세계는 지금 지구 온난화 현상을 막기 위해 온실가스 감축에 힘쓰고 있다. 이에 따라 기후변화 정부간 협의체(IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change)가 발족되는 등 각국은 기후변화에 대응하고자 머리를 맞대고 있다.

IPCC는 메탄 등 농업부문의 온실가스를 줄이기 위한 노력을 요구하고 있다. 메탄이 이산화탄소 다음으로 온실효과를 일으키는 원인 가스 중 하나인 만큼, 이에 대한 철저한 관리를 요구하고 있는 것이다.

정확한 규제는 정확한 측정에서

지구 온실효과를 일으키는 메탄은 주로 농업과 축산분야에서 많이 발생한다. 특히 물이 차 있는 논의 토양미생물에 의해 발생하기 때문에 아시아 국가들의 벼농사 지역에서 주로 배출된다고 보면 된다.

하지만 각 국가마다 메탄 배출량을 적절하게 관리하는 것은 쉽지 않다. 기후와 토양 등 벼 재배 환경이 모두 다르기 때문에 메탄 배출계수가 국가마다 달라, 이에 대한 각각의 대응책이 필요한 상황이었다.

강남구 한국표준과학연구원(KRISS) 대기환경표준센터 박사팀이 벼에서 발생하는 메탄가스에 대한 우리나라 고유 배출계수 불확도 산정법을 확립했다. 대한민국이라는 고유한 환경조건에서 배출되는 특정 온실가스의 단위량 산정법을 만든 것이다. 배출계수에 재배면적과 경작일수 등 활동량을 곱하면 특정가스의 배출량을 구할 수 있다.

강남구 박사는 “2012년을 기준으로 우리나라의 온실가스 총 배출량은 유엔기후변화협약(UNFCCC) 온실가스 의무감축국 기준으로 미국, 러시아, 일본, 독일, 캐나다 다음으로 세계에서 6번째”라며 “의무감축국에 포함되지는 않지만 우리나라 배출량보다 많은 중국과 인도를 포함하면 우리나라 배출량 순위는 세계에서 8번째” 라며 설명을 시작했다.

“국가 온실가스 주요 배출원은 에너지와 산업공정, 농업, 토지이용 및 임업, 폐기물 분야로 구성돼 있습니다. 이 중 2012년을 기준으로 농업분야 온실가스 배출량은 2,200만 톤(이산화탄소 기준)이에요. 국가 총배출량의 3.2%를 차지하는 수치죠. 농업분야 중 벼재배 부문 온실가스는 메탄가스이며, 메탄은 이산화탄소보다 지구온난화효과가 34배 더 큽니다. 농업분야에서 벼재배 부문의 온실가스 배출량은 31.6 %로 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다. 벼재배 부문 배출량은 700만 톤이에요. 쌀은 전통적으로 우리나라의 주식이죠. 때문에 국내 메탄 계수를 정확하게 측정하는 게 중요합니다.”

연구를 통해 측정되는 국내 메탄 계수는 온실가스 배출량 감축 계획 목표를 보다 정확하고 현실적으로 세우는 데 활용할 수 있다. 강남구 박사에 따르면 현재 온실가스 의무감축국인 선진국의 경우, 국가 차원의 온실가스 배출량 보고값의 품질보증 근거로 불확도 산정 결과를 기재하고 있다.

우리나라의 경우 일부 부문에서 고유 배출계수를 산정하고는 있었지만 배출계수의 불확도를 파악하기 위한 본격적인 연구개발은 거의 전무한 상태였다. 강 박사는 “국내 고유 배출계수의 특성을 정확하게 파악하기 위한 과학적이고 정밀한 방법이 필요했다”며 “하지만 세부 배출원의 불확도 산정을 위한 구체적인 방법은 선진국들의 국가온실가스 관련 보고서나 전문 학술연구문헌 등에서도 찾아보기 어렵다. 이번 농업 벼재배 부문의 메탄 배출계수의 불확도 산정법은 국내외 최초의 과학적 성과라는 의미를 갖고 있다”고 전했다.

선진국보다 더욱 정밀한 불확도 측정법

연구를 위해 강남구 박사팀이 사용한 장비는 ‘플럭스 챔버’와 ‘가스크로마토그래프’였다. 플럭스 챔버는 단위시간 동안 일정 면적에서 물리량이 배출되는 비율을 검사하는 장치이며, 가스크로마토그래프는 가스 속 특정 성분을 분석하는 장치를 일컫는다.

“우리나라 뿐 아니라 국제적으로 사용되는 방법은 플럭스 챔버로 가스 시료를 30분 간 포집한 후 가스크로마토그래프를 이용해 메탄 농도를 측정하는 것입니다. 이를 통해 개별 플럭스 값을 산정하게 돼요. 하지만 기존의 방식은 정밀한 결과를 얻지 못했습니다. 이 분야의 선도국가로 알려진 일본 역시 수년간의 연평균 데이터 표준오차를 유일한 불확도 요인으로 가정한 수준이었죠. 어느 나라이건 정밀한 과학적 방법이 부재하다는 한계점이 있습니다. 저희 팀의 이번 연구가 세계적 수준의 결과를 나타냈다고 할 수 있겠죠.”