녹색성장 정도를 평가하기 위해서는 적절한 지표가 필요하다.녹색성장 의 측정 지표 가운데 비교적 최근에 등장한 개념으로 생태효율성이 있다.
생태효율성은 자원의 효율적인 사용을 통해 환경에 영향을 미치는 영향을 최소화하면서 경제개발도 동시에 이루는 녹색성장 평가지표이다.여기서는 생태효율성의 개념과 계측방법을 소개하고,생태효율성 지표를 이용하여 유기농업,지열히트펌프 등 녹색성장의 핵심 사업에 대한 녹색성장 정도를 계측하고자 한다.
1.1. 생태효율성의 개념과 계측방법
1.1.1.생태효율성의 개념생태효율성은 ecology와 economy에서 eco와 efficiency를 합성한 용어로 WBCSD(2000)에 의해 제안되어 1992년 브라질 리우데자네이루에서 개최 된 지구정상회의에서 공식적으로 채택되었다19.자원효율성과 자원집약 도20가 연계된 생태효율성은 자원의 효율적 사용을 통해 환경에 미치는 영 향을 최소화하면서 경제개발도 동시에 이루는 녹색성장 평가지표로 활용 될 수 있다.생태효율성(Eco-efficiency)은 산업부문의 가치(경제적 생산성) 를 환경영향(환경부하)으로 나눈 값으로 다음 <식 1>과 같이 정의된다.
(1) 여기서,EE:생태효율성,r:r번째 측정대상,r=1,2,....,k
x:투입변수(환경영향),y:산출변수(경제적 가치)
위 <식 1>에서 제시된 바와 같이 생태효율성 향상은 산출변수인 경제적 가치를 최대화(moreisbetter)또는 투입변수인 환경영향을 최소화(lessis better)하거나,또는 이들 두 가지를 모두 달성함으로써 생산효율성을 극대 화할 수 있다.
19WBCSD는 생태효율성을 “지구의 추정 환경용량(estimatedcarrycapacity)과 부 합하는 최소한의 수준까지 생태적 영향(ecologicalimpacts)과 자원 집약도 (resourceintensity)를 점진적으로 줄이면서 인류의 욕구 충족과 삶의 질을 향 상시키는 제품과 서비스를 경쟁력 있는 가격(competitively-priced)으로 제공하 는 것”으로 정의하고 있다(WBCSD,2000,p.4).
20자원효율성(resourceefficiency)은 투입된 자원의 산출물과 물질 투입의 비율로 정의되며(Ekinsand Tomei,2007,p.10),자원집약도(또는 자원강도,resource intensity)는 자원생산성의 역으로 정의된다.
1.1.2.생태효율성의 계측방법
(2) 여기서 EErt
:비교시점(t)의 생태효율성 EEr0:기준시점(0)의 생태효율성
다투입․다산출의 경우 효율성을 계측하려면 다수의 투입요소에 가중치 를 적용한 총괄투입(aggregateinput)과 다수의 산출물에 가중치를 적용한 총괄산출(aggregateoutput)을 계산하는 과정이 필요하다.생태효율성 분석 에 있어서 바람직한 산출물과 환경오염원으로 작용하는 바람직하지 않은 부산물이 동시에 산출되는 다수 산출물과 다수의 투입요소를 사용하는 생 산조직의 생태효율성을 평가하기 위한 모형으로 Charnes,Cooper,and Rhodes(1978)개발한 자료포락분석(DataEnvelopmentAnalysis,DEA)이 널리 활용되고 있다.DEA는 선형계획모형의 형태의 경영과학기법으로 제 안되어 의사결정단위의 효율성 측정뿐만 아니라 비효율성의 원인 분석 및 효율성 개선의 목표설정을 위한 도구로 널리 활용되고 있다.
생태효율성 방법론을 농업분야에 적용한 연구로는 1990년대 중반 이후 활발하게 이루어져왔다(McGregoretal.,2003,Maximeetal.,2006,Meul etal.,2007등).McGregoretal.(2003)은 호주의 곡물을 대상으로 전과정 분석(LifeCycleAnalysis,LCA)방식을 이용하여 생태효율성에 대한 시스 템적 접근을 하였다.호주 곡물부문의 전과정분석은 생산단계에서 곡물가 공품의 소비까지의 전과정으로부터 발생하는 환경영향을 평가한다.
Maximeetal.(2006)은 캐나다의 식음료부문을 대상으로 에너지 사용,온 실가스 배출,물 사용 및 오수 발생,유기 잔류물,포장 잔류물 등의 환경문 제를 다루기 위해 집약도 지표를 이용하여 생태효율성을 분석하였다.
Meuletal.(2007)은 핀란드의 낙농부문을 대상으로 질소이용 효율성 (nitrogenuseefficiency)과 에너지이용 효율성(energyuseefficiency)을 결 합하여 낙농부분의 생태효율성 분석을 시도하였다.분석결과 생태효율성이 높은 우수 농장들이 전체 농장에 비해 29% 정도 높은 총부가가치를 실현 한 것으로 나타났다.
1.2. 유기농업의 생태효율성 분석
1.2.1.분석방법 및 자료녹색성장의 핵심과제로 추진되고 있는 유기농업의 생태효율성을 관행농 업과 비교하기 위해 질소효율성을 계측하고자 한다.유기농업의 질소효율 성 분석방법은 <식 3>과 같이 유기농업의 총수입액과 투입물의 질소량을 계측하여 총수입액을 질소량으로 나누어 계산한다.
(3) 여기서,EE:생태효율성,r:r번째 유기재배 농가,r=1,2,....,k
N:질소투입량,Inc:총수입액
유기농업의 생태효율성 분석을 위해 국내 유기농업의 대표적 지역인 충 남 홍성군 홍동면 지역에서 오리농법 중심의 벼 유기재배를 하고 있는 32 개 농가를 대상으로 설문조사한 자료(2009.8.20~9.30)를 이용하였다.분 석대상 농가의 평균연령은 56.3세,교육경력은 고졸 이상인 12.1년,친환경 농업 실천경력은 9.7년,유기농업 교육을 받는 횟수는 연간 3.8회,유기농 업 실천 논 면적은 평균 5,017평으로 조사되었다<표 4-2>.
표 4-2. 유기벼 재배농가 경영주 일반 사항
구분 평균 표준편차 최소값 최대값
연령(세) 56.3 8.3 39 70
학력(년)1) 12.1 3.1 6 16
친환경농업 실천경력 9.7 4.2 2 20
유기농업 교육횟수(회/연) 3.8 2.5 1 15 유기농업 실천 논면적(평) 5,017 3,195.4 1,500 14,000 주:1)초졸=6,중졸=9,고졸=12년,대졸=16년의 평균임.
관행농업의 생태효율성 분석을 위해서는 유기농업과 마찬가지로 관행 농업 재배 농가를 대상으로 설문조사한 자료를 이용하여야 한다.하지만 이용 가능한 자료의 제약으로 통계청의 2008년「농산물생산비통계」자료 의 도별 논벼 주요투입물량 충청남도 자료를 대신 이용하였다.도별 생산 비 통계 자료는 주요 투입물량과 생산량,판매가격 등의 경영성과 자료를 포함하고 있다.
1.2.2.분석결과
유기농법에 적용되는 투입재인 유박비료,상토,축분,우분,미강 등의 질소 함량비는 생태효율성 분석의 기초자료이다<표 4-3>.유박비료의 질 소 함량비는 사례지역에서 적용하고 있는 유박비료 질소 함량비에 각각 의 사용량 가중치를 고려한 결과 4.2%로 나타났다.상토는 모판흙을 말 하며 유기상토는 규정상 질소를 포함하고 있지 않다.축분(두엄)의 경우 에는 일종의 퇴구비인데 농촌진흥청 전문가의 자문에 따라 0.06~0.07%의 중간 값인 0.065%이다.우분과 계분의 질소함량은 건물기준 각각 2.06%, 5.10%이지만 농가들은 우분과 계분에 왕겨,톱밥 등을 혼합하여 활용한 다.21
21농촌진흥청 전문가의 자문을 받아 질소 함량비는 우분 0.08%,계분 2.0%로 산 정하였다.미강유박의 질소함량은「비료공정규격」에 따라 2.0%,녹비의 건물 기준 질소함량은 헤어리비치 3.5~4.0%,자운영 2.8%,청보리 1.4%,호밀 1.0%
이다.
표 4-3. 유기농업 투입물의 질소함량비
유기물 투입원 질소함량비(%)
유박 4.20
상토 0.00
축분(두엄) 0.65
우분 0.80
계분 2.00
쌀겨(미강유박) 2.00
녹비
헤어리비치 0.60
자운영 0.42
청보리 0.23
호밀 0.15
관행농업의 질소투입량을 계산하기 위해 이용되는 투입물의 질소 함량 비는 농촌진흥청「비료공정규격」과 한국부산물비료협회의 비료성분자료, 일부자료는 국립농업과학원 전문가의 도움을 받아 작성하였다<표 4-4>.
질소질의 요소,유안의 질소함량비는 농촌진흥청「비료공정규격」에 따라 45%,20%로,질소질의 기타는 요소와 유안의 구성비 평균치인 33%로 하 였다.인산질과 가리질,토양개량제는 질소 성분보증이 없기 때문에 0.0% 를 적용하였다.복합비료의 경우 21-17-17의 질소 함량비는 21%,17-21-17 은 17%를,복합비료 기타는 앞의 두 가지 구성비 평균치인 19%를 이용하 였다.유기질 비료의 경우 농촌진흥청 전문가의 자문을 받아 퇴구비 0.65%,녹비 1.0%,산야초 1.0%를 각각 이용했다.회류(Ashes)는 질소 성 분이 거의 없으므로 0.0%를 이용했다.인 분뇨는 건물기준 돼지분뇨의 3.68%의 1/2인 1.84%를 이용했다.관행농업의 유기질비료 기타에는 가축 분뇨 및 자가 퇴비가 60~70%,판매퇴비가 25~35%,유박 및 기타가 5% 내 외로 알려진다(한국부산물비료협회).따라서 유기질 비료 기타의 질소 함 량비는 0.94%를 적용하였다.분석대상 지역 관행 벼 재배의 각 퇴비에 대 한 이용률 가중치를 적용하여 질소 함량비를 0.94%로 나타났다.
표 4-4. 관행농업 투입물의 질소함량비
투입물 질소함량비(%)
질소질
요소 45.00
유안 20.00
기타 33.00
인산질 중과석 00.00
용성인비 00.00
가리질 염화가리 00.00
복합비료
21-17-17 21.00 17-21-17 17.00
기타 19.00
토양개량제 석회질 00.00
규산질 00.00
유기질비료
퇴구비 00.65
녹비 01.00
산야초 01.00
회류 00.00
인분뇨 01.84
기타 00.94
위에서 산출한 질소함량비에 유기농업과 관행농업의 투입량을 곱하여 질소투입량을 계산하였다.계산결과 유기농업은 질소투입량이 10a당 13.4kg, 관행농업은 20.6kg으로 나타났다<표 4-5>.
조사대상 유기재배 농가들의 10a당 쌀 생산량 및 kg당 판매가격은 각각 582kg,1,918원이었으며,총수입은 111.7만원으로 나타났다.농가가 재배한 유기 벼의 생산량은 품종 간 차이가 없다고 가정하고 10a당 생산량을 도출 하였다.충남지역 관행농가의 10a당 쌀 생산량은 통계청의 2008년「농작 물생산조사」의 미곡생산량(조곡)은 734kg으로 나타났다.통계청의 2008 년「농산물생산비통계」의 도별 논벼 소득 자료를 보면 충남지역 관행농 가의 총수입은 10a당 105.8만원이다.판매가격은 총수입을 쌀 생산량으로
나누어 계산하였으며,kg당 1,442원으로 나타났다.
생태효율지수는 경제적 성과에 대한 환경적 부담비율 지수로 유기농업 과 관행농업의 생태효율성지수는 ‘총수입/질소투입량’으로 계산되었다.유 기농업의 생태효율지수는 83.4로 관행농업의 생태효율지수 51.4에 비해 32.0높은 것으로 나타났다.환경부담 정도의 대표치를 질소 투입량으로 한정하는 경우 유기농업이 관행농업에 비해 녹색성장에 기여하는 정도가 높은 것으로 해석될 수 있다.
표 4-5. 유기농업과 관행농업의 생태효율지수 비교
질소 투입량 (kg/10a)
생산량 (kg/10a)
판매가격 (원/kg)
총수입
총수입