목재제품 탄소축적량 평가 및 국가고유 탄소배출계수 개발에 관한 연구

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農學博士學位論文

목재제품 탄소축적량 평가 및 국가고유

탄소배출계수 개발에 관한 연구

Estimation of carbon stock of wood products

and development of its country-specific

carbon emission factor in Korea

2015년 8월

서울대학교 대학원

산림과학부 환경재료과학전공

農學博士學位論文

목재제품 탄소축적량 평가 및 국가고유

탄소배출계수 개발에 관한 연구

Estimation of carbon stock of wood products

and development of its country-specific

carbon emission factor in Korea

지도교수 : 여 환 명

장 윤 성

서울대학교 대학원

산림과학부 환경재료과학전공

목재제품 탄소축적량 평가 및 국가고유

탄소배출계수 개발에 관한 연구

Estimation of carbon stock of wood products

and development of its country-specific

carbon emission factor in Korea

지도교수 : 여 환 명

이 논문을 농학박사 학위논문으로 제출함

2015년 5월

서울대학교 대학원

산림과학부 환경재료과학전공

장 윤 성

장윤성의 박사 학위논문을 인준함

2015년 7월

위 원 장 최 인 규 (인)

부위원장 여 환 명 (인)

위 원 심 국 보 (인)

위 원 손 영 모 (인)

위 원 최 수 임 (인)

i

초

록

목재제품

탄소축적량 평가 및 국가고유

탄소배출계수

개발에 관한 연구

Estimation of carbon stock of wood products and development of

its country-specific carbon emission factor in Korea

서울대학교 대학원 산림과학부 환경재료과학전공 장윤성 나무는 생장 시 대기중의 이산화탄소를 흡수하고 폐기 시에 이를 방출하는 ‘탄소중립적 (carbon neutral)’인 자원이며, ‘지속가능한 생산 (sustainable production)’을 담보하는 친환경 자원이다. 산림 속의 나무를 가공하여 얻어지는 재료인 목재의 탄소 저장고로서의 역할과 기존 화석자원 대체물질로서의 쓰임새는 날로 중요해지고 있다. 목재는 자원활용측면과 기후변화측면에서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 목재제품의 생산에서 폐기까지 전과정에 걸친 탄소순환 시스템의 이해와 이와 관련한 정량적인 환경지표 설정은 목재산업발전 및 관련 국가정책수립을 위해 유용하게 이용될 수 있다. 본 연구에서는 국산원목을 이용하여 생산된 목재제품을 대상으로 생산, 이용, 폐기 전과정에 걸친 탄소의 정량적인 흐름을 분석하였다. 목재제품

ii 생산을 위해 투입되는 총 원자재량(원목 + 목재부산물)의 80% 이상을 차지하는 제재목, 합판, 파티클보드, 섬유판을 연구대상으로 선정하였다. 생산단계에서 목재제품 제조 시 투입되는 자원과 에너지를 분석하여 탄소배출량을 평가하고, 목재제품의 온실가스 저감효과를 타 재료와 비교하기 위하여 전과정평가를 수행하였다. 이용단계에서의 탄소배출과 관련 있는 목재제품의 반감기를 도출하기 위한 방법으로 ‘탄소축적량 이용법’을 적용하였다. 단기간의 1차목재제품 (제재목, PB 등) 생산량, 1차목재제품의 용도별 최종목재제품(구조재, 가설재 등)으로의 분배비율과 최종목재제품 폐기량을 이용하여 최종목재제품의 ‘실제 누적 탄소축적량’ 을 구한다. 이 값과 IPCC 탄소 축적량 평가모델에 가정된 최종목재제품의 반감기를 적용하여 도출된 ‘예측 누적 탄소축적량’ 을 비교하여 ‘실제 누적 탄소축적량’ 과 ‘예측 누적 탄소축적량’을 가장 유사하게 만드는 가정된 반감기 값을 최종목재제품의 반감기 값으로 결정하였다. 도출된 국산 최종목재제품 반감기는 구조 및 내장재 43년, 가구재 32.7년, 가설재 12.7년으로 추산되었다. 이후 결정된 최종목재제품 반감기와 최종 목재제품을 구성하는 1차목재제품의 분배비율을 이용하여 1차목재제품의 반감기를 산정하였다. 도출된 국산 1차목재제품 반감기는 제재목 25.9년, 합판 41.1년, 파티클보드 32.8년, 섬유판 35.4년으로 추산되었다. 폐기단계에서의 목재제품 탄소배출량을 평가하고자, 기존의 국외 문헌값과 국내에 작성되어 있는 온실가스배출계수를 이용하여 폐목재 소각 시 배출되는 탄소량을 평가하고, ‘매립된 목재제품’의 반감기를 추정하였다. 매립지에 매립된 폐목재의 연간분해율을 도출하기 위한 방안으로 목재의 셀룰로오스와 리그닌의 비(C/L ratio)를 폐기지표로 제시하였다. 근적외선분광분석법을 이용하여 C/L ratio 예측모델을 개발하고 폐목재의 구성성분 평가가능성을 제시하였다.

iii 앞에서 도출된 각 단계별 목재제품 반감기를 이용하여, IPCC 탄소축적량 평가모델에 따라 최근 40여년간(1970년~2012년)의 ‘사용 중 및 매립된 목재제품’ 탄소축적량을 시산하였다. 1970년부터 2012년까지 국산 목재제품의 탄소축적량은 약 1,100만톤으로 추산되었다. 본 연구를 통해 목재제품과 관련된 자원 및 에너지관리, 폐기물관리 등의 국가 정책 수립에 참고할 수 있는 정보 (과거 및 미래 목재제품 탄소량 예측, 목재제품 관련 온실가스 인벤토리 구축 등) 를 생성할 수 있으며, 탄소흡수원으로서 목재제품의 체계적인 관리를 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 주요어 : 목재제품; 탄소배출; 탄소저장; 반감기; 탄소흐름분석 학 번 : 2008-23058

iv

목

차

제

1 장

서 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 1 1. 연구배경 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 2 2. 연구목적 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 5 3. 연구사 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 11 3.1. 목재제품 탄소계정∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 11 3.2. 목재제품 수명 결정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 16 3.3. 목재제품 전과정평가∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 22 3.4. 근적외선 분광분석법∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 28

v

제

2 장

생산단계에서의 목재제품 탄소배출량 평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 30 1. 서 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 31 2. 목재제품의 온실가스 배출량 산정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 36 2.1. 목재제품 생산시의 전과정평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 36 2.1.1. 목적 및 범위 정의 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 36 2.1.2. 기능단위 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 36 2.1.3. 제품 시스템 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 36 2.1.4. 데이터 범주 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 37 2.1.5. 데이터 품질 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 37 2.1.6. 가정 및 제한 사항 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 38 2.1.7. 제품별 탄소배출량 평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 39 2.1.7.1. 제재목 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 39 2.1.7.2. 합판 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 45 2.1.7.3. 파티클보드 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 49 2.1.7.4. 섬유판 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 53 2.2. 자원 대체를 통한 이산화탄소 저감 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 57 2.3 생산단계에서의 목재제품의 탄소배출량 평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 58 3. 결 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 61

vi

제

3 장

이용단계에서의 목재제품 탄소배출량 평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 62 1. 서 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 63 1.1 반감기 정의 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 63 1.2 연구대상 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 65 2. 이용 단계에서의 목재제품 반감기 결정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 66 2.1. 필요인자 도출 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 66 2.1.1. 1차목재제품 통계 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 66 2.1.2. 탄소계수 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 67 2.1.3. 생산 및 폐기시 전체 목재제품 중 국산 목재제품이 차지하는 비율∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 68 2.1.4. 분배비율 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 69 2.1.5. 폐목재 발생량 및 비율 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 70 2.2. 수명(반감기)결정을 위한 방법론 결정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 72 2.2.1. 실측 데이터를 이용한 목재제품 탄소저장량 결정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 73 2.2.2. 실측 탄소축적량과 IPCC 탄소축적량 모델과의 비교 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 74 2.2.3. 분배비율에 따른 1차목재제품 반감기 결정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 75 2.3. 결과 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 76 2.3.1. 실측 데이터를 이용한 목재제품 탄소저장량 결정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 76 2.3.2. 실측 탄소축적량과 IPCC 모델과의 비교 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 89 2.3.3. 분배비율에 따른 1차목재제품 반감기 결정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 94 2.3.4. 민감도 평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 98 3. 결 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 102

vii

제

4 장

폐기단계에서의 목재제품 탄소배출량 평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 104 1. 서 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 105 1.1. 폐기물 현황∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 105 1.2. 연구대상범위 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 107 2. 폐기단계에서의 목재제품 탄소배출량 평가∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 108 2.1 매립지에서의 분해율 산정∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 108 2.1.1. 필요인자 도출∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 108 2.1.2. 매립지 목재제품 분해율 측정 방법론 결정 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 109 2.2. 연간분해율 측정방법 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 114 2.2.1. 연구현황∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 114 2.2.2. 실험재료 및 방법∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 117 2.2.3. 실험결과 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 122 2.3. 소각에 의한 목재제품의 탄소 배출 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 129 3. 결 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 132

viii

제

5 장

국산 목재제품의 탄소축적량 평가 및 영향 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 134 1. 서 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 135 2. 국내 목재제품 탄소축적량 평가∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 137 2.1. Tier 1 및 Tier 2 단계별 탄소축적량 평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 137 3. 목재제품 이용을 통한 경제적 · 환경적 영향 평가 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 148 3.1. 자원생산성 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 151 3.2. 에코효율성∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 153 3.2. 자원대비 환경영향 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 155 4. 결 론 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 157 총론 및 제언∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 159 참고문헌 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 163

ix

표

목 차

Table 1.1 Trend in annual carbon dioxide absorption amount of forest ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3 Table 1.2 Estimation method of carbon stock of HWP by tier level ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10 Table 1.3 IPCC carbon accounting approach ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13 Table 2.1 Input of wooden materials of each wood product ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙35 Table 2.2 Life cycle inventory of larch lumber production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙41 Table 2.3 Life cycle inventory of larch roundwood production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙42 Table 2.4 Life cycle inventory of seven species roundwood production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 43 Table 2.5 Data category of plywood production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 45 Table 2.6 Reference of life cycle inventory database of plywood production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 47 Table 2.7 Data category of particleboard production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 50 Table 2.8 Reference of life cycle inventory database of particleboard production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 51 Table 2.9 Data category of fiberboard production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 53 Table 2.10 Reference of life cycle inventory database of fiberboard

production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 55 Table 2.11 Comparison of carbon dioxide emissions of resources in production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 57 Table 2.12 Carbon emission of production on wood products ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 59

x

Table 3.1 Detail of sources by waste wood ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 71 Table 3.2 Statistics of semi-final HWP produced in Korea ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 77 Table 3.3 Default and country-specific factors to convert from product unit to carbon ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 79 Table 3.4 Distribution ratio of domestic semi-final wood products

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 81 Table 3.5 Domestic roundwood utilization of wood products by domestic production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 83 Table 3.6 Amount and classification of waste wood by emission source ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 86 Table 3.7 Self-sufficiency rate of domestic wood products ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 88 Table 3.8 Carbon stocks of domestic final HWP with product-specific actual

data ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 90 Table 3.9 Half-life of domestic Lumber ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 95 Table 3.10 Half-life of domestic Plywood ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 96 Table 3.11 Half-life of domestic PB ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 96 Table 3.12 Half-life of domestic MDF ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 97 Table 3.13 Kinds of sensitivity analysis ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 98 Table 3.14 Sensitivity analysis(One-way) for half-life of final HWP ∙∙∙∙∙∙∙∙ 100 Table 3.15 Sensitivity analysis (Scenario analysis) for half-life of final HWP ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 101 Table 4.1 Methane generation parameters of domestic managed landfills ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 110 Table 4.2 Methane generation parameters for waste wood of domestic

managed landfills ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 111 Table 4.3 Range of landfill gas composition from municipal solid waste

xi

landfills ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 115 Table 4.4 Weight loss and chemical components on larch wood chip

by brown rot fungi ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 122 Table 4.5 Reliability of prediction models of chemical component ratio on wood developed by partial least squares analysis with different mathematical preprocessing ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 125 Table 4.6 Results of predicted chemical constituents by near infrared

spectroscopy and actual chemical constituents ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 128 Table 4.7 Parameters of waste incineration sector ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 130 Table 5.1 Carbon dioxide annual uptake of domestic HWP in Korea

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 141 Table 5.2 Assessment index of economy and environment ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 149 Table 5.3 Proportion of energy use of wood product industry by I/O table

xii

그

림 목 차

Figure 1.1 Flow chart in this study ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 6 Figure 1.2 Classification of the harvested wood products ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 8 Figure 1.3 Flow of carbon in wood products ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 9 Figure 2.1 Life cycle assessment framework ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 32 Figure 2.2 Flowchart(left) and datasheet(right) windows in PASS ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 34 Figure 2.3 System boundary of planed dry lumber production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 40 Figure 2.4 System boundary of plywood production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙46 Figure 2.5 System boundary of particle board production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 50 Figure 2.6 System boundary of Fiber board production ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 54 Figure 3.1 Flow chart of carbon stock utilization method ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 72 Figure 3.2 Determination of half-life of semi-final HWP ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 75 Figure 3.3 Half-life of domestic construction & interior materials using

carbon stock utilization method ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 92 Figure 3.4 Half-life of domestic furnishing materials using carbon stock

utilization method ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 92 Figure 3.5 Half-life of domestic construction support materials using carbon stock utilization method ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 93 Figure 4.1 Comparison of the emissions model by carbon emissions

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 113 Figure 4.2 Weight loss by wood rot fungi ((a) after 1 week, (b) after 12 weeks) ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 117 Figure 4.3 Carbon emissions of waste type ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 131

xiii

Figure 5.1 Carbon stock of domestic HWP by applying the country-specific data(Tier 2) (excluding paper) ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 139 Figure 5.2 Carbon stock of domestic HWP by applying the country-specific

data(Tier 2) (including paper) ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 143 Figure 5.3 Carbon stock of domestic HWP by applying the country-specific

data(Tier 1) (including paper) ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 144 Figure 5.4 Carbon stock of HWP by each approach ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 146 Figure 5.5 Carbon stock of HWP in SWDS ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 147 Figure 5.6 Resource productivity of wood products ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 152 Figure 5.7 Eco-efficiency of wood products ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 154 Figure 5.8 Resource specific impacts of wood products ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 156

１

제

_{1 장}

２

1. 연구배경

기후변화(Climate Change)란 인간의 인위적인 산업활동으로 인하여 대기 중 이산화탄소와 같은 온실가스(Green House Gas)의 농도가 변함으로써 일어나는 신 기후체계를 일컫는다. 이와 같은 기후변화에 대응하여 정책을 수립하고 이행하기 위해서는 국내 온실가스 관련 배출원 및 흡수원을 파악하고 대상의 배출량과 흡수량을 정확하게 산정하는 것이 중요하다. 2012년 현재, 우리나라의 온실가스 총 배출량은 유엔기후변화협약 (UNFCCC) 온실가스 의무감축국 중 6위이다(인도, 중국 제외). 우리나라는 1993년 UNFCCC 비준, 2002년 교토의정서 비준을 통하여 기후변화방지를 위한 국제사회의 노력에 동참하고 있다. 2008년 저탄소 녹색성장을 선언한 이후, 2015년에 온실가스 감축목표로 2020년까지 배출전망치 (BAU, Business As Usual) 대비 37% 감축하겠다는 ‘자발적 기여공약(Intended Nationally Determined Contribution, INCD)’을 제출하였다(환경부 2015). 우리나라의 자발적 온실가스 감축목표 선언은 온실가스 감축노력에 대한 대내외적 평가를 좌우하는 국가 온실가스 인벤토리의 체계적 작성과 국외와 비교가능한 수준의 인벤토리 품질의 중요성이 강조되는 계기가 되었으며, 국가 온실가스 감축목표 달성을 위한 로드맵 수립(2014년 1월), 배출권거래제의 시행(2015년) 등에 따라 중요성이 더욱 증대되고 있다(GIR 2014).

LULUCF(Land Use, Land-Use Change and Forestry) 분야의 흡수원은 산림과 초지부문으로, 2012년 산림 부문의 흡수량은 55.3백만 t CO2eq.으로 국가 전체 흡수량의 99.8%를 차지한다(온실가스

３ 종합정보센터 2014). 현재 우리산림은 순생장량이 많은 21~40년생이 약 60%를 차지하고 있어 탄소흡수량이 많으나, 향후 임목의 노령화로 인한 이산화탄소 순흡수량은 급격히 감소할 것으로 예상된다(산림청 2014a). 이를 대비하기 위하여, 노령림의 갱신, 산림경영(숲가꾸기, 수종갱신) 등을 통하여 장기적인 이산화탄소 흡수량의 증진을 도모해야 한다.

Table 1.1 Trend in annual carbon dioxide absorption amount of forest

(Unit: thousand ton CO2eq.) 2012 2015 2020 2030 2040 2050 Amount

of CO2 absorption

55,176 44,118 30,857 14,109 4,891 145

수확된 목재제품(이하 목재제품) (Harvested Wood Products, HWP)이란 제재목, 합판, 파티클보드 또는 목구조재, 건축내장재, 가구, 종이제품 등과 같이 나무를 원료로 사용하여 가공한 제품을 말한다. 목재제품은 수명을 다하여 폐기될 때까지 산림에서 생장하며 저장했던 탄소를 장기간 제품 내에 저장하고 있기 때문에 산림과 함께 대기 중의 이산화탄소 농도를 안정화시키는 효과를 발휘한다.

기존의 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 기본접근법에서는 목재제품에 포함된 탄소가 벌채 즉시 대기중으로 배출되는 것으로 가정하였으나, 2011년 11월 남아프리카공화국 더반에서 개최된 COP17에서 목재제품의 탄소계정의 필요성과 중요성에 대한 논의가 진행되었다. 목재제품 탄소계정 문제는 국가간 또는 당사자들간의 이해관계로 인하여 지속적으로 제기될 것으로

４ 보인다. 우리나라 온실가스 인벤토리는 IPCC 지침에서 제시한 기본 배출 · 흡수계수를 주로 사용하고 있다. IPCC의 권고에 따라, 2013년부터는 우리나라 배출·흡수원의 특성을 반영한 국가고유 배출·흡수계수를 개발하여 활용하고 있다. 2014년 국가 온실가스 인벤토리에서는 에너지 분야와 농업(벼재배, 농경지토양), LULUCF(산림지), 폐기물 (하·폐수처리, 소각) 분야 일부 부문에 국가고유 배출계수를 적용하였다(GIR 2014). 따라서 향후 목재제품의 탄소축적량 관련 국가간 논의 및 협상에 대응하고, 국내의 목재제품관련 온실가스 인벤토리 구축을 위해 목재제품의 반감기, 탄소배출량 및 탄소축적량 결정을 위한 연구가 필요하다.

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2. 연구목적

가. 연구의 목적 지속적으로 생장가능한 바이오매스 자원인, 목재는 에너지 및 재료 등 기존 물질의 대체재로서의 활용뿐만 아니라 생장시 대기 중의 탄소를 고정하는 탄소저장고로서의 역할을 통해 기후변화를 완화시킬 수 있는 중요한 자원으로 각광받고 있다. 목재의 탄소흐름 시스템을 이해하고 이와 관련한 환경·경제적 정량적 자료의 정립은 기후변화대응을 위한 국가 수준에서의 목재이용관련 정책 수립에 이용될 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구에서는 목재를 대상으로 탄소흐름분석을 통해 생산부터 폐기까지 전과정에 걸친 탄소의 정량적인 흐름을 산정하고자 한다. 국내의 경우 일부 연구사례들을 통해 목재제품의 탄소축적량이 분석되었으나(최와 이 1995; 최 등 2006; 최와 강 2007; 최 등 2010), 기존의 IPCC 기본 계수를 이용한 Tier 1 수준으로 연구가 수행되었다. 타 국가와의 비교를 위해서는 국가 목재 이용흐름을 반영한 Tier 2 수준 이상의 보다 자세한 접근방법이 필요하다. 따라서 전과정평가를 이용하여 목재제품 생산에 소요되는 자원과 에너지를 분석하고, 탄소흐름분석을 통해 산정된 결과를 바탕으로 신뢰성 높은 목재제품 반감기를 도출하여 이를 바탕으로 국내 목재제품의 탄소축적량을 결정하고자 한다.

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７ 나. 연구범위 (1) 목재제품의 정의 및 분석범위 UNFCCC에서는 FAO의 자료(2000)를 인용하여 목재제품을 ‘산림으로부터 수확된 목질재료로서 가구, 합판, 제지, 판지 등과 같은 제품을 생산하기 위해 사용되거나 또는 에너지를 위해 사용되고 있는 것’ 으로 정의하고 있다. 이 가운데 원목은 산림으로부터 수확된 자연 상태의 모든 목재를 의미하고 있으며, 목재제품을 생산하기 위해 사용된 원목을 산업용재라고 정의하고 있다. 산업용재에는 제재목, 목질패널(단판, 합판, 파티클보드, 섬유판), 지류 및 판지, 기타(등나무, 대나무) 등으로 분류되며, 이를 일반적으로 목재제품이라 지칭한다(FAO 2000). IPCC(2006)에서는 목재제품의 탄소축적량을 임지에서 생산된 목재제품이 소각되거나 매립되기 전까지 저장된 “사용중인 목재제품(product in use) 에 축적된 탄소량” 과 매립된 목재제품이 분해되어 탄소를 배출하기 전까지 저장된 “고형폐기물매립지 (Solid Waste Disposal Site, SWDS) 내 목재제품에 축적된 탄소량” 으로 구분하였다. 아직까지 매립된 목재제품은 탄소흡수원으로 인정받지 못하여 매립량이 많은 미국 등 몇몇 국가를 제외하고는 사용중인 목재제품의 반감기에 대한 연구가 주로 진행되고 있다(Bowyer et al 2010). 국외의 목재제품 반감기 목록은 국가별 목재제품 탄소축적량을 산정하기 위해 주로 기존에 구축되어 있던 1차목재제품 통계인 FAO 임산물 통계 또는 국가 고유의 임산물 수출입, 생산 통계를

８ 이용하였으므로 제재목, 목질패널 등과 같은 1차목재제품을 대상으로 하였다. 하지만, 1차목재제품은 최종목재제품(목조건축재, 가구재)의 원재료로서, 단시간 내에 목조주택, 가구와 같은 최종목재제품으로 가공되므로, 실제 축적이 일어나는 대상이라고 말하기는 어려운 점이 있다. 따라서, 최종적으로 탄소축적 및 폐기가 진행되는 건축재, 가구재 등과 같은 최종목재제품 또한 고려해야 하므로, 국외에서는 최종목재제품인 목조주택(건축재), 가구(가구재) 등의 반감기에 대해서도 연구를 진행하고 있다. 이와 관련한 연구 진행 시, 최종목재제품의 탄소축적량 평가에 있어 1차목재제품과의 중복산정이 발생할 수 있으며, 생산, 폐기 및 투입 통계자료의 동일 원단위 분석이 불가능 할 수 있으며, 최종목재제품의 대상 한정에 따른 탄소축적량의 손실이 발생할 수 있으므로 적절한 접근방법이 필요하다. 또한, 고형폐기물매립지 내 목재 또한 혐기성 조건에서 분해될 때까지 탄소를 저장하고 있으므로 이 역시 탄소흡수원으로 인정받기 위한 연구를 진행해야 한다.

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Figure 1.3 Flow of carbon in wood products

따라서, 본 연구에서는 “사용중인 목재제품(product in use) 내의 탄소축적량”과 “고형폐기물매립지(Solid Waste Disposal Site, SWDS)에 매립되어 분해될 때까지 저장되어있는 탄소축적량” 을 모두 고려하여 탄소축적량을 구하였다. (2) 목재제품 탄소축적량 평가 수준 IPCC(2003)에서 제시한 목재제품의 탄소축적량 평가 방법은 크게 3가지로 나눌 수 있다. Tier 1 방법은 국가 고유의 데이터 및 탄소변화량 산정기법이 없을 경우, FAO에서 제공되는 통계 데이터와 IPCC 가이드라인에서 제공되는 변수들을 사용하는 방법으로, 목재제품 내 축적된 연간 탄소변화량이 축적량에 일정한 비율로 매년 배출되는 것을 의미한다. Tier 2 방법은 목재제품의 사용과 폐기단계에서의 연간 탄소변화량 산정을 위해 국가 고유의 데이터를 사용하는 방법으로, 연간 목재제품 생산량, 수입·수출량과 탄소

１０ 전환인자, 목재제품의 폐기비율(반감기) 등을 국가 실정을 반영한 고유의 값을 결정하여 이용하는 방법이다. Tier 3 방법은 국가 고유의 변수 및 탄소변화량 산정방법을 대신할 수 있는 상세한 기법들이 적용되는 방법으로, 일반적으로 Tier 3는 IPCC 보다 더 복잡한 모델을 적용하여 산정되나, 국가별 관련통계 구축 및 목재산업환경 차이로 인한 일괄적용에 한계를 가지게 된다. 본 연구에서는 Tier 2 수준으로 목재제품의 탄소축적량을 평가하기 위하여, 국산 목재제품의 반감기를 도출하고 IPCC model을 이용하여 국산 목재제품의 탄소축적량을 평가하였다.

Table 1.2 Estimation method of carbon stock of HWP by tier level (IPCC 2003)

Tier 1 Tier 2 Tier 3 Approach IPCC model IPCC model Country

specific method

Factor

Production FAO data Country data Country data Carbon

factor IPCC default Country data Country data Half-life IPCC default Country data Country data

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3. 연구사

3.1. 목재제품 탄소계정

산림내의 입목을 벌채하게 되면 지표면의 유기물이 제거되는 동시에 토양 내 미생물의 분해작용이 증가하여 탄소저장량이 감소한다 (Pregitzer and Euskirchen 2004). 하지만 벌채로 인해 감소된 탄소량의 대부분은 다양한 용도와 이용수명을 가진 목재제품에 저장되어 감소량을 상쇄하게 된다. 벌채를 포함한 산림경영활동에 따라 목재제품 생산량이 증가하게 되는데, 목재제품은 폐기시까지 탄소배출을 지연시켜 결과적으로 기후변화를 완화하게 된다 (Ruddell et al. 2007). 목재제품 내 저장된 탄소를 국가 온실가스통계에 탄소흡수원으로 포함시킬 것인가에 대한 문제와, 그 양을 추정하기 위한 접근법의 개발 및 선택, 제안된 접근법에 따른 무역, 경제, 환경적 영향이 어떻게 달라지는가에 대한 문제는 IPCC를 중심으로 1990년대 중반 이후 지속적으로 논의 되어 왔다. IPCC는 각 국가별 온실가스 인벤토리 작성을 위하여 가이드라인을 개발, 제시하고 있는데 이의 전개과정을 살펴보면, 1996 Guideline, GPG(Good Practice Guidance) 2000, GPG 2003, 2006 Guideline으로 계속해서 변하여 왔다. 1996 IPCC Guideline에 따라 적용되어 온 IPCC 기본접근법(IPCC default approach)에서는 목재에 포함된 탄소는 벌채와 동시에 모두 배출되는 것으로 보고, 목재제품의 탄소축적량 변화는 국가 온실가스 통계에 포함시키지 않았다. 하지만 수확된 목재제품이 온실가스 배출저감에 기여할 수 있음을 지적하고 사용중인 목재제품뿐만 아니라

１２ 고형폐기물매립지에서의 목재제품에 포함된 탄소를 계산하는 방법과 이를 국가보고서에 포함시키기 위한 접근법이 지속적으로 제시되어 오고 있다. 2006 IPCC Guideline은 축적변화 접근법, 대기유출입 접근법, 생산 접근법, 단순부후법 등을 제시하고 있으며, 현재, 접근법의 개발 및 선택에 대한 국제적인 논의가 진행되고 있어 이에 대한 국가별 대응 및 적용방안에 대한 검토가 요구되고 있다. 축적변화접근법(Stock-change Approach)에서는 국가 내의 산림과 목재제품의 순 탄소축적변화량을 추정한다. 산림의 탄소축적량 변화는 생산국에 계정되지만, 목재제품 내 탄소축적변화는 수출입에 따라 수입한 국가는 증가하고 수출한 국가는 감소하게 된다. 대기유출입접근법(Atmospheric flow Approach)에서는 국가 간 대기를 탄소유출입의 경계로 정의한다. 실제 산림생장에 의한 탄소흡수량은 수출국에 계정되고, 목재제품의 분해시 수입국의 탄소배출로 계상된다. 생산접근법(Production Approach)에서는 축적변화접근법과 다르게 국내에서 생산되어 수출된 목재제품은 수출국의 탄소축적량에 포함되며, 수출된 목재제품은 수입국에서 분해될 때, 수출국의 탄소배출로 계상된다. 단순부후접근법(Simple Decay Approach)은 생산접근법과 거의 유사하나 벌채시점 목재의 즉각적인 산화를 산정하지 않는다는 점에서 생산접근법과 다르다(차 2010).

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Table 1.3 IPCC carbon accounting approach (IPCC 2003)

Approach Description

Stock-change Approach

·Removal = stock change = (stock change forest) + (stock change consumed products) = (forest growth – slash – wood production) + (wood consumption –decomposition/combustion of wood consumed)

·Removal due to HWP = stock change consumed products

Atmospheric Flow Approach

·Removal = Atmospheric flow = forest growth – slash

–decomposition/combustion of wood consumed = (stock change forest) + (stock change consumed products)

１４ + export - import

·Removal due to HWP = stock change consumed products + export - import

Production Approach & Simple Decay

Approach

·Removal = stock change = (stock change forest) + (stock change domestic-grown products)

= (forest growth – slash – wood production) + (wood production – decomposition/combustion of wood consumed)

·Removal due to HWP

１５ 목조 건축물, 가구, 책 등과 같은 장기간 사용되는 수확된 목재제품(HWP)은 수십 년 또는 수백 년 간 제품 내에 탄소를 저장하게 됨으로써 산림으로부터 벌채된 목재에 포함된 탄소가 대기 중으로 다시 방출되는 것을 지연시키는 효과를 발휘한다. 이러한 목재제품의 이용은 적절한 재조림(reforestation)만 이루어진다면, 산림을 그대로 보전하는 것보다 더 많은 탄소저장효과를 나타낸다(Perez-Garcia et al 2005; Hennigar et al 2008). 또한 신문지나 포장용지 등 짧은 수명을 가진 목재제품도 수명이 다한 후 매립되어 혐기성 조건에서 천천히, 불완전하게 분해가 될 경우, 오랜 기간동안 매립지에서 탄소를 저장하게 된다. 2011년 11월 더반에서 열린 17차 더반 기후변화협약 당사국총회(COP)에서는 ‘국가 내에서 자란 나무를 벌채하여 생산한 국산원목을 국내에서 가공한 목재제품이 지닌 탄소’만을 국가 목재제품 탄소 축적량으로 인정하는, ‘국산 목재제품만을 대상으로 하는 축적변화접근법’을 목재제품의 탄소계정방법으로 결정 하였으므로, 이에 대한 국산 원목을 이용하여 국내에서 생산된 국산 목재제품 관련 연구가 필요하다.

１６ 3.2. 목재제품 수명결정 앞에서 언급한 바와 같이, 산림에서 수확된 원목을 제재목, 가구, 합판, 기타 목재제품 생산에 이용함으로써 목재제품의 수명기간 동안 탄소를 저장할 수 있다. 목재제품 이용을 통해 대기 중의 탄소를 영구히 저장하는 것은 어렵겠지만, 탄소를 오랫동안 저장할 수 있고 온실가스 집약제품의 사용을 줄이는 효과를 기대할 수 있다. 또한 목재제품의 수명이 다하더라도, 폐기물 관리 기술의 개선을 통해 온실가스로 배출되는 것을 지연시키거나, 혹은 수명이 긴 다른 목재제품으로 재활용할 수 있다. 또한 에너지원으로서 이용 시, 화력발전에 이용되는 화석연료의 연소에 따른 배출을 상쇄하는 효과가 있다. 이러한 이유로, 목재제품의 이용은 온실가스 배출을 억제하여 기후변화에 즉시 대처할 수 있는 실질적이면서도 중요한 대안이다.

기후변화에 관한 정부 간 협의체인 IPCC에서 발간한 Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry (IPCC 2003)에서는 목재제품 탄소축적량을 산정하기 위한 방법으로 부후모델을 제시하면서 연간부후율 (ln(2)/반감기)과 관련 있는 반감기를 제재목 35년, 구조용 패널 30년, 비구조용 패널 20년, 종이 2년으로 제시하였다. 이는 FAO 임산물 통계 또는 국가 임산물 통계를 이용하여 연간 목재제품의 탄소축적량을 평가하기 위해 1차목재제품 중심으로 추정된 값이다. 이에 반해 IPCC 2006 guideline 에서는 소재 제품(Solidwood products) 30년, 종이 제품(Paper products) 2년으로 목재제품 목록을 단순화하여 반감기를 제시하였다. 이는 기존 목록을 단순화하여 1차목재제품의 탄소축적량은 단순 비교대상으로 제시하고,

１７ 보다 정확한 최종목재제품으로 목재제품 탄소축적량을 평가하겠다는 국제적인 흐름을 반영한 결과이다. 하지만, 최종목재제품의 반감기를 구하는 구체적인 방법에 관해서는 제시하지 않았다. 이후 1차목재제품 또는 최종목재제품의 탄소축적량을 구하기 위하여 국가별로 고유의 방법론 및 관련계수 결정에 관한 연구가 진행되었다.

주택의 90% 이상을 목재로 지은 미국의 경우(Sathre and Gustavsson 2009), 목조건축물을 중심으로 목재제품 탄소축적량 관련 연구를 진행하였다. 거주 형태 및 건물용도에 따라 목록을 세분화하였고, 과거에 지어진 건물이 해당 조사년도에 얼마나 남아있는지 잔존율을 조사하여 과거에 지어진 건물 수가 절반이 되는 시점을 해당 건축물의 실제 반감기로 제시하였다(Skog and Nicholson 1998). 목재제품의 탄소축적량을 평가하기 위해 주거형태에 따라 제재목, 구조용 및 비구조용 패널의 투입비를 산출하였다. 1920년 이후 지어진 목조주택은 20년 경과 후 전단계보다 5년의 추가 반감기를 갖는 것으로 산정하였다. 단독주택을 기준으로 연립주택 및 개·보수된 주택의 반감기를 상대적인 비율로 적용하였다(Skog 2008). 주택뿐만 아니라 목가구, 팔레트, 철도침목의 반감기도 제시하였다. 또한 미국은 폐목재 처리방법으로 60% 이상을 매립하므로 SWDS 내 목재제품 탄소축적량에 관한 연구도 진행하고 있다. 매립(landfills)과 투기(open dumps)에 따라 매립된 목재제품의 반감기를 다르게 산정하였다. 매립된 목재와 종이의 반감기는 각각 29년, 14.5년이고, 투기된 목재와 종이의 반감기는 각각 16.5년과 8.25년의 값을 이용하여 매립된 목재제품의 탄소축적량을 산정하였다(Skog 2008).

１８ 대한 연구들을 진행하였다. 유사한 환경의 미국의 목재제품 관련 계수를 적용하였으며, 미국의 목재제품 반감기를 참고하여 탄소축적량 계산시, 제품별 반감기를 단독주택 85년, 연립주택 50년, 개·보수주택 25년, 기타 20년, 종이 2.5년으로 적용하였다(Chen et al 2013). 이와 함께 2000년부터 10년동안 목조건축물의 실제 폐기율을 조사하여 반감기를 결정하였다. 또한 실제 조사된 반감기와 기존 국외문헌값을 바탕으로 임의의 반감기 범위값을 불확도(uncertainty) 분석을 이용하여 목재제품 반감기를 제시하고 탄소축적량을 평가하였다(Dymond 2012). 유럽은 북유럽(80%)을 제외하고 목조주택의 비율이 20% 미만으로 미미한 수준이다(Sathre and Gustavsson 2009). 반면, 핀란드의 경우, 목재자원이 풍부하여 제지산업이 발달하였고, 전체 건축물 중 목조건축물이 차지하는 비중이 크므로 일찍부터 목재제품 관련 연구가 진행되었다. 과거의 목재제품 탄소축적량 평가 및 미래의 목재제품 탄소축적량을 예측하기 위해, 수종별(birch, spruce, pine) 및 제품별(fuelwood, plywood, sawn timber, mechanical/chemical pulp and paper)로 목재제품을 분류하고 수명(life-span)에 따라 short(4년), medium-short(16년), medium-long(30년), long(65년)으로 구분하여 반감기를 가정하여 분배비율에 따라 1차목재제품의 반감기를 산정하였다(Karjalainen et al. 1994; Karjalainen et al. 1995; Karjalainen 1996). 또한 1940년부터 10년 단위로 건축시기를 구분하고 용도에 따라 12종류로 분류된 건축물 각각의 평균 면적과 1980, 1990, 1995년에 조사한 주택통계자료를 바탕으로 착공되는 건물의 면적과 체적을 조사하였다. 여기에 건물종류에 따른 제재목과 목질패널의 투입량을 구하여 전체 목조건축물의 탄소축적량을 구하였다. 여기에 주방가구, 붙박이장 및 울타리와 같은 주택에 포함되어 있는 목재제품 또한

１９ 탄소축적량에 포함하였다. 또한 제재목, 합판, 보드의 생산공정에 따른 물질흐름을 조사하고, 목재제품 부후함수로 로지스틱 모형을 도입하여 목조주택에 투입되는 세가지 목재제품 (제재목, 합판, 보드)을 투입비율에 따라 산정하여 탄소축적량을 예측하였다(Pingoud et al. 2001). 노르웨이에서는 IPCC에서 제시한 부후모델에 따라 1990년부터 2006년까지의 목재제품 탄소축적량을 평가하였다. 이와 비교하여 1990년과 2001년의 실제 인구 및 주택 총조사를 바탕으로 목조주택 및 목가구를 포함한 직접적인 목재제품 탄소축적량 변화를 조사하였다. 또한 소재제품(solid wood products)의 반감기를 1990년 이전(18.4년)과 1990년 이후(21.7년)로 구분하였다. 1990년을 기점으로 반감기의 차이가 나는 이유로, 가구와 조립식 주택과 같은 수입된 최종목재제품의 급격한 증가로 인한 총 목재제품 탄소축적량의 증가 때문이라고 언급하였다. 그리고 IPCC에서 제시한 소재제품(30년)의 반감기와 차이가 나는 이유로, 허가되지 않은 목조주택의 건설로 인한 국가 인벤토리 안에 산정되지 않은 목재제품 탄소축적을 꼽았다. 이를 보완하기 위해, 탄소축적량을 20% 더 산정하여 반감기를 제시하는 방안(25, 28년)과 비슷한 환경인 인접국가(핀란드)의 건축통계를 이용한 축적량 재산정으로 반감기를 제시하는 방안(21, 25년)을 제안하였다(Bache-Andreassen 2009). 이탈리아에서는 IPCC에서 제시한 방법에 따라 목재제품 탄소축적량을 평가하기 위해 이탈리아의 목재산업을 분석하여 1차목재제품에서 최종목재제품으로의 분배흐름을 제시하였다. 건설분야에서 신축 건물 및 개보수, 복원 건물에 투입되는 목재의 투입량을 조사하고, 이들이 건물의 어떤부분(지붕, 구조재, 마루 등)에

２０ 얼마만큼 쓰이는지를 조사하였다. 수입목재의 이용이 많은 국가 목재제품 소비특징을 반영하여, 자국의 연구를 통한 목재제품 밀도를 적용하지 않고, IPCC에서 제시한 기본값을 이용하였다. 또한 국외의 반감기 사례들을 분석하여 목재제품 목록별 반감기를 제시하고, 건축, 가구, 내장재의 반감기를 변수로 두는 시나리오에 따라 목재제품 탄소축적량 변화를 분석하였다(Kloehn and Lorenzo 2009).

스페인에서는 파티클보드와 섬유판을 대상으로 연간 소비 및 수출되는 목재제품의 최종용도별 비율을 분석하고 제품 수명을 건축재 25년, 마루판 15년으로 제시하였고, 가구재를 세분화하여 사무용가구 10년, 가정용가구 20년, 부엌용가구 18년, 욕실용가구 20년으로 제시하였다. 이를 이용하여 기존에 제시된 목재제품의 탄소축적량 평가관련 세가지 접근방법별로 탄소축적량을 평가하였다(Canals et al 2014).

한편, EFI(European Forest Institute)는 유럽국가들의 목재제품 탄소축적량을 평가하고자 최종목재제품 반감기를 단기(1년), 중단기(4년), 중장기(16년), 장기(50년)의 4가지로 분류하여, 각 목재제품에 적합한 수명을 적용하였다(Eggers 2002). 다른 유럽국가들도 타 국가의 목재제품 반감기를 벤치마킹하고 자국의 실정을 반영하여 국가 고유의 반감기를 제시하였다. 일본의 경우, 국가적으로 국산 목재제품 이용을 장려하여 탄소저장고로서의 역할 확대를 추진하고 있다. 특히 일본은 국가고유의 탄소축적량 산정 방법과 1차목재제품이 아닌 최종목재제품의 반감기 적용에 대한 관심이 높다. 현재 IPCC 가이드라인처럼 소재제품, 종이의 1차목재제품으로 분류하는 것이 아니라, 건축자재, 목가구, 파렛트 등의 최종이용분야에서의

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탄소축적량 및 반감기를 적용하는 방법에 관하여 연구하였다. Hashimoto et al.(2004)은 제품별 연간분해율을 제시하고 이를 Van der Voet et al.(2002)가 제시한 탄소축적량 예측모델에 적용하여 이를 목재제품 탄소축적량, 특히 목조주택에 포함되어 있는 제재목의 실제 축적량과 비교하였다. 또한 목조주택의 탄소축적량을 평가하기 위해 연간 각 재료별 건축물 착공건수와 목조주택 단위면적당 목재가 차지하는 비율을 조사하여 적용하였다(Tsunetsugu and Tonosaki 2010). 목조주택의 반감기는 35년, 비목조주택의 반감기는 30년으로 제시하였다. 목조주택에 축적된 탄소량을 평가하기 위해, 착공/철거된 건축물의 면적을 통계자료를 통해 조사하고, 펄프, 칩을 제외한 전체 목재제품에서 국산재가 차지하는 비율을 적용하였다. 목재제품별 밀도(제재목 0.45; 보드류 0.628)와 탄소구성비(제재목 0.5; 보드류 0.468)는 IPCC 기본값을 이용하여 산정하였다.

２２ 3.3. 목재제품 전과정평가 전세계적으로 환경관련 정책의 흐름은 사후관리 중심의 규제준수 체제에서 사전예방 및 통합관리 체제로 변화하고 있다. 더 이상 환경보호와 경제성장은 상충관계가 아닌, 상생의 관계로 인식되고 있다. 제품 전과정을 고려한 환경친화적인 생산으로 환경보호 및 이미지 제고를 통한 경제적 이익을 동시에 얻을 수 있다.

전과정평가(LCA, Life Cycle Assessment)는 제품의 생산과정에 투입되는 자원 및 에너지 소모와 환경에 부하되는 물질들의 배출과 관련된 모든 환경적 영향을 정량적으로 평가하기 위한 방법론이다. 전과정평가의 장점은 산업사회의 복잡하고 급변하는 환경에 대한 잠재적인 영향과 원인을 제시해 주므로 정책결정이나 합리적인 의사결정을 용이하게 한다는 것이다. 전과정평가는 제품생산 부문에 대한 환경영향을 평가하기 위한 기법으로 발전하여 차츰 그 영역을 확대해나가고 있다(박 등 2013). 전과정평가에서 가장 많은 시간과 노력을 요구하는 단계는 데이터 수집단계이다. 정확한 평가를 위해서는 제품의 전체 공정에 대하여 기본 흐름까지 추적하여 데이터를 수집해야 한다. 하지만 공정 전체의 모든 데이터를 수집하거나 기본 흐름까지 추적하는 것은 현실적으로 시간 및 비용 부족 등의 이유로 많은 제약이 있다. 이에 따라, 데이터 수집단계에 투입되는 시간과 노력을 줄이기 위한 방법으로 Screening LCA 방법과 Streamlined LCA 방법 등이 제시되었다(Frankl 1999). Screening LCA 방법은 전과정평가를 두 단계(Screening LCA와 Focused LCA)로 나누어 수행하는 방법이다. Screening LCA 방법에서의 Screening LCA의 목적은 기존 연구의