[EUREKA] '바이오 숯' 축산업에서 배출되는 탄소량 절감 효과
수정일 2020년 02월 20일 목요일
등록일 2020년 02월 20일 목요일

농업 부문에서 발생하는 유해한 메탄가스 배출량이 증가하는 가운데, 바이오 숯으로 상황의 심각성을 줄일 수 있을 것으로 기대를 모은다. 

전문가들은 바이오 숯이 축산업에서 지속해서 배출되는 메탄가스를 해결할 획기적인 대안이라고 전했다. 동물에게서 배출되는 메탄가스를 낮추기 위해 바이오 숯을 사용한 여러 연구가 진행되고 있다. 바이오 숯으로 메탄가스를 절감할 수 있는 양은 평균 9.5~9%로 알려졌다.

메탄은 지구 여러 지역에서 자연 발생하는 탄화수소 가스다. 메탄의 가장 대표적인 출처는 물이 흐르는 생태계인 습지다. 습지의 높은 수분량 때문에 식물과 토양의 미생물은 산소를 활용하지 않는 프로세스를 진행한다. 그 부산물로 메탄이 생성된다. 습지가 넓을수록 매일 더 많은 양의 메탄이 생성된다.

지구상에 또 다른 중요한 메탄 출처가 있다. 바로 농업 부문이다. 농업 부문에서도 메탄가스를 가장 많이 배출하는 곳은 소 농가다. 인구가 점점 증가하면서 더 많은 토지가 축산 농가로 전환되고 있다. 축산 농가에 소가 늘어날수록 이 동물의 소화 과정을 통해 더욱 많은 양의 메탄가스가 발생한다.

소가 트림을 할 때마다 대기 중으로 메탄이 배출된다. 배설할 때마다 분뇨를 통해 소량의 메탄이 배출된다. 거시적인 관점에서 보면, 축산 농가의 수가 대기 중 메탄 수치에 직접적인 영향을 미치고 있으며 기후 변화에 일조하는 셈이다. 최근 통계에 따르면, 전 세계 소 개체수는 14억 마리 이상이다. 소가 축산업에서 배출되는 온실가스의 65%를 차지하고 있다. 이렇게 배출되는 양만 줄이면 대기 중 메탄은 지구 온난화의 주요 요소가 되지 않는다. 

소 축산 농가에서 발생하는 메탄가스를 줄이기 위해 백신 모델과 해초 사룔르 비롯해 여러 방법이 적용됐다. 그중에서도 가장 관심을 받는 것은 바이오 숯이다. 바이오 숯이란 임업과 특정 산업에서 만들어지는 부산물인 검은색 물질이다. 바이오 숯을 만들기 위해서는, 바이오매스가 고온 및 저산소 상태인 열분해(pyrolysis) 과정을 거쳐야 한다.

바이오 숯은 소에서 발생하는 메탄 배출을 낮출 수 있다. 여러 연구에 따르면, 바이오 숯의 잠재력은 세계적인 관심사다. 예를 들어, 베트남의 한 연구팀은 소 사료에 바이오 숯을 0.5~1% 추가한다면 메탄가스 배출을 10% 이상 줄일 수 있다는 것을 밝혀냈다. 미국 대초원 지대에서 기르는 소에 바이오 숯을 섞은 사료를 먹이자 메탄가스 배출이 9.5~18.4% 줄었다.

바이오 숯은 메탄가스 배출을 낮추는 것 이상의 기능을 한다. 일부 농가에서는 바이오 숯을 사용해 토양의 질을 개선한다. 소 축산업자인 더그 포우는 몇 년 동안 바이오 숯 연구에 참여했다. 바이오 숯으로 소 발생 메탄가스를 줄이는 대신 토양이 더 많은 메탄가스를 흡수할 수 있게 만들었다. 즉, 바이오 숯을 처리한 토양이 효과적인 탄소 싱크(carbon sink)가 된 것이다.

이 방법이 모든 지역에서 작용할 수 있다면 농가에서는 추가 비용을 지출하지 않고 한 번에 여러 가지 문제를 해결할 수 있게 된다.

“바이오 숯의 다공성 때문에 토양이 더욱 많은 수분을 흡수할 수 있게 된다. 바이오 숯 내부의 미세한 구멍 네트워크가 토양 미생물이 살 수 있는 공간을 제공한다. 이를 통해 토양의 미생물 다양성을 높일 수 있다”고 멜버른대학의 바와나 바타 교수는 설명했다. 

전문가들조차 바이오 숯이 메탄 수치를 줄이는 원리를 아직 완전히 파악하지는 못한 상황이다. 가능한 이론 중 하나는 바이오 숯이 메탄 분자를 흡수한 후 이렇게 흡수한 가스를 자체 적으로 저장한다는 것이다. 이 방법을 통해 바이오 숯은 메탄 분자를 포집하고 표면에 저장해 소 분뇨에서 메탄가스 배출을 방지한다는 원리다.

또 다른 이론은 소 위장 미생물에 바이오 숯이 관여하는 것이다. 즉, 소에게 바이오 숯을 추가한 사료를 먹이면, 바이오 숯이 위장에서 유익한 박테리아 성장을 촉진하고 소의 소화 과정을 보조해 전체적인 효율성을 높이는 대신 메탄 생성을 줄인다는 이론이다. 어느 이론이든 바이오 숯은 가축의 메탄 발생을 줄일 수 있는 잠재적 해결책이 되었다.

바이오 숯은 노출된 가스를 흡수하는 특성이 있다. 넓은 표면에 적용하는 경우 매우 효율적인 탄소 싱크가 될 수 있다. 농지에서 바이오 숯을 사용할 수 있는 가장 경제적인 방법은 소의 분뇨다. 소의 사료에 바이오 숯과 당밀을 추가하면 이 사료를 섭취한 소가 배출한 분뇨에는 바이오 숯이 들어있게 된다. 그러면 쇠똥구리가 소 분뇨를 토양으로 가져가 자연스럽게 탄소 싱크를 만들게 된다.

 

2018년 메타 분석 기준, 지구에서 배출된 이산화탄소는 523억 톤이었다. 이 중 약 74%의 출처는 비식량 부문이었으며 26%는 식품 생산업에서 발생한 것이었다. 식품 생산업 중에서도 축산업과 양식업에서 배출되는 가스가 31%를 차지한다. 다음으로 농작물 생산(27%), 토지 사용(24%) 순이다. 

이택경 기자 ra@gmail.com
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