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융합인재교육STEAM 기후변화 프로그램

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Academic year: 2022

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융합인재교육STEAM 기후변화 프로그램

지구촌 곳곳에서 발생하는 기상이변은 기후변화가 주요 원인으로 지목되고 있습니다. 과학자들 의 단체인 IPCC(기후변화에 관한 정부간 패널)는 약 5년마다 발간하는 평가보고서를 통해, 현재 발생하고 있는 기후변화는 인간 활동으로 인한 온실가스 배출이 주된 원인이라고 밝히고 있습니 다.

기후변화는 그 안에 여러 가지 내용, 즉 기후변화의 다양한 원인 파악과 온실가스 배출량 조 사, 생태계 영향, 미래 온실가스 배출량 수준에 따른 지표면 온도 상승과 그에 따른 영향, 기후 변화를 완화하기 위한 인간의 노력(에너지, 산업 공정, 농림업, 폐기물 부문 등), 그럼에도 불구 하고 이미 발생된(또는 발생할) 기후변화에 적응하기 위한 노력, 선진국과 개도국의 공동 대응 등을 담고 있기 때문에 종합적으로 다루어져야 하는 문제입니다. 아울러, 대기 중으로 배출된 온 실가스는 대기 중에 약 100년 이상 머무르고, 온실가스를 저감하는 에너지 설비들은 보통 수십 년 이상 사용하기 때문에 장기간을 고려하여 가장 합리적인 온실가스 저감 방안을 찾아야 하는 문제이기도 합니다.

따라서, 성인뿐 아니라 초, 중, 고등학생들도 기후변화의 심각성을 인식하고, 기후변화를 완화 하고 이미 진행된 기후변화에 적응하기 위한 교육은 꼭 필요합니다. 이 프로그램은 현재 여러 과 목에서 따로 배우는 기후변화와 관련한 내용들을 과학(S), 기술(T), 공학(E), 예술(A), 수학(M) 등이 어우러진 융합교육을 통해 기후변화 내용을 흥미롭게 배우고 이해를 높이면서 실천하도록 구성하였습니다. 일선 학교에서 학생들을 가르치는 현장 교사들과 기후변화 전문가들의 공동 노 력을 통해 초·중·고등학교에서 활용할 수 있는 교재가 만들어진 것입니다.

기후변화를 주제로 한 STEAM교육 프로그램을 구성하고 적용할 때, 지속가능성 (sustainability)의 개념은 중요한 기본 관점이 될 수 있습니다. 우리 자신뿐 아니라 미래 세대, 다른 생물종과 생태계, 그리고 우리 시대를 함께 살아가는 다른 사람들을 배려하고, 현재의 우리 가 살아가는 세상을 보다 살기 좋은 곳으로 바꾸어가려는 배려와 변혁의 지향이 이번에 개발한 프로그램의 바탕에 깔려있습니다. 이러한 변화의 과정을 자신의 옆에 있는 동료들과 함께 이루어 가기 위한 의사소통 역량도 중요하게 고려하였습니다.

기후변화에 대한 정확한 이해와 온실가스 저감 노력, 기후변화 적응 노력은 앞으로 우리 사회 의 지속가능한 발전을 위한 핵심 과제라고 할 수 있습니다. 현 세대가 기후변화 대응을 위해 노 력하고, 미래 세대가 이러한 노력을 이어간다면 위험한 기후변화를 피하고, 더욱 지속가능한 사 회를 만들어갈 수 있을 것입니다. 이를 위하여 이번 융합인재교육 STEAM 프로그램 “기후를 지 키는 STEAM”이 도움이 되길 기대합니다.

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이 교재는 “차시대체형 프로그램”을 기본으로 구성되었습니다. 차시대체형 프로그램이란 교 육과정에 의거해 학교에서 시행되고 있는 일반적인 수업을 개발된 프로그램을 통해 대체하여 수 업을 실행하면서 교육과정 상의 수업 목표와 해당 프로그램의 수업 목표 모두를 달성하는 방식을 의미합니다. 따라서 이 교재의 적용은 기본적으로 추가적인 수업을 요구하는 것이 아니라 기존의 교과 수업에 활용한다는 특징이 있습니다.

특히 기후변화를 주제로 하고 있는 본 교재는 융합인재 양성을 위한 STEAM 교육의 특성과, 관련된 교과의 특성, 기후변화교육의 특성을 모두 반영하기 위해 노력하였습니다. 이를 위해 교 재 개발에 앞서 현행 교육과정 분석을 실시하여 관련 요소를 도출하였고, 수차례의 전문가 협의 와 현장 적용을 통해 프로그램을 수정, 보완하였습니다.

전체 프로그램은 기후변화와 관련하여 초등학교 3~4학년(교사용/학생용, 6차시), 초등학교 5~6학년(교사용/학생용, 6차시), 중학교(교사용/학생용, 10차시), 고등학교(교사용/학생용, 10차 시) 등 총 8종의 교재, 32차시 분으로 구성되어 있습니다. 기후변화라는 주제에 대해서 초등학교 부터 고등학교까지의 종적인 연계와 특정 프로그램에 대해 다양한 교과 간 융합이라는 횡적인 연 계를 모두 담기 위해 노력하였습니다. 이에 더해 일선 학교의 상황에 따라서 개발된 프로그램 중 일부만을 교육하더라도 그 자체로 독립적인 완결성을 가질 수 있도록 하였습니다.

학년급 수업 주제 연계 과목 (차시)

초등학교 3∼4학년

잔점박이 물범 이야기 과학, 미술 (2차시)

나무의 재발견 과학, 미술 (2차시)

식탁의 불편한 진실 과학, 사회 (2차시)

초등학교 5∼6학년

저 이산화탄소는 어디서 왔을까? 과학, 도덕 (2차시)

힘을 합해 지구를 구해요 국어, 사회 (2차시)

녹색을 심고 물들여보자 과학, 실과 (2차시)

중학교

6℃의 비밀 과학, 미술 (2차시)

빙하에서 나이테를 찾다 과학 (1차시)

지구를 위한 패션 기술가정 (1차시)

빛으로 에너지를 빚다 과학, 기술 (2차시)

열대지방에도 냉장고가 있다 과학, 미술 (2차시)

지속가능한 미래를 만들자 사회, 환경 (2차시)

고등학교

기후변화, 주범은 누구인가? 수학, 사회 (2차시)

이산화탄소 배출량이 가장 많이 증가하는 나라는? 수학, 사회 (2차시) 옥수수, 사람이 먹을 것인가, 자동차가 먹을 것인가? 과학, 기술가정 (2차시) 기후변화, 과학기술로 극복하기 과학, 기술가정 (2차시)

우리 지역 그린맵 만들기 과학, 사회 (2차시)

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이번에 개발한 융합인재교육(STEAM) 기후변화 프로그램을 통해 우리나라의 초·중·고등학생 들이 진취적이고 폭넓은 환경소양을 갖고, 우리나라와 세계가 직면한 기후변화 해결의 비전을 추 구하며, 창의성과 도전정신을 바탕으로 우리 사회와 인류에 봉사하는 미래형 인재로 성장하길 바 랍니다. 이제 저자들이 최선의 노력을 기울여 만든 STEAM 기후변화 프로그램을 활용하여 보시 길 기대합니다.

- 저자 일동 -

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∙ ∙ ∙• ● 교재 디자인 설명 ● •∙ ∙ ∙

융합인재교육(STEAM)이란 과학을 공학, 기술, 예술, 인문사회, 수학 등과 함께 융합하여 학습자가 흥미를 갖고 능동적으로 학습 활동에 참여하도록 하 여 문제해결력을 기르고 창의력과 상상력을 지닌 인재로 성장하도록 돕는 교육의 방식을 말합니다.

STEAM과 기존 교육의 가장 큰 차이점은 ‘융합’이며 과학 (Science), 공학(Technology), 기술(Engineering), 예술(Arts) 및 인문사회, 수학 (Mathematics) 등의 융합을 시도하고 있습니다.

STEAM 수업의 첫 번째 구성 원리인 ‘상황제시’는 학습자가 일상에서 직면하 는 문제 상황이나 해결해야 할 문제를 제시하고 이를 통해 학습으로 초대합니다.

제시된 문제를 자신의 경험과 관련지어 스스로 해결해야 할 문제로 인식합니다.

두 번째 구성 원리는 ‘창의적 설계’입니다. 과학적 창의성과 기술 및 공학 적 설계 요소 및 수학적 원리 등을 활용하여 문제 상황에서 대한 다양한 해결을 창 의적인 방법으로 구안합니다.

STEAM 수업의 마지막 원리는 ‘감성적 체험’입니다. 학습자가 문제를 해결 하였다는 성공의 기쁨을 경험하는 단계이면서 동시에 실패의 요인을 탐색하여 극복 하고 새로운 문제에 도전하도록 하는 단계입니다. 따라서 자신들의 활동을 성찰해 보고 활동에 대한 평가가 이루어집니다.

학습 내용에 대한 구체적인 활동방식을 소개합니다. 주제와 내용에 따라 스스로 생각하고 의견을 소통하기도 하며 때로는 창의적인 표현을 이끌어내도록 다 양하게 구성되어 있습니다.

주제와 관련된 내용에 대해 깊이 있는 학습을 돕는 자료입니다. 책과 기사, 인터넷 주소를 제시하여 관심 있는 학생들에게 유익한 정보를 제공합니다.

문제해결에 필요한 아이디어와 추가 정보가 제시됩니다.

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∙ ∙ ∙• ● 교사용 교재 구성과 활용 방법 ● •∙ ∙ ∙

주제의 첫 표지

영역과 주제명을 소개하고, 주제를 축약하여 나타내는 글과 그림으로 제시 하였다.

주제 개요

본 주제에서 이루어지는 활동을 간략하게 소개하고 활동 의도를 제시하여 주제를 전체적으로 파악하게 하였다.

차시별 교육과정과의 연계 및 학습목표

주제와 연계된 교육과정 목표를 과목별로 제시하고, 차시별 학습목표를 나 타내었다. 교육과정 목표는 2009 개정 교육과정의 내용 체계를 기준으로 하였다.

STEAM 요소에 따른 내용

주제와 연계된 과목에 따라 (과학) (기술) (공학) (예술 및 인문사회) (수학) 각 요소별 활동 요소를 추출하여 나타내었다. 이를 참고하여 교 사가 STEAM 요소를 가감하여 수업에 활용할 수 있다.

STEAM 수업 구성 원리

STEAM의 단계요소인 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험에 따라 수업 구 성 원리를 제시하여 수업 내용의 흐름을 알 수 있도록 하였다.

차시/단원/교육과정 목표/차시목표

차시에 해당하는 단원, 교육과정 목표, 차시목표를 제시하였다. 1시간(초등 학교의 경우 40분, 중학교 45분, 고등학교 50분)이 필요한 것은 1차시로, 2 시간이 필요한 것은 1~2차시로 구분하여 블록타임 방식을 적용하거나 개 별 차시별로 교과와 연계하도록 하였다.

STEAM 요소 및 수업계획

수업 과정안에 해당하며 ‘도입-전개-정리’로 학습과정을 나누고 각 단계 에서 이루어질 교수․학습 활동을 제시하고 있다. 더불어 소요시간과 필요한 학습 자료를 제시하여 수업 지도를 더욱 용이하도록 하였으며, 아이콘으로 각 단계별 STEAM 요소를 제시하였다.

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지도상의 유의점

본 차시를 지도하는데 유의해야 할 점을 간략하게 제시하였다. 학생들을 지도하기 전에 본 사항을 미리 숙지할 필요가 있다.

학생용 교재

교수․학습의 순서에 따라 학생들이 활용할 수 있는 부분에 해당하며 별도 로 구분된 학생용 교재로도 존재한다. 경우에 따라서는 필요한 부분을 학 생들에게 복사하여 나누어줄 수 있다. 개인 활동지와 모둠 활동지가 있으 므로 교사의 판단하여 적절하게 활용하도록 한다. 또한 아이콘을 사 용하여 수업 중에 유의해야할 사항을 제시하였다.

교육과정 살펴보기/핵심주제 확인하기

‘교육과정 살펴보기’는 주제와 관련된 교육과정의 핵심적인 부분을 간 결하게 정리한 코너이며, ‘핵심주제 확인하기’는 주제와 관련된 핵심사 항에 대한 심화 이해를 돕는다.

학생용 참고자료

학생들이 활동을 하면서 본 주제에 대하여 더욱 잘 이해하고자 할 때 출 력하여 나누어 줄 수 있는 보충․심화 읽기 자료이다. 학생 수준에 맞게 가 감하여 활용한다.

평가계획

질적이고 과정중심의 평가 계획을 설정하여 학습자가 자기성찰을 할 수 있도록 평가기준과 평가방법을 제시하였다. 평가기준은 학습목표에 적합하 게 설정하였다.

프로그램 운영의 유의사항

프로그램 운영에 대한 전반적인 유의사항으로 프로그램의 이해를 돕는다.

참고문헌 및 자료

주제를 정리하면서 참고한 문헌 및 자료 목록이다. 보다 깊이 있는 이해를 원할 경우 해당 자료를 참고한다.

교사용 참고자료

교사가 수업을 진행할 때, 혹은 주제를 조금 더 알고자 할 때 도움이 되는 보충 읽기 자료이다.

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∙ ∙ ∙• ● 주제단원 (기후변화 고등학교) ● •∙ ∙ ∙

1. 기후변화, 주범은 누구인가?

지구온난화로 인한 피해는 먼 섬나라 이야기로만 생각할 수도 있지만, 바로 안방에 앉아서도 피해를 당할 수 있다. 더 이상 남의 나라 이야기가 아닌 지구온난화를 일으키는 원인으로 여러 온실가스 중에 서도 특히 이산화탄소가 주목받는 이유에 대해 생각해 보고 이산화탄소 배출량 감축의 중요성을 인식 한다.

이 주제 단원에서는 이산화탄소 배출 메커니즘에 대한 과학 지식을 바탕으로 화석연료 사용과 이산 화탄소 배출 사이의 관계를 알고, 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해 물류 수송 과정에서 운송거리 감 축 등을 실천할 필요성 등을 이해한다. 나아가 지구온난화 방지를 위해 현명한 소비를 실천할 수 있도 록 한다.

2. 이산화탄소 배출량이 가장 많이 증가하는 나라는?

이산화탄소를 비롯한 온실가스가 지구기후변화의 주요한 원인으로 지적되고 있다. 이러한 이산화탄 소의 배출량은 일반적으로 경제 활동과 밀접하게 관련되어 있다. 이 주제 단원의 학습을 통해 학생들 은 경제 성장과 이산화탄소 배출량의 관계에 대해 생각할 수 있고, 통계 자료를 활용하여 개발국과 저 개발국의 이산화탄소 배출량 차이를 이해할 수 있다. 또한 우리나라의 이산화탄소 배출량의 추이를 확 인할 수 있다. 이러한 객관적인 자료를 바탕으로 신문기사 등을 활용하여 각국의 대표가 참석하는 모 의 기후변화 총회를 진행하면서 이산화탄소 문제에 관하여 개발국과 저개발국의 입장 차이를 확인하고 거시적인 관점에서 접근할 수 있는 이산화탄소 감축의 해결 방안을 고민할 수 있다.

3. 옥수수, 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가?

바이오연료는 화석연료를 대체할 수 있는 물질로 각광을 받고 있다. 바이오연료는 우리 주변의 바이 오매스로부터 얻을 수 있다. 이러한 바이오매스로는 살아있는 유기체뿐 아니라 동물의 배설물 등 대사 활동에 의한 부산물까지 그 범위가 다양하다. 하지만 많은 바이오연료가 주요 원료로 식량 자원을 이 용하고 있고 이에 따른 곡물의 가격 인상, 사료 값 인상 등 부작용을 유발하고 있다.

이 주제 단원에서는 바이오에너지의 가능성을 탐색해 보고, 우리 주변에서 쉽게 구할 수 있는 바이 오매스를 활용하여 직접 바이오디젤을 만들어보는 실험을 직접 해 본다. 이러한 과정을 통해 바이오에 너지의 생성 원리와 과정 속에서 발생될 수 있는 문제점을 이해하고, 지속가능한 에너지원으로써의 바

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이오에너지 활용 방안을 마련해 볼 수 있다. 또한 바이오에너지를 활용한 수송 방법에 대해 이해하고, 궁극적으로 화석연료나 환경에 부담을 주지 않는 친환경 자동차와 기술을 상상해 봄으로써 미래의 친 환경 수송기술의 가능성에 대해 고민해 보고자 한다.

4. 기후변화, 과학기술로 극복하기

지구온난화로 인한 기후변화는 생태계에 급격한 변화를 초래할 뿐 아니라 인간의 삶에도 많은 변화 를 가져오고 있다. 이에 따라 한쪽에서는 지구온난화를 늦추거나 막기 위한 대응 방법을 연구하고 있 는가 하면, 다른 쪽에서는 변화한 환경에 맞추어 살아가기 위한 적응 방법을 연구하고 있다.

이에 따라 이 주제에서는 지구온난화 현상에 대한 과학적 이해를 바탕으로 적극적인 대응 방법을 고 민해 보도록 하고, 이러한 대응 및 적응의 과정에서 변화하는 사회 환경에 발맞추어 자신의 미래를 대 비해야 함을 일깨워 주는 프로그램이다.

5. 우리 지역 그린맵 만들기

그린맵이란 평소에 우리가 보던 지도에 세계적으로 사용되는 공통의 그랜맵 아이콘을 더해 내가 살 고 있는 지역의 사회적, 문화적 자원 및 환경 파괴 없이 지속적으로 사용할 수 있는 자원들을 한 눈에 볼 수 있게 표시한 지도를 의미한다. 이러한 그린맵 활동은 환경, 경제, 빈곤, 지역사회 붕괴 등 지구 적으로 이슈화되고 있는 다양한 문제들의 해결방법을 “내가 살고 있는 우리지역에서부터 찾아보자”

라는 의미의 세계적인 지역공동체 활동으로 진행되고 있다.

이 주제 단원에서는 우리 지역 그린맵 만들기 활동에 필요한 기본적인 이해를 바탕으로 환경적, 경 제적, 사회적 쟁점들을 해결하기 위해 자신이 살고 있는 지역에서부터 고민해 보고, 공동의 해결책을 에코교통 그린맵에 필요한 아이콘을 디자인하는 과정을 통해 마련해 본다. 또한 실제 우리 지역에서 활용할 수 있는 그린맵을 만들어 봄으로써 지속가능한 지구, 지속가능한 지역공동체를 만들기 위한 방 법을 널리 알리고 함께 나누는 활동을 한다.

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∙ ∙ ∙• ● 차 례 Contents ● •∙ ∙

1. 기후변화, 주범은 누구인가? • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1

2. 이산화탄소 배출량이 가장 많이 증가하는 나라는? • • • 21

3. 옥수수, 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가? • 37

4. 기후변화, 과학기술로 극복하기 • • • • • • • • • • • • • • • • • 59

5. 우리 지역 그린맵 만들기 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 79

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주제 개요

지구 온난화의 주범은 온실 가스, 그 중에서도 특히 이산화 탄소인 것으로 지목 되고 있다. 이산화 탄소의 배출은 주로 화석 연료의 연소로부터 발생하므로 이를 줄이는 것이 지구 온난화를 늦추는 지름길이 될 것이다. 이 주제는 학습자가 온 실 가스 배출 메커니즘에 대해 고민해 보도록 하는 프로그램이다.

차시별 교육과정과의 연계 및 학습목표

연계 교육과정 교육과정 목표 차시 학습목표

고등학교 과학 (1차시)

(6) 에너지와

환경

⑤화석 연료의 사용을 산화와 환원 과정으로 이해하고, 화석 연료의 과다 사용에 따른 지구 온난화와 기후 변화를 이해한다.

화석연료의 과다 사용 에 따른 지구 온난화 발생을 설명할 수 있다.

수학 (2차시)

(가) 수와 식의 계산

①다양한 상황을 문자를 사용한 식으로 표현 하고, 그 식을 간단히 나타낼 수 있다.

문자와 식으로 이산화 탄소 배출량 계산식을 나타낼 수 있다.

요소에 따른 내용

시간 과목 요소에 따른 내용

1차시 과학 6대 온실가스 중 이산화 탄소가 중요한 이유 이해하기

제품의 생산, 운송, 판매 과정과 온실가스와의 연관성 이해하기 2차시 수학 온실 가스 배출량 계산을 위해 필요한 변수 이해하기

온실 가스 배출량 계산해 보기

수업 구성 원리

상황제시 지구 온난화로 인한 피해와 책임 소재에 대해 생각해 보기

창의적 설계 온실 가스의 종류와 지구 온난화 지수 생각해 보기

온실 가스 배출량과 관계된 변수 찾기

감성적 체험 (성공의 경험)

마인드맵 작성 활동을 통해 나의 일상 생활과 온실 가스 배출과의 관련성 되돌아보기

배출량 계산을 위한 변수 비교를 통해 정량적 영향 예측하기

교수자는 교육과정 목표와 차시 목표 사이의 연관성을 확인하고 두 목표가 동시에 성취될 수 있도록 한다.

01 기후변화, 주범은 누구인가?

김진화(자운고등학교) ․ 이창호(자운고등학교)

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차 시 1차시

단 원 (5) 에너지와 환경

교육과정 목표

⑤화석 연료의 사용을 산화와 환원 과정으로 이해하고, 화석 연료의 과다 사용에 따른 지구 온난화와 기후 변화를 이해한다.

차시목표

화석 연료의 과다 사용에 따른 지구 온난화 발생을 설명할 수 있다.

요소 및 수업계획

학습과정 교수·학습 활동 시간 학습자료

도입

◈ 가해자는 누구인가?

교재 활동지 지식채널e의 ‘완전범죄’ 동영상을 보고, 온난화 현상의 책밈 동영상

소재에 대해 생각해 보기 15'

전개

◈ 주범은 누구인가?

교재 활동지

온실 가스의 종류와 지구 온난화 지수 15'

정리

◈ 배후를 찾아라! 교재 활동지

모둠별 간식의 생산, 운반, 보관, 배송 등과 관련된 모든 과정에서 온실 가스 간식1종

배출과의 관련성을 찾아 마인드맵으로 정리하기 20'

지도상의 유의점

• 지구 온난화 현상의 책임 소재에 대하여는 책임을 물을 수 있다/없다의 여부보다는 왜 그렇게 생각하는지 이유를 밝히도록 하는 것이 더 중요하다.

• 지구 온난화 지수에 대해 충분히 설명한다.

• 간식이나 스마트폰 사용 등으로 인해 소란해지지 않도록 지도한다.

• 마인드맵 작성시 얼마나 많은 단계를 생각해 내느냐 보다는, 각 단계가 어떤 측면에서 온실가스 배출과 관계있는지를 밝혀나가는 것에 초점을 맞추도록 한다.

(16)

차 시 2차시

단 원 (가) 수와 식의 계산

교육과정 목표

① 다양한 상황을 문자를 사용한 식으로 표현하고, 그 식을 간단히 나타낼 수 있 다.

차시목표

문자와 식으로 CO2 배출량 계산식을 나타낼 수 있다.

요소 및 수업계획

학습과정 교수·학습 활동 시간 학습자료

도입

◈ 다이어트? 다이어트!

교재 활동지 지식채널e '일주일 3km 다이어트' 동영상 속 푸드마일 개념을 통해 동영상

운송 과정에서의 온실 가스 배출량에 대해 생각해 보기 10'

전개

◈ 변수를 찾아라!

교재 활동지 최근 구매 물품의 배송 과정을 통해 얼마나 많은 온실가스가 배출되

는지 확인하기 30'

정리

◈ 누가누가 적게 뿜어내나?

교재 활동지 CO2 배출량 간단 계산식 세워보기

계산 결과 비교를 통해, 서로의 생활에서 온실 가스 배출량을 가늠해 10'

보기

지도상의 유의점

• 도입에서 동영상과 함께 푸드마일 개념을 간략히 설명하도록 한다.

• 실제 CO2 배출량 계산식이 아니라 약식임에 유의한다.

• CO2 배출량 계산식은 정확하지 않더라도, 관련된 다양한 변수를 찾고 그것을 문자화 하여 표현할 수 있는가에 초점을 맞춘다.

• 대상 교과는 ‘하’ 수준의 학생이 대상이지만, 학생들의 수준에 따라 변수 찾기 혹은 변수 사이의 관계 찾기에 초점을 맞추어 함수 관련 단원에서 활용할 수 있다.

• 교육과정 및 주제 관련 내용을 학습자들이 충분하게 이해할 수 있도록 설명한다.

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가해자는 누구인가?

‘완전범죄’라는 것은 존재할 수 있을까? 지식채널e '완전범죄'를 보고, 함께 생각해 보자.

영상에 나타한 희생자들의 공통적인 사인(死因)은 무엇이었는지 이야기해 보자.

정말로 누구에게도 책임을 물을 수 없는 것일까? 아니면 누군가가 책임져야 할 까? 자유롭게 토론해 보자.

누구에게도 책임을 물을 수 없다. 누군가가 책임을 져야 한다.

동영상 : EBS 지식채널e

‘완전범죄’(2012.03.19)

사망의 직접적인 원인이 다 르다면, 그 상황에 이르게 된 배경에 공통점은 없는지 생각해 본다.

나의 의견과 함께 나와 다 른 친구의 의견도 함께 간 단히 정리해 보자.

(19)

주범은 누구인가?

지구 온난화의 범인은 온실 효과를 일으키는 기체인 온실 가스라고 한다. 온실 가스 중에서도 특히 CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF5 등을 6대 온실 가스라고 하는데, 이 중에서도 주범은 누구일까?

[온실 가스의 종류와 지구 온난화 지수]

CO2 CH4 N2O HFCs, PFCs, SF6

배출원

에너지사용/산업 공정(화석연료연

소 등)

폐기물/농업/축

산업공정(고온연 소 등)/비료사용

냉매/반도체 세척용 지구온난

화지수 1 21 310 1,300~23,900

국내총배

출량(%) 88.6 4.8 2.8 3.8

6대 온실 가스 중 지구 온난화의 주범은 어느 기체라고 말해야 할까? 자신의 생각을 말해보고, 그 이유도 함께 이야기해 보자.

6대 온실 가스 중에서 배출원 및 배출량 통제가 가능한 것은 어느 것일까?

CO2 : 이산화 탄소 CH2 : 메테인 (메탄) N2O : 산화 이질소 (아산화질소) HFCs : 수소화플루오린화 탄소 (수소불화탄소) PFCs : 과플루오린화 탄소 (과불화탄소) SF6 : 헥사플루오린화 황 (육불화황)

지구온난화지수 (GWP, Global Warming Potential) : 어떤 온실 가스가 대기 중에 방출된 후 특정 기간 그 기체 1kg의 가열 효과가 어느 정도인가를 평가하는 척도. 100년을 기준으로 CO2를 1로 보고 비교.

* 출처: 지식경제용어사전, 2010.11, 대한민국정부

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배후를 찾아라!

온실 가스 증가의 배후는 누구일까? 즐겨 먹는 간식 1가지를 선정한 후, 해당 제 품의 생산, 운송, 판매 과정을 되짚어 보며 온실 가스와 관련된 부분을 찾아보자.

• 주재료 3가지에 대하여 다음 사항을 생각해 보자.

재료명 원산지(거리) 운송수단 재배방법 보관방법

예) 딸기우유 - 딸기 경기도 트럭 하우스재배 냉장

• 원산지 표시가 없는 경우 는 다음과 같이 해 보자.

1) 해당 재료의 유명한 주 산지 적어보기

2) ‘국내산 / 수입산’으 로 구분해 보기

• 스마트폰 지도 서비스 등 을 활용하여 원산지까지의 거리를 구체적으로 확인할 수 있는 경우, 구체적인 거 리도 표시해 보자.

• 생각해 보기 (예) 딸기우유 1) 재료

- 주재료: 딸기, 우유 - 부재료: 딸기향, 과당 등 - 기타재료: 종이팩, 인쇄 잉크 등

2) 생산~판매의 전과정 - 생산 방식 : 하우스 재배 - 생산지 : 경기도 - 운송방법 : 트럭 - 보관 : 냉장

3) 각 과정별 온실가스 배 출 관련성

- 생산 방식 : 하우스 → 난방

- 운송 : 생산지로부터의 운송시 발생하는 트럭 배기 가스

- 보관 : 냉장고 냉매 등

제품이 나에게 오기까지(생산, 보관, 운송, 판매 등)의 과정을 마인드맵으로 나타내고, 각 과정이 온실 가스 배출과 어떤 관련이 있는지 함께 표시해 보 자.

☞ 위의 식품과 관련하여 온실 가스 배출에 가장 큰 책임이 있는 것은 누구 (혹은 어떤 과정)라고 생각하는가? 자신의 의견을 정리해 보자.

(21)

교육과정 살펴보기

과학

온실 효과와 지구 온난화

• 온실 효과 : 이산화 탄소(CO2)와 같은 온실 가스가 태양으로 부터 지구에 들어오는 짧은 파장의 태양 복사 에너지는 통과시 키는 반면 지구로부터 나가려는 긴 파장의 지구 복사 에너지는 흡수하여 지구의 온도를 상승시키는 작용을 한다.

• 지구 온난화 : 온실 효과는 필요하지만 다량의 온실 가스가 산업혁명 이후 지속적으로 대기로 배출되면서 지구 대기 중 농 도가 증가하여 지구의 평균 온도가 증가하고 있다.

핵심 주제 확인하기

◎ 기후 변화

• 일반적 의미 : 인간의 활동에 의한 온실 효과와 화산폭발로 인한 성층권 에어로 졸의 증가 등 자연적인 원인에 의한 효과를 포함하는 전체 자연의 평균 기후변 동을 나타낸다. 그런데, 이러한 정의를 복잡하게 만드는 것 중의 하나는 제한된 공간에서 인간의 활동에 의한 기후의 변화이다. 고도로 도시화된 지역이 주변 지 역과 비교하여 기온이 높은 열섬현상이 그 좋은 예이다.

• 기후변화기본협약의 목적을 위한 기후 변화의 정의 : 직접적 또는 간접적으로 전 체 대기의 성분을 바꾸는 인간 활동에 의한, 그리고 비교할 수 있는 시간 동안 관찰된 자연적 기후 변동을 포함한 기후의 변화

◎ 탄소 순환(Carbob cycle)

지구상의 생물권, 지권, 수권, 기권 사이에서 행해지는 탄소의 생화학적인 순환으로, 탄소의 순환은 지구의 화학적 진화와 열적 진화에 매우 중요한 역할을 한다. 탄소는 지권에 압도적으로 많이 존재하지만, 지권에 존재하는 탄소보다는 기권에 존재하는 탄소가 훨씬 더 중요한 의미를 가진다. 특히 지구 기후 변동과 관련하여 기권을 중 심으로 한 탄소의 공급과 제거는 매우 중요한 현대 과학의 화두이다.

◎ 탄소발자국(Carbon Footprint)

사람의 활동이나 상품을 생산, 소비하는데 직간접적으로 발생하는 이산화 탄 소(CO₂)의 총량을 말한다. 여기에는 일상생활에서 사용하는 연료, 전기, 용 품 등이 모두 포함된다.

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다이어트 ?, 다이어트 !

다이어트 열풍의 시대에 색다른 다이어트 이야기를 들어 보자.

1. 무엇을 줄이기 위한 다이어트인가?

2. 이 다이어트가 바라는 효과는?

• 동영상 : EBS 지식채널e '일주일 3km 다이어트' (2011.10.24)

일반적인 다이어트라면 이 질문의 답변은 다음과 같을 것이다.

1. → 몸무게, 체지방 등 2. → 날씬해진다. 더 작은 치수의 옷을 입을 수 있다

(23)

변수를 찾아라!

앞 차시에서 우리가 무심코 소비하는 제품 하나가 나에게 오기까지 얼마나 많은 온실 가스 배출 과정이 관련되어 있는지 살펴보았지만, 이번 차시에서는 그 중 운송 과정에서의 온실 가스 배출을 집중적으로 살펴보고자 한다.

• 가장 최근에 구매한 물건은 무엇인가?

• 이 물건은 생산된 장소에서 내가 구매한 장소까지 어떤 교통수단을 이용하여 운송되었을까?

• 위의 교통수단은 어떤 연료를 사용하는가?

내가 구매한 제품이 생산지에서 나에게 도착하기까지의 운송 과정에서 배출된 온실 가스 배출량을 친구의 경우와 비교해 보려고 한다.

• 무엇을 비교해야 할까?

친구와 비교하게 되는 것은 상황에 따라 값이 달라지는 ‘변수’에 해당한다.

• 위에서 찾은 변수들은 각각 온실 가스 배출량에 어떤 영향을 주는가?

무심코 먹는 1개의 과자라 도 얼마나 다양한 원산지의 다양한 재료가 포함되며, 또한 얼마나 많은 과정을 거쳐야 최종 제품으로 나에 게까지 오게 되는지 앞 차 시에서의 활동을 떠올려보 자.

• 연료의 종류 : 휘발유, 경유 등

• 연비

: 자동차가 1L의 연료로 달 릴 수 있는 거리(km/L)

(24)

식으로 나타내기

앞의 활동에서 찾아낸 온실가스 배출량과 관계된 변수들을 정리해 보고, 이들과 온실가스 배출량과는 어떤 관계(비례/반비례 등)가 있는지 함께 정리해 보자.

온실가스 배출량과 관계된 찾아낸 모든 변수를 정리하고, 각각 적절한 문자로 표현해 보자.

온실가스배출량과 모든 변수와의 관계는 단순히 비례 혹은 반비례한다고 가정하 고, 온실가스 배출량을 계산할 수 있는 식을 문자로 표현해 보자.

온실가스 배출량 =

계산식을 활용하여 온실가스 배출량을 계산해 보고 친구들의 경우와 비교해 보 자.

(25)

교육과정 살펴보기

수학

◈ 단항식의 덧셈과 뺄셈

• 문자와 차수가 같은 항을 동류항(同類項, Like terms)이라고 한 다. 단항식의 덧셈과 뺄셈을 계산할 때 동류항끼리 각 항의 계 수를 계산한 후 문자를 곱하여 준다

◈ 단항식의 곱셈과 나눗셈

• 단항식의 곱셈은 수끼리 계산한 후 문자 앞에 쓰는 방식으로 정 리한다.

◈ 일차식과 덧셈과 뺄셈

• 일차식의 덧셈과 뺄셈은 동류항끼리 모아 계산하고 정리한다

◈ 일차식의 곱셈과 나눗셈

• 일차식과 수의 곱셈은 분배법칙을 이용하여 계산하고, 일차식과 수의 나눗셈은 나누는 수의 역수를 구하여 곱하여 계산한다

핵심 주제 확인하기

◎ 푸드마일(food miles)

• 농산물이 생산에서부터 소비자의 식탁에 오르기까지 운반된 거리를 말한다.

◎ 이산화 탄소 등가량(CO2 equivalent; CO2e 혹은 CO2eq)

• 단일 물품이나 활동으로부터 여러 가지 온실 가스가 각기 다른 양으로 방출되는데 이를 일일이 표시하면 탄소 발자국은 매우 복잡해질 수 밖에 없다. 이를 피하기 위 해 이산탄소 등가량으로 표현하는 것이 관례다. 이것은 어떤 물품이나 활동에 의해 발생하는 모든 온실 가스들의 기후 영향을 이와 동일한 영향을 미칠 이산화 탄소의 양으로 치환해 표현한다는 뜻이다.

◎ 온실 가스 배출량 간단 계산

• 탄소 배출량

= 연료 사용량 × 사용한 연료의 석유환산톤(TOE) × 탄소배출계수

• CO2 배출량 = 탄소 배출량 × (44/12) (* 44 = 이산화 탄소 분자량, 12 = 탄소 분자량)

·석유환산톤(TOE) : 서로 다른 종류의 에너지원을 원유 1 ton이 발열하는 열량을 기준 으로 표준화한 것. (원유 1 ton의 발열량은 약 107kcal)

·석유환산계수 : 에너지원별 열량을 toe로 환산하기 위한 계수

·탄소배출계수 : 에너지원별 1 toe 연소시 배출되는 탄소량 (에너지원에 따라 포함된 탄소함량 등이 다르기 때문에, 1 toe 연소시 발생하는 열량은 같아도 배출되는 탄 소의 양은 다르다. 이에 따라 연료별로 배출되는 탄소량을 알려주는 계수임)

(26)

평가 계획

구분 평가기준 방법

1 온실 가스 배출량 감소를 위한 행동 실천표의 내용을 합리적이고 타양한 방법으로

작성하였는가? 수행평가

2 자신의 의견을 적극 개진하고, 타인의 의견을 경청하였는가? 관찰평가

3 타당한 변수를 찾아 문자로 표현하여 식을 세웠는가? 수행평가

4 본 주제와 관련된 해당 교과 교육과정 내용은 잘 이해하고 있는가? 관찰평가

프로그램 운영의 유의사항

• 일부 활동의 경우 1차시에 모두 수행하기 어려운 경우에는 활동들의 상대적 중 요성을 파악해서 중요한 순서대로 활동을 진행한다.

• 학생들이 창의적으로 활동하고 설계하는 영역이 많은 만큼 교수자는 가급적 학 습자들이 자유롭고 창의적으로 사고할 수 있도록 분위기를 조성할 필요가 있다.

• 푸드 마일리지나 이산화 탄소 배출량 개념을 교수자가 먼저 충분히 이해하고, 학습자들이 충분히 이해할 수 있도록 설명한다.

• 푸드 마일리지나 이산화 탄소 배출량 계산식 등에서는 정확성보다는 발산적 사 고를 통해 다양한 인과 관계의 고리들을 찾아낼 수 있도록 한다.

참고 문헌 및 자료

• 기상청 기후변화 홍보 센터 www.climate.go.kr

• 기후변화홍보포털 www.gihoo.or.kr

• 마이크 버너스리(2011). 거의 모든 것의 탄소발자국. 도요새.

• 서울시 에코마일리지 홈페이지 ecomileage.seoul.go.kr

• 스마트그린푸드 홈페이지 www.smartgreenfood.org

• 에너지 관리공단 기후변화협약 홈페이지 co2.kemco.or.kr

• 온실 가스 종합정보 센터 홈페이지 www.gir.go.kr

• 온실 가스 종합정보 센터(2013). 기후변화와 녹색성장. vol5.

• e-나라 지표 www.index.go.kr

• EBS 지식채널e

- "완전범죄“ ebs.daum.net/knowledge/episode/1228

- “일주일 3km 다이어트” ebs.daum.net/knowledge/episode/1193

• 제2차 기후변화윤리포럼 자료집(2009)

(27)

국내외의 다양한 배출량 계산기들

에너지관리공단 - 석유환산톤 및 이산화 탄소 배출량 계산기

(co2.kemco.or.kr/toe/toe.aspx)

산림청 - 탄소나무 계산기

(www.forest.go.kr/images/tree_carbon_calculator)

그린스타트 - 탄소가계부 (greenstart.kr)

그린스타트 - 탄소발자국 (greenstart.kr)

탄소 포인트제 홈페이지 - 탄소포인트 체험 (cpoint.or.kr)

2050년 온실가스 배출경로 계산기 (2050.sejong.ac.kr)

외국 사이트들

• www.carbonfootprint.com/calculator.aspx

• www.climatecare.org/home.aspx

• www.carbonfund.org/individuals

• www.chooseclimate.org/flying/mf.html

(28)

6대 온실 가스

• CO₂ (이산화 탄소) : 지구 온난화 지수는 낮지만 규제 가능한 가스 (Controllable Gas)로서 전체 온실 가스 배출량 중 약 80% 이상을 차지하고 있기 때문에 6대 온실 가스 중 가장 중요한 온실 가스로 분류되고 있다. 우리 가 숨을 내쉴 때마다 나오는 이산화 탄소는 나무와 석유, 석탄과 같은 화석 연 료가 탈 때, 탄소가 공기 중의 산소와 결합하여 생긴다. 자연계에서 이산화 탄 소는 식물이 광합성을 할 때 사용되거나, 바다에 흡수되고 남은 양은 대기 중 에 계속 쌓이게 되는데, 산업혁명 이후 지난 100여 년 동안 화석 연료 사용이 급속히 증가하였다.

• CH4 (메테인) : 천연가스의 주성분이며, 음식물 쓰레기가 부패할 때와 소나 닭 과 같은 가축의 배설물에서도 발생한다. 메테인의 발생량은 이산화 탄소에 비 해서 아주 작은 양이지만 메테인 1분자가 일으키는 온실 효과는 이산화 탄소의 약 20배 이상으로 지구 전체 온실 효과의 15~20% 이상을 차지한다.

• N2O (산화 이질소) : 주로 석탄을 채광할 때 그리고 연료가 고온으로 타면서 발생하고, 대기 중에서 온실 효과를 일으키는 작용을 한다고 밝혀졌다.

• HFCs (수소화플루오린화 탄소): 불연성 무독성 가스로 취급이 용이하며, 화학 적으로 안정하여 냉장고 및 에어컨의 냉매로 사용된다.

• PFCs (과플루오린화 탄소): 탄소와 플루오린의 화합물로 전자제품, 도금산업 등에서 세정용으로 사용되며, 우리나라의 경우 전량 반도체 제조공정(플라즈마 에칭 및 chamber cleaning)에 사용되고 있다.

• SF6 (헥사플루오린화 황) : 전기제품이나 변압기 등의 절연체로 사용되는 곳에 있다.

생태 발자국과 탄소 발자국

• 생태 발자국(Ecological Footprint)

: 자신이 살아가는 동안 여가나 삶을 위해 행동하는 모든 것에서 비롯되는 자원 의 소비를 땅의 면적으로 표현한 것으로, 탄소 발자국도 생태 발자국의 한 범 위 안에 들어간다.

• 탄소 발자국(Carbon Footprint)

: 사람의 활동이나 상품을 생산, 소비하는 전 과정을 통해 직·간접적으로 배출 되는 온실 가스 배출량을 이산화 탄소(CO2)로 환산한 총량 발생하는 이산화 탄 소(CO2)의 총량을 말한다. 2006년 영국의회 과학기술처(POST)에서 처음 사용 한 용어로 제품생산시 발생된 이산화 탄소의 총량을 탄소발자국으로 표시하게 함으로써 유래됐다. 표시 단위는 무게 단위인 kg 또는 우리가 심어야 하는 나 무 수로 나타낸다.

(29)

[국가별 1인당 생태발자국 순위(1-40위)]

* 출처: WWF 2012 살아있는 지구 보고서

[우리나라 1인당 생태발자국 (gha: 글로벌 핵타르)]

* 출처: WWF 2012 살아있는 지구 보고서

우리나라 1인당 생태발자국 세계 149개국 중 29위 세계야생동물기금(WWF)이 최근 발표한

‘2012 살아있는 지구 보고서(Living Planet Report 2012)’에 따르면, 2008년 우리나라 1인당 생태발자국은 4.6 헥타르인 것으로 나 타났다. 이는 세계 149개국 가운데 29번째로 서, 세계 평균 2.7 헥타르에 비해 약 1.7배 높고 독일(30위, 4.53 헥타르)과 일본(37위, 4.14 헥타르)을 앞지른 수준이다. 북한의 1인 당 생태발자국은 1.28 헥타르로 조사돼 세계 113위를 기록했다.

1인당 생태발자국(ecological footprint)은 각국 국민 한사람의 일상생활이 자연생태계에 미치는 영향을 토지 면적으로 환산한 수치다.

높을수록 그만큼 생태계 훼손이 크다는 것을 뜻한다. 1위부터 3위는 카타르(11.68 헥타르), 쿠웨이트(9.72 헥타르), 아랍에미리트(8.44 헥 타르) 등 중동의 산유국들이 차지했다. 미국 과 중국은 각각 5위(7.19 헥타르)와 72위(2.1 헥타르)를 기록해 큰 격차를 보였다.

세계야생동물기금에 따르면, 현재 인류가 사용하는 자원 소비 규모는 지구 1.5개가 있 어야 지속될 수 있는 양이다. 현재의 추세가 지속된다면 인류는 2030년에 지구 2개, 2050 년에는 지구 3개를 필요로 하게 된다. 전 세 계 생태발자국은 1966년 이래 약 두 배 정도

증가했다. 잘사는 나라들과 가난한 나라들의 생태발자국은 각각 5.6 헥타르, 1.14 헥타르를 기록해, 그 격차가 약 5배 정도인 것으로 조 사되었다.

우리나라의 1인당 생태발자국을 분야별로 살펴보면, 어업 세계 11 위, 탄소배출 18위(국가 총량은 세계 7위), 토지개발 48위, 농업 53 위, 산림 82위, 축산업 83위로 분석됐다. 높은 생태발자국의 원인이 주로 어업과 탄소배출량에서 비롯된 것임을 말해준다.

* 출처: 기후 변화행동연구소 - 최도현 연구원 (climateaction.re.kr/index.php?document_srl=26755&mid=news01)

(30)

2011년, 우리나라 이산화 탄소 배출량은 세계 몇 위?

2011년 우리나라가 배출한 CO2 배출 총량은 6억1천 만 톤, 2010년에 이어 세계 7위를 기록했다. 2008년 세계 9위, 2009년 세계 8위, 2010년 세계 7위였던 우리나 라는, 2011년 배출량이 전년도에 비해 2천 만 톤(3%)가량 늘어났지만 순위는 그대 로 유지함으로서 주요 배출국의 자리를 확고하게 굳힌 것이다. 국민 일인당 배출량 은 2010년에 비해 0.4톤 증가한 12.6톤으로 조사됐다. 이는 최근 유럽위원회 공동 연구센터와 네덜란드 환경영향평가청이 공동으로 발간한 보고서에 기초한 결과다.

주목할 만한 사실은 유럽 국가들과 미국 등 선진국의 일인당 배출량은 감소추 세로 돌아선 반면, 중국과 인도 등 개도국에서는 꾸준히 증가하고 있다는 점이 다. ... 중국은 지난해 총 97억 톤을 배출해 전 세계 배출량 339억 톤 가운데 29%를 차지했으며, 그 다음으로는 미국(16%), 인도(6%), 러시아(5%), 일본(4%) 의 순이었다. 세계 이산화 탄소 배출총량은 약 340억 톤으로 조사되었다.

2000년부터 2011년까지 인간의 활동으로 배출된 이산화 탄소 총량은 산림파괴 에 따른 간접 배출량까지 합할 경우 약 4,200억 톤이다. 과학자들에 따르면, 기온 이 산업화 이전에 비해 2℃ 이상 상승하는 것을 막기 위해서는 2000년부터 2050 년까지 이산화 탄소 누적배출량이 1조~1.5조 톤을 넘지 않아야 한다. 하지만 이 수준은 현재와 같은 추세가 이어진다면 향후 20년 이내에 초과하게 될 것이다.

* 출처: 기후 변화, 알아두어야 할 10가지(2012). 기후변화행동연구소.

탄소 중립(carbon netural)

: 개인이나 회사, 단체가 배출한 만큼의 온실 가스(탄소)를 다시 흡수해 실질 배 출량을 ‘0’으로 만드는 것. ‘탄소 제로 (carbon zero)’라고도 한다. 온실 가스 배출량을 계산하고 배출량만큼을 상쇄하기 위해 나무를 심거나 석탄ㆍ석 유 발전소를 대체할 에너지 시설에 투자하거나 자발적 감축실적(예.

KCER(Korea Certified Emission Reduction))을 구매함으로써 상쇄하는 방식 을 말한다.

* 출처 : 환경종합정보서비스(etips.me.go

.kr); 한경닷컴 - 한경 경제용어사전

(31)

TOE/ TC / TCO₂/ CO

2

eq / TCO

2

eq

• TOE (Ton Oil Equivalent, 석유환산톤)

- 원료의 종류가 다르면 같은 양으로도 낼 수 있는 에너지의 크기가 다르다. 이 에 따라 비교하기 쉽도록 국제에너지기구(IEA)에서 정한 단위로,

‘ 1 toe = 107 kcal (원유 1톤의 순발열량)’ 로 정의한다.

TOE = 연료발열량 (kcal) / ( 107 kcal )

- 환산할 때는 "에너지 열량환산기준"의 ‘총발열량’을 이용하여 환산한다.

예) 경유 200 L의 TOE 구하기

① 경유의 발열량은 1 L당 9,010 kcal (아래 표 참조) 이므로, 200L의 경유 연소시 발생하는 열량은 = 200L × 9,010 kcal/L = 1,802,000 kcal ② 경유 200 L의 TOE = 1,802,000 kcal / 107 kcal = 0.1802 toe

⇒ 즉, 200L의 경유는 원유 0.1802 톤(180.2kg)와 같은 열량을 발생시킬 수 있음.

- 에너지열량 환산기준(2011.12.30개정, 에너지법 시행규칙 별표)

구분 에너지원 단위

총 발열량* 순 발열량**

MJ kcal 석유환산톤

(10-3toe) MJ kcal 석유환산톤 (10-3toe)

석유 (17종)

원유 kg 44.9 10,730 1.073 42.2 10,080 1.008 휘발유 32.6 7,780 0.778 30.3 7,230 0.723 등유 36.8 8,790 0.879 34.3 8,200 0.820 경유 37.7 9,010 0.901 35.3 8,420 0.842 프로판 kg 50.4 12,050 1.205 46.3 11,050 1.105 부탄 kg 49.6 11,850 1.185 45.6 10,900 1.090 항공유 36.5 8,730 0.873 34.1 8,140 0.814 아스팔트 kg 41.5 9,910 0.991 39.2 9,360 0.936 윤활유 39.8 9,500 0.950 37.0 8,830 0.883 석유코크스 kg 33.5 8,000 0.800 31.6 7,550 0.755

가스 (3종)

천연가스(LNG) kg 54.6 13,040 1.304 49.3 11,780 1.178 도시가스(LNG) Nm3 43.6 10,430 1.043 39.4 9,420 0.942 도시가스(LPG) Nm3 62.8 15,000 1.500 57.7 13,780 1.378

석탄 (7종)

국내무연탄 kg 18.9 4,500 0.450 18.6 4,450 0.445 연료용 수입무연탄 kg 21.0 5,020 0.502 20.6 4,920 0.492 원료용 수입무연탄 kg 24.7 5,900 0.590 24.4 5,820 0.582 연료용 유연탄(역청탄) kg 25.8 6,160 0.616 24.7 5,890 0.589 원료용 유연탄(역청탄) kg 29.3 7,000 0.700 28.2 6,740 0.674 아역청탄 kg 22.7 5,420 0.542 21.4 5,100 0.510 코크스 kg 29.1 6,960 0.696 28.9 6,900 0.690 전기

(3종)

전기(발전기준) kWh 8.8 2,110 0.211 8.8 2,110 0.211 전기(소비기준) kWh 9.6 2,300 0.230 9.6 2,300 0.230

신탄 kg 18.8 4,500 0.450 - - -

* 총발열량 : 연료 연소과정에서 발생하는 수증기의 잠열을 포함한 발열량

** 순발열량 : 연료 연소과정에서 발생하는 수증기의 잠열을 제외한 발열량

※ toe계산시에는 '에너지 열량환산기준'의 총발열량을 이용, 이산화탄소배출량 계산시에는 '에너지 열량환산기준'의 순발열량을 이용하여 환산함.)

• 탄소배출계수(ton C/toe) : 특정 에너지원의 TOE 당 탄소배출량 계수(TC/TOE).

(32)

TC (Ton Carbon, 탄소톤)

· 온실 가스의 용량을 온실 가스 가운데 이산화 탄소 중의 탄소(C)를 기준으 로 환산한 톤(T)으로, 국제적으로 사용되는 온실 가스의 단위이다.

· 탄소(C)의 원자량 = 약 12, 산소(O)의 원자량 = 약 16 그러므로, 이산화 탄소(CO2)의 원자량 = 12+16×2 = 44

· 1 톤의 이산화 탄소에 포함되어 있는 탄소 = 1 × (12/44) ≒ 0.28 ∴ CO2 1 ton = 0.28 ton C (이산화 탄소 1톤 방출 = 탄소 0.28톤 방출) TC = 해당 연료의 TOE × 탄소배출계수(TC/TOE)

• TCO₂ (Tons of CO₂, 이산화 탄소톤)

· TC(탄소톤)으로 제시된 온실 가스 배출량을 다시 이산화 탄소의 양으로 환 산한 것

TCO₂ = TC × (44/12)

- 1 tCO₂(이산화 탄소 1톤)은 어느 정도의 활동에서 배출되는 양일까?

① 산업체

· 일반적인 제조공장에서 평균적으로 반나절 가동시 배출되는 양(연간 근무일 260 일 적용시)

· 다소비업종(철강, 석유화학, 비금속 등)을 제외한 제조업체의 사업장당 연간 에너 지 사용에 따른 CO₂ 배출량은 520톤 (제조업 전체로는 사업장당 연간 1,803톤) · 사업장당 연간 배출규모(tCO2) : 식품담배(833.4), 섬유의복(353.9), 제지인쇄

(828.4), 석유제품(141,489.0), 화학제품(7,814.0), 고무플라스틱(628.4) 등

* 출처 : 제조업ㆍ광업부문 국가에너지 종합분석(에너지관리공단, ’05.12월)

② 교통수단

· “서울 ↔ 부산”(왕복 800㎞)을 승용차로 7번 주행하거나, 버스로 2.5회 운행할 때 배출되는 양

· 승용차(2,000cc급 휘발유)로 5,556㎞를 주행하거나, 버스(26인이상 경유)로 2,064㎞ 운행시 CO₂ 1톤을 배출

CO₂eq : 이산화 탄소 등가를 뜻하는 단위. 즉, 각각의 온실 가스가 지구 온 난화에 기여하는 정도를 수치로 표현한 지구 온난화지수(GWP)를 곱한 값

• TCO2eq : CH4, N2O 배출량을 포함한 양

* 출처 : co2.kemco.or.kr/toe/toe.aspx

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• 지식채널e - 경제 시리즈 시즌2, 제14부 탄소시장 (2013.05.30)

: 환경을 지키기 위해 등장한 새로운 시장에서 파는 상품인 '탄소배출권'. '탄소 배출권'이 제 역할을 하려면 적절한 가격이 필요하다.

• 배움 너머 - 지구를 살리는 350 (2012.05.15)

: 이산화 탄소 농도, 점점 뜨거워지는 지구. 공기 중 이산화 탄소의 특징과 역 할을 살펴보고 이산화 탄소를 줄이기 위해, 지구를 살리기 위해 노력하는 사람 들을 만나본다.

• 미래 직업, 뜨는 직업- 탄소시장이 뜬다, 탄소배출권 거래 중개인(2011.11.10) : 지구를 살리기 위한 녹색 직업. 온실 가스를 줄이기 위한 세계적 노력, 그

중심에 서 있는 탄소 배출권 거래 중개인에 대해 알아본다.

• 원더풀 사이언스 - 탄소제로도시를 꿈꾸다 (2008.11.13)

: 20세기가 탄소 배출의 시대였다면 21세기는 탄소 제로의 시대다. 이제, 전 세계는 탄소와의 전쟁을 선포했다.

함께 볼 만한 그 밖의 동영상

• KBS 환경스페셜, 기후 변화 특별기획

- 제2부 1g의 전쟁 탄소 다이어트(2009.12.30)

: 일상생활에서 사용하는 모든 물건이나 서비스에 대해, 그 제품이나 서비스를 생산하고 유통, 사용, 폐기하는 모든 과정에서 발생하는 탄소배출량을 제품에 라벨링하는 것이 바로 탄소성적표지제다. 2009년 2월부터 국내에서도 모든 상 품에 탄소배출량을 표시하는 탄소성적표지제도가 시행되고 있다. 우유, 두부와 같은 식품을 비롯해, 세탁기, 자동차는 물론, 고속버스와 항공서비스까지 인간 의 편리한 생활을 위해 사용되는 모든 제품에 표시되는 CO2의 양, 그 무게에 담긴 의미는 과연 무엇일까?

추가 가능 질문

• 기후 변화와 지구 온난화에 대한 본시 수업 후, 도입의 “지식채널e-완전범 죄” 영상이나 전개의 ‘지구 온난화 지수와 총배출량’ 자료를 활용한 토론 수업으로 한 차시 전체를 진행할 수도 있다.

(예) “지구 온난화, 범인은 없다 vs 있다”

“기후 변화, 책임을 물을 수 없다 vs 책임을 물을 수 있다”

“지구 온난화, CO2 감축이 해답이다 vs CO2 감축은 해답이 아니다”

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주제 개요

이산화탄소를 비롯한 온실가스가 기후변화의 주요한 원인으로 지적되고 있다. 이 주제는 학습자가 이산화탄소가 가장 많이 배출되는 나라와 증가량이 가장 많이 증가되는 나라 등을 알게 함으로써 이산화탄소 등 온실가스에 의한 기후변화를 최소화할 수 있는 노력을 기울일 수 있도록 하고자 한다.

차시별 교육과정과의 연계 및 학습목표

연계 교육과정 교육과정 목표 차시 학습목표

고등 학교

수학 (1차시)

함수 로그

함수와 그래프를 통해 두 가지 변수 사이의 관 계를 파악한다.

증감률과 평균변화율의 의미를 알게 한다.

로그변환을 통해 로그의 유용성을 알게 한다.

GDP, 이산화탄소 배출량 을 이용하여 경제성장과 이산화탄소 배출량의 관계 를 이해할 수 있다.

사회 (2차시)

지속 가능한

발전

국제적인 환경 문제를 중심으로 국가 간 협력의 중요성을 설명할 수 있다.

기후변화 문제 해결을 위 한 국제협력의 필요성을 알 수 있다.

요소에 따른 내용

시간 과목 요소에 따른 내용

1차시 수학

OECD와 non-OECD의 GDP와 경제성장률 및 이산화탄소 배출량 그래프로 표현하기

그래프를 비교하고 결과 토론하기

2차시 사회 선진국과 개발도상국의 이산화탄소 증가의 책임에 대해 논의하기

선진국과 개발도상국의 이산화탄소 감소를 위한 협력 방안 토의하기

수업 구성 원리

상황제시 • 경제성장과 기후변화의 관계에 대해 생각해보기

창의적 설계

• 선진국과 개발도상국의 GDP와 경제성장률 및 이산화탄소 배출량에 대하여 알아보기

• 선진국과 개발도상국의 이산화탄소 감소를 위한 국제적인 책임 및 대안에 대해 토의해보기

감성적 체험 (성공의 경험)

• 이산화탄소 감소를 위해 개인적으로 할 수 있는 일 생각해보기

교수자는 교육과정 목표와 차시 목표 사이의 연관성을 확인하고 두 목표가 동시에 성취될 수 있도록 한다.

02 이산화탄소 배출량이

가장 많이 증가하는 나라는?

이지원(중앙고등학교) ․ 박찬송(중앙고등학교)

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차 시 1차시

단 원 수학Ⅰ. Ⅱ 지수와 로그

교육과정 목표

함수와 그래프를 통해 두 가지 변수 사이의 관계를 파악한다.

차시목표

GDP, 이산화탄소 배출량을 이용하여 경제성장과 이산화탄소 배출량의 관계를 이 해할 수 있다.

요소 및 수업계획

학습과정 교수·학습 활동 시간 학습자료

도입

◈ 경제성장과 이산화탄소 배출의 관계는?

교재 활동지 경제성장과 이산화탄소 배출의 관계를 그래프로 표현해 본다. 5'

전개

◈ GDP와 경제성장률, 이산화탄소 배출량 알아보기

교재 활동지 GDP와 경제성장률 및 이산화탄소 배출량의 개념 인식하기 7'

개발국과 저개발국으로 국가를 분류해보기 7'

◈ 경제성장률과 이산화탄소 배출량을 그래프로 그려보기

한국, 중국, 미국의 경제성장률과 이산화탄소 배출량 알아보기 8'

GDP와 이산화탄소 배출량의 관계를 그래프로 표현하기 10'

정리

◈ 경제성장과 기후변화의 관계에 대해 생각해보기

교재 활동지 경제성장과 기후변화의 연관성을 살펴보고, 기후변화에 대한 대안

찾아보기 8'

지도상의 유의점

경제성장, 기후변화 등을 데이터로 처리하고, 그래프로 그래보는 과정을 통해 수학 의 실용적인 활용에 대해 생각할 수 있도록 한다.

참조

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