우리가 흔히 아는 경제학은 가격, 수요, 공급, 효율성 같은 개념을 중심으로 작동하는 학문이다. 하지만 이러한 분석은 대개 자원이 물리적 제약 없이 무한히 대체 가능하다는 전제에 기초하고 있다. 그러나 실제 세계는 그렇지 않다. 모든 생산과 소비, 이동과 저장은 에너지라는 물리적 기반 위에서만 이루어진다. 바로 이 점을 출발점으로 삼는 것이 열역학경제학이다. 열역학경제학은 경제 시스템을 에너지와 물질의 흐름이라는 관점에서 재조명한다. 특히 물리학의 제1, 제2법칙을 경제 시스템에 적용함으로써, 경제 활동이 단순히 화폐나 시장의 흐름이 아니라 실체적인 자연 법칙의 지배를 받는 시스템임을 보여준다. 본 글에서는 열역학경제학의 철학적 출발, 주요 이론, 그리고 전통 경제학과의 차이점에 대해 서술한다.
1. 경제와 제1법칙: 에너지는 생성되지 않는다
열역학 제1법칙은 ‘에너지는 생성되거나 소멸되지 않고 단지 형태만 바뀐다’는 에너지 보존 법칙이다. 열역학경제학은 이 법칙을 경제 시스템에 그대로 적용한다. 즉, 우리가 사용하는 자원과 에너지는 외부에서 새로운 것이 생겨나는 것이 아니라, 지구 생태계 내에서의 변환과 이동만이 있을 뿐이다. 예컨대 석유를 채굴하여 연료로 태우는 것은 지하에 저장되어 있던 고밀도의 화학 에너지를 열과 운동으로 전환하는 과정일 뿐, 새로운 에너지를 창조해내는 행위는 아니다. 따라서 모든 경제 활동은 결국 유한한 에너지 자원의 ‘변환’일 뿐이며, 이는 지속가능성의 엄격한 물리적 제약을 의미한다. 전통 경제학에서는 자본이나 노동의 증가로 생산을 무한히 늘릴 수 있다고 보지만, 열역학경제학은 이것이 물리 법칙상 불가능하다고 경고한다. 자원의 채취와 소비에는 반드시 에너지 소비가 수반되며, 이 에너지는 한정된 자연 자산으로부터 나오는 것이기 때문이다. 이러한 인식은 ‘성장 중심 패러다임’에 대한 근본적인 의문을 제기한다.
2. 경제와 제2법칙: 에너지는 질적으로 소모된다
열역학 제2법칙은 ‘엔트로피의 증가’로 요약된다. 이는 에너지가 변환될수록 사용할 수 있는 에너지의 질이 낮아진다는 뜻이다. 고급 에너지원인 석유나 석탄은 연소되면 열과 이산화탄소로 바뀌고, 이들은 다시 재활용되기 어렵다. 즉, 경제 활동은 ‘질 좋은 에너지’를 사용해 ‘질 낮은 에너지와 폐기물’을 생성하는 방향으로 흘러가며, 이는 불가역적이다. 열역학경제학은 이 과정을 단순히 경제적 손실이 아닌 ‘물리적 필연성’으로 간주한다. 다시 말해, 어떤 형태의 생산이든 필연적으로 에너지의 질을 떨어뜨리고, 자연의 복원 능력을 초과하는 수준까지 지속될 경우 생태계는 회복 불능의 상태로 진입한다. 이는 기후 변화나 생물 다양성 감소와 같은 현상을 물리학적으로 설명하는 데에도 유용하다. 중요한 점은, 에너지는 총량이 같더라도 사용 가능한 형태로 남아 있지 않으면 실질적인 가치를 가지지 않는다는 사실이다. 이런 관점에서 열역학경제학은 ‘에너지의 질’이라는 개념을 전통적인 자본, 노동, 효율성보다도 중요한 경제 변수로 재조명한다.
3. 열역학경제학이 제기하는 경제학의 재설계 필요성
열역학경제학은 단순히 기존 경제학을 비판하는 데서 그치지 않는다. 이 학문은 경제 모델 자체를 재설계해야 한다고 주장한다. 기존의 생산 함수, 예컨대 Cobb-Douglas 함수는 자본과 노동의 조합만으로 생산량을 설명하려 하지만, 실제로는 모든 생산 과정에 물리적 자원과 에너지가 필수적으로 들어간다. 이 점을 무시한 경제 모델은 현실을 반영하지 못하며, 지속 불가능한 정책을 낳기 쉽다. 열역학경제학은 ‘탈성장(degrowth)’이나 ‘안정 상태 경제(steady-state economy)’ 같은 새로운 모델을 제안한다. 이들은 경제 규모의 지속적인 확대보다는 일정 수준의 자원 소비 내에서 삶의 질을 유지하거나 향상시키는 방식을 모색한다. 또한 GDP 같은 총량 중심 지표 대신 ‘에너지 투입 대비 산출 비율(EROEI)’, ‘자원 순환률’, ‘생태 용량’ 등을 새로운 성과 지표로 제시한다. 궁극적으로는 경제학이 화폐와 가격 중심의 수학 모델에서 벗어나, 생물학, 지질학, 물리학 등 자연과학과 통합되어야 한다는 것이 열역학경제학의 지향점이다. 이는 단지 학문적 전환이 아닌, 인류 생존을 위한 지식 체계의 전면 개편을 뜻한다.
현대 경제는 기술 혁신과 시장 효율성이라는 이름 아래 물리적 한계를 간과해왔다. 그러나 에너지 보존과 엔트로피 증가라는 자연 법칙은 경제 시스템에도 동일하게 적용된다. 열역학경제학은 이를 우리에게 분명하게 상기시켜준다. 우리는 이제 경제를 단순한 시장 흐름이 아닌, 지구 생태계 안의 물질과 에너지 흐름의 일부로 보아야 한다. 성장을 위한 성장이 아니라, 물리적 현실과 조화를 이루는 시스템 설계가 필요한 시대다. 열역학경제학은 그 출발점이며, 경제학이 새롭게 진화해야 할 방향을 제시한다.