실제로 이용할 수 있는 형태로 변환됩니다. 이러한 작은 변화는 인산 생산을 지질학뿐 아니라 황 공급 및 에너지 시장과도 연결시켜 줍니다. 암석조차도 유용하게 쓰이기 위해서는 약간의 산업적 가공이 필요하다는 것을 보여주는 사례입니다.

https://www.pioneer.com/us/agronomy/phosphorus-fertilizers.html

이와 대조적으로, 포타시는 화학 실험실을 완전히 건너뛰고 곧바로 삽을 든다. 이는 본질적으로 칼륨이 풍부한 염류—대부분 염화칼륨(KCl)이다—의 집합체로서, 한때 고대의 바다였던 지하 퇴적층에서 채굴된다. 이 퇴적층은 지질학적 시간 그 자체가 현대 농부들을 위해 치밀하게 증발시키고 보관해 둔 결과물이다. 에너지와 산업 공정에 크게 의존하는 질소 비료와 달리, 포타시는 화학 실험이라기보다는 채광 작업에 더 가까운 이야기이다.

적절한 NPK(질소,인,칼륨) 비율을 찾는 것은 마치 레시피 없이 요리하는 것과 비슷합니다. 다만 손님은 식물이고, 식물들은 시들어 죽어버린다는 점이 다릅니다. 상추 같은 잎채소는 질소가 풍부한 영양분을 좋아하고(잎이 무성하고 시들지 않으니까요), 당근이나 감자 같은 뿌리채소는 인이 풍부해야 합니다(땅속 영양분을 중요하게 생각하는 현명한 투자자 같죠). 반면 토마토, 옥수수, 바나나 같은 열매 작물은 수확 시 보기 좋고 풍성하게 자라기 위해 칼륨이 풍부한 균형 잡힌 영양을 선호합니다. 질소를 과하게 주면 잎만 무성하고 열매는 맺지 못합니다. 인스타그램에는 좋지만 식탁에는 쓸모없죠. 반대로 칼륨이 부족하면 작물이 약해집니다. 마치 분산 투자가 없는 포트폴리오처럼요. 간단히 말해, 각 작물은 저마다의 개성을 가지고 있으며, 현명한 농부는 훌륭한 포트폴리오 매니저처럼 한 가지 영양소에만 의존하기보다는 작물의 특성에 맞춰 영양분 비율을 조절해야 합니다.

비료 생산은 전 세계적인 권력의 분포와 마찬가지로 결코 균등하게 분산되어 있지 않습니다. 자연은 공정함보다는 집중을 명확히 선호하는 듯합니다. 질소 비료 생산은 러시아, 미국, 중국, 카타르처럼 풍부한 천연가스 자원을 타고난 국가들이 주도하고 있는데, 이는 핵심 원료를 가스에서 직접 조달해야 하는 특성상 지리적 조건이 곧 운명이 되어버리기 때문입니다. 질소 비료 수입의 경우, 세계 최대 농업 강국들이 종종 다소 아이러니한 처지에 놓이곤 합니다.