강창용︱선임연구위원︱제5장 집필 김원태︱전문연구원︱제2, 3, 4장 집필 최진용︱연구원︱제2장 집필 연구보고 R833 농축산 폐자원의 효율적 자원화 방안 연구(2/2차년도) 등 록︱제6-0007호(1979. 5. 25.) 발 행︱2017.12. 발행인︱김창길 발행처︱한국농촌경제연구원 우) 58217 전라남도 나주시 빛가람로 601 대표전화 1833-5500 인쇄처︱(주)한디자인코퍼레이션 I S B N︱979-11-6149-099-1 93520 ∙ 이 책에 실린 내용은 출처를 명시하면 자유롭게 인용할 수 있습니다. 무단 전재하거나 복사하면 법에 저촉됩니다. 이 도서의 국립중앙도서관 출판예정도서목록(CIP)은 서지정보유통지원시스템 홈페이지(http://seoji.nl.go.kr)와 국가자료공동목록시스템(http://www.nl.go.kr/kolisnet)에서 이용하실 수 있습니다. (CIP제어번호 : CIP2018000620)
머 리 말
환경보호와 자원순환을 통한 지속가능성 확보는 세계 여러 나라의 주요 이슈 중 하나이다. 자원순환이란 폐기물의 발생을 억제하고 재활용 또는 재이용 등의 방법을 통해 환경친화적으로 이용·관리하는 것이다. 우리나라 의 환경 및 폐기물 관리 정책도 자원순환사회로 패러다임을 전환하고 있으 며, 농업분야도 환경보호와 농업 어메니티 보존을 위해 영농폐기물과 유기 성 폐자원의 관리 및 처리를 자원순환형 체제로 전환하는 것이 필요하다. 우리나라 농업에서는 기술 발전에 힘입어 다양한 영농자재가 투입되고 사용량 역시 증가하고 있다. 이에 따라 영농폐기물과 유기성 폐자원 발생 량이 지속적으로 증가함에도 불구하고 이를 효율적으로 처리·관리하기 위 한 방안은 미흡한 실정이다. 과거에 비해 폐자원의 재활용률이 높아졌다고 는 하나 여전히 일부 영농폐자원이 부적절한 방법으로 처리되고 있다. 이 연구는 2년차 연구로 영농폐기물과 유기성 폐자원의 효율적인 자원 화 방안을 도출하고자 한다. 금년은 2년차로 농산부산물과 가축분뇨 등 농 축산부문 생산 과정과 수확 후에 발생하는 유기성 폐자원의 발생과 처리 현황, 이를 이용한 물질자원화 및 에너지 자원화의 실태와 경제성 분석을 통해 실태를 점검하고 관련 법 체계 및 제도를 검토하여 현실적인 정책 방 안을 도출하였다. 이 연구를 수행하는 과정에서 심층조사에 응해 주신 농민, 담당 공무원 과 유관기관 담당자 및 전문가분들에게 감사드린다. 아무쪼록 이 연구가 농축산 폐자원의 효율적 자원화 방안 관련 정책을 수립하는 데 기초자료로 활용되길 기대한다. 2017. 12. 한국농촌경제연구원장 김 창 길요 약
연구 배경 ○ ‘지속가능 농업’ 기반 구축과 농업인 삶의 질 향상은 농업분야의 시급 하고 중요한 화두이며 이에 따른 농업‧농촌 정책의 패러다임 전환이 필 요함. ○ 국제적으로 폐기물의 해양배출 및 투기에 대한 규제가 강화되어 세계 각국은 폐기물의 육상처리 및 그 활용 방안에 대해 다각도로 노력하고 있음. 그중 특히 유기성 폐자원의 에너지화, 농업적 활용 방안이 주목받 고 있음. ○ 유기성 폐자원은 발생 및 활용 등 다양한 부분에서 농업과 긴밀한 관계 가 있으며 원재료 간에도 관계가 밀접함. 중요한 유기성 폐자원은 벼 부산물, 축산분뇨 등으로 매우 다양하고 사용용도 및 처리방식도 에너 지, 사료, 퇴비 등 다종·다양한 방식이 존재하며 더욱 발전하고 있음. 특히, 신재생에너지의 활성화와 실용화가 적극 추진되고 있음. ○ 그런데 이러한 유기성 폐자원의 관리와 처리에 대한 명확한 법률적·제 도적 방침이 명시되어 있지 않고, 정부 관리와 정책부서가 매우 많으며 관련된 비정부 단체 역시 수십 개에 이르다 보니 원천적으로 발생과 관 리의 상호 간 연계처리 상황 등에 대한 체계화가 거의 이뤄지지 않고 있음. - 농축산부문에서 발생하는 유기성 폐자원을 보다 효율적으로 관리하 고 자원화할 수 있는 종합적이며 체계적인 접근이 필요함. 이를 위해 정책적으로 뒷받침되어야 할 과제 도출과 체계적 추진 전략이 필요한 시점임.연구 방법 ○ 국내외 농축산 유기성 폐자원 관련 발생 및 처리 현황과 제도 등을 살 펴보기 위해 유관기관의 자료를 수집하여 유기성 폐자원의 실태와 제 도를 분석함. ○ 주요 농산부문 폐기물인 볏짚과 밭작물 수확 후 부산물의 관리 실태 파 악을 위해 수도작 농가와 노지 및 시설작물 농가를 대상으로 설문조사 를 실시함. 아울러 유기성 폐자원의 종합적인 관리 및 정책 우선순위 결정을 위해 전문가를 대상으로 AHP와 IPA 분석을 실시함. ○ 주요 농축산물 1차 가공 후 발생하는 부산물의 관리와 처리 실태 조사 를 위해 볏짚 수집 영농조합법인과 경영체, 주요 미곡종합처리장(RPC) 과 축산부산물가공협회, 부산물을 이용 및 가공하는 자원화 시설, 일반 기업 등을 방문 조사함. ○ 지역단위에서 발생하는 가축분뇨, 음식물쓰레기 등을 종합처리 및 이용 하는 에너지자립마을(홍천, 완주)의 운영 현황에 대해 현지 조사를 실 시함. ○ 우리나라의 전반적인 사회 비용과 편익 분석을 통해 경제성 분석을 실 시함으로써 농축산 유기성 폐자원을 이용한 자원화의 가치를 논리적으 로 규명하고자 함. 농산부문 주요 유기성 폐자원의 발생과 처리 ○ 농가 평균 생산량을 기준으로 주산물인 논벼의 증산에 비해 볏짚은 상 대적으로 더딘 성장세를 보이고 있으나, 최근 축산농가 등의 사료용 볏 짚에 대한 수요가 확대되고 있음. - 통계청의 벼 주산물과 부산물에 대한 평가액 조사결과, 주산물인 벼
의 농가당 평균 평가액은 2001년 11,305천 원에서 2016년 13,285천 원으로 다소 상승(17%)한 반면, 볏짚의 동 기간 평균 평가액은 234천 원에서 551천 원으로 크게 상승(135%)함. 구분 2001 2005 2010 2013 2014 2015 2016 농가 평균 주산물 7,900 7,379 7,556 10,680 11,048 11,890 12,098 부산물 6,398 6,206 5,964 8,625 9,003 9,460 9,455 10a 주산물 717 681 671 706 722 753 749 부산물 581 572 529 570 589 599 585 <논벼 주·부산물의 생산량 및 발생량> ○ 볏짚의 활용용도는 ‘자가 논’ 등에 퇴비로 이용하는 비중이 51%로 가 장 높게 나타났고, 외부에 판매하는 경우가 28%, 본인 가축의 사료로 쓰는 경우는 17%, 이외 자가 축사의 깔짚이나 논 혹은 밭의 퇴비용으 로 이용하는 것으로 나타남. 자가 논의 퇴비 본인 가축 사료 외부 판매 축사, 밭에 이용 계 전 체 51.2 17.3 28.3 3.2 100.0 <농가의 볏짚 활용> 단 위: % ○ 밭작물에서 발생하는 농산부산물은 대부분 원형 그대로 이용하는 경우 가 많으나, 일부 작업 편리성을 위해 절단하거나, 사료와 퇴비용으로 가 공함.
작물구분 종류 이용 형태 이용 및 처리 방법 곡류 보리짚 원형, 절단 소각, 축사용 깔짚, 토양피복 밀짚 원형, 절단 조사료, 축사용 깔짚, 퇴비, 토양피복 보리겨 원형, 절단 사료원료 두류 콩대 원형, 절단 사료, 연료 유지류 깻대 원형, 절단 연료 땅콩대 원형, 절단 사료, 연료, 퇴비 땅콩깍지 원형, 절단 사료, 연료 콩유박 원형, 가공 사료, 유기질비료 참깨유박 원형, 가공 사료, 유기질비료 들깨유박 원형, 가공 사료, 유기질비료 잡곡 옥수수대 원형, 가공 사료, 연료, 퇴비, 버섯배지 채소류 고추대 원형, 절단 연료, 소각 에너지작물 유채줄기 원형, 절단 사료, 퇴비 유채씨 원형, 가공 식용유, 바이오디젤 유채유박 원형, 가공 사료, 유기질비료 버섯배지 원형, 발효 사료, 유기질비료 <농산부산물 종류별 이용 및 처리 방법> 축산부문 유기성 폐자원의 발생과 처리 ○ 2016년 가축분뇨 처리실태 자료를 이용하여 가축분뇨의 자원화 방법별 처리실태를 살펴보면, 2016년 전체 가축분뇨 발생량은 4,699만 톤임. 이 중 퇴비·액비 등 자원화한 물량은 4,247만 톤으로 전체 발생량의 90.4%이고, 정화‧방류된 것은 276만 톤(8.2%), 기타 57만 톤(1.2%), 에 너지화 10만 톤(0.2%)으로 나타남. ○ 가축분뇨 처리방법은 개별 퇴·액비화 75.6%, 개별 정화방류 2.3%, 공동 자원화 15.0%(퇴·액비 10.3%, 에너지 0.2%, 민간 퇴비 4.5%), 공공처리 장을 통한 정화방류 5.9%, 기타 1.2% 등이 있음.
연간 분뇨 발생량 개별 공동 기타 퇴·액비 정화 방류 자원화 정화 방류 퇴·액비 에너지 민간 퇴비 소계 46,988 (100) 35,514 (75.6) 1,084 (2.3) 4,827 (10.3) 102 (0.2) 2,133 (4.5) 7,062 (15.0) 2,762 (5.9) 566 (1.2) <가축분뇨 발생 및 처리 현황(2016년)> 단위: 천 톤, % 농축산 유기성 폐자원 자원화의 경제성 분석 ○ 저함수 농산부산물을 이용한 바이오 에너지화 시설인 바이오 고형연료 제조시설(시설유형 I)과 가축분뇨와 고함수 농산부산물의 병합처리를 통한 바이오가스 생산시설(시설유형 II)에 대하여 편익에서 비용을 차 감하는 형태로 경제성 분석을 수행함. - 시설유형(I): 바이오 고형연료 제조시설의 연간 직접편익 수지는 732 만 원의 손실을 기록하게 되지만, 간접편익을 고려한 총 편익수지는 연간 26억 1,768만 원의 흑자를 시현하는 것으로 분석됨. - 시설유형(II): 바이오가스화 시설의 연간 직접편익 수지는 9,194만 원 의 손실을 기록하게 되며, 간접편익을 고려한 총 편익수지는 연간 7,343만 원의 손실이 발생하는 것으로 분석됨. ○ 바이오가스 생산시설은 간접편익 효과가 매우 미미함에 따라 직접편익 에서 발생한 손실을 상쇄하지 못하여 총 편익수지의 손실이 발생하고 있음. 따라서 바이오가스 생산시설의 경우, 가동률을 최대한 높여 직접 편익의 손실을 만회할 수 있어야 하며, 신재생에너지 인증서 가중치의 상향 조정, 발전폐열의 판매 등을 통한 간접편익 증대를 도모하는 경제 성 제고 방안이 요구됨.
구분
바이오 고형연료 제조시설
(천 원/년) (원/톤)
시설유형(I) 시설유형(II) 시설유형(I) 시설유형(II)
비용(A) 유지관리비 1,259,042 859,140 41,968 28,638 감가상각비 1,098,000 495,876 36,600 16,529 원료수집비용 18,947 18,947 632 632 소계 2,375,987 1,373,963 79,200 45,799 직접편익(B) 고형연료판매 2,368,670 736,950 78,956 24,565 간접편익(C) 화석연료대체 523,796 286,187 17,460 9,540 CO2감축 96,849 258,876 3,228 8,629 REC 2,004,351 1,282,013 66,812 42,275 소계 2,624,996 5,993 87,500 200 수지(D) 직접편익수지 (D1 = B-A) -7,317 12,521 -244 417 총편익수지 (D2 = B+C-A) 2,617,679 18,513 87,256 617 <시설유형 I(바이오 고형연료)의 비용·편익 분석 결과> 농축산 유기성 폐자원의 효율적 자원화를 위한 개선 방안 ○ 농축산 유기성 폐자원의 자원화 방법에 대한 IPA 분석 결과 4개의 자 원화 방법 가운데 퇴·액비 자원화와 사료 자원화에 대한 중요도와 만족 도가 바이오가스 자원화와 고형연료화보다 상대적으로 높게 나타남.
2.80 악취저감기술 보급 촉진
Ⅰ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
안전성 등 품질 강화 지역단위 재활용시스템 구축 퇴·액비 수요처 확대 공급자 수요자 연계 강화 바이오가스 생산비 절감기술 개발 액비 품질인증 기준 제정 신재생에너지 시설비 지원 고형연료제품 품질기준 마련 바이오매스 통합 적정 관리 발전차액지원제도 부활 농부산물 사료화 촉진 가축분뇨 고형연료화 관리기준 설정 바이오가스 소화액 위생안전 기준 법제화 탈수건조기술 진단 및 평가 에코비즈 개발 및 사료화 낮음 낮 음 중 요 도 높 음 만족도 높음 2.90 3.00 3.10 3.20 3.30 4.20 4.00 3.80 3.60 3.40 3.20 3.00 <농축산 유기성 폐자원 자원화 방법별 IPA 분석 결과> <요약 및 시사점 1> 자원화 관련 주체별 역활 ○ 농업‧농촌을 비롯하여 자원화 주체와 연구지도 책임자 및 행정관계자 등 개별 주체별로 역할을 명확히 해야 함. ○ 아울러 이러한 개별 주체들을 연계하고 지역 및 광역단위 자원화를 위 한 거버넌스 체계를 확고히 구축할 필요가 있으며, 이러한 체계에 대해 정책적 행정적 역할과 책임이 부여되어야 함. <요약 및 시사점 2> 관리제도와 자원화 정책 개선 방안 ○ 가축분뇨는 ｢가축분뇨 관리 및 이용에 관한 법률｣에 따라 환경부와 농 식품부가 공동으로 관리하고 있으나, 가축분뇨의 에너지화에 있어 여러 부서에서 보급 사업이 진행되고 있어 가축분뇨 에너지화 활성화를 위해서는 관련부서 간 “부서협의회” 등의 상설 협의 기구의 마련이 필요함. ○ 농축산 유기성 폐자원의 자원화 활성화를 위해서는 기본적으로 친환경 농업과 연계하는 체계로 추진하며, 기존 “광역 친환경 농업단지 조성사 업”의 발전된 형태인 “(가칭)광역 친환경 저탄소 농업단지 조성사업”을 마련하여, 농축산 유기성 폐자원의 양분 순환, 에너지 순환, 탄소순환을 동시에 달성하면서, 지역의 발전과 연계하는 사업체계를 구축할 필요가 있음. ○ 저함수 고형연료화의 간접 편익이 고함수 바이오가스화보다 상대적으 로 더 큰 것으로 나타난 만큼 고형연료화를 통한 에너지 자원화에 대한 심층연구가 필요하며 이에 대한 지원도 필요할 것으로 사료됨. ○ 농축산 유기성 폐자원을 이용한 에너지 자원화가 상대적으로 발전이 더 딘 원인 중 하나는 기술개발에 많은 투자비용이 발생해 기업 등 사적영 역에서 적극적으로 대응하기 어렵기 때문임. - 산업통상자원부, 한전 등 관계 부처 및 유관기관과의 협력과 협상 노 력이 필요하며, 이를 통해 관련된 제도와 정책을 정비할 필요가 있음.
ABSTRACT
A Study on Efficient Recycling of Agricultural and
Livestock Wastes as Resources (Year 2 of 2)
Background & Purpose of Research
It is important and urgent to establish ground for ‘sustainable agriculture’ and improve the quality of farmers’ lives, thus the paradigm of agriculture related policies is in need of a change.
To establish an optimal agriculture production system considering the en-vironment and create more beautiful and pleasant enen-vironments and scenery maintaining and preserving rurality, it is necessary to establish a system for efficient management of agricultural waste and its utilization. Many coun-tries in the world have strengthened the regulations on dumping waste into the ocean and disposal while they are trying to process waste inland and come up with its utilization in various aspects. Amongst the foregoing, re-cycling organic waste resources as energy in agriculture is especially draw-ing more attention.
Creation and utilization of organic waste resources is in close relation-ship with agriculture and raw materials in various aspects. The major or-ganic waste resources include rice by-products, livestock sludge, etc. which can be utilized and are being developed in various forms and manners such as energy, feed, and compost. Especially, vitalization and commercializa-tion of new renewable energy is being actively promoted. According to the major energy policies, we are targeting 20% of power to be generated from the new renewable energy. However, there is no accurate legal systematic guideline for management and processing of these organic waste resources. In general, it is principle that the foregoing shall be managed and proc-essed as business daily waste according to ‘daily waste’ or the output specified in the Waste Control Act. In addition, there are too many govern-ment managegovern-ment and policy making entities, including the Ministry of Environment (MOE), the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs
(MAFRA), and the Korea Forest Service (KFS), apart from scores of re-lated non-government entities, so the systematization of creation, manage-ment and cooperative handling is not possible fundamanage-mentally. Thus a com-prehensive and systematic approach is necessary to more efficiently man-age and change organic waste resources into energy in the agro-livestock sector. Now the time has come to draw policy tasks and promote system-atic strategies.
Method of Research
In order to review the creation and processing status and system of agro-livestock organic waste resources at home and abroad, the current sta-tus and system of domestic agro-livestock organic waste resources is ana-lyzed by collecting data from the related entities including NSO, MOE, MAFRA, and the Korea Environment Corporation.
To identify the management status of rice straw, which is a major agri-cultural waste, and by-product after harvesting upland crops, paddy farming households and open field and greenhouse crop farming households were surveyed. Besides, AHP and IPA analyses were conducted on the experts for comprehensive management and determination of policy priority for or-ganic waste resources.
In order to identify the management and processing status of by-products being created after the 1st processing of major agro-livestock products, we visited and investigated farming association corporations collecting rice straw, management entities, major rice processing complexes (RPCs), and the Association of Animal By-product Processing. We also visited and in-vestigated resource creating facilities by utilizing and processing the fore-going by-products, and general corporations. In addition, we investigated the operation status of energy self-supporting villages including Hongcheon and Wanju that comprehensively process and utilize the muck and food waste being created in the areas.
By conducting economic feasibility analysis through analyzing general social cost and benefit, we try to logically prove the value of using agro-livestock organic waste resources as energy. Furthermore, we con-ducted consignment research on the status of technologies that change
ma-jor agro-livestock waste resources into energy, and development measures as well as management policies and implications of the agro-livestock waste resources of major advanced countries.
We conducted an expert conference with the relevant experts and policy makers to identify the current status and problems regarding disposal, man-agement, and recycling of organic waste resources, and to draw detailed improvement measures. We also hosted a meeting with recycling business managers and related associations to identify the status of recycling corpo-rations and draw problems and improvement measures.
Result and Implication of Research
This research has identified the status of creation and processing of ma-jor organic waste resources, and recycling technology, and reviewed prob-lems and improvement measures in order to prepare efficient recycling measures utilizing organic waste resources in the major domestic agro-live-stock sector. Through the foregoing, we presented the development goal and direction for efficient resource recycling together with the relevant methods, roles of pertinent entities, and improvement measures for the sys-tem and relevant policies.
The goal for efficient resource recycling is to establish a resource re-cycling agriculture system by efficiently rere-cycling agro-livestock organic waste resources. The execution directions for accomplishing the goal in-clude efficient recycling technology development, establishment of re-circulation agriculture infrastructure, promotion of industrialization, and policy support. According to the expert group's analysis of the order of pri-ority of the directions, political support is the first pripri-ority, followed by technology development, establishment of recirculation agriculture infra-structure, and promotion of industrialization.
As for detailed tasks for each proposed direction, it is shown that the self-governing governance, in which the central and local governments and the private sector work together for resource recycling agriculture, shall be expanded in the sector of policy support. Next, high efficient and low-cost energy technology is selected in the sector of technology development while agriculture environments of local units should be diagnosed precisely
eliminate stench and such civil complaint causes should be promoted. Thus a method of establishing efficient governance is proposed by presenting the roles of each subject including local farmers, residents, local unit farming association corporations, the National Agricultural Cooperative Federation, farmers’ groups, energy recycling entities, research and extension organ-izations, and central and local governments, in order to accomplish the de-tailed foregoing tasks efficiently and effectively.
The policy support for recycling wastes can be classified into 3 major categories. First, the legal management system for agro-livestock organic waste resources should be established. A new approach to organic waste resources, rather than regulation on environment pollution, is needed to promote and foster agriculture, and it is necessary to establish so-called ‘wide area environment-friendly low carbon agriculture complex’ to realize the foregoing. In addition, it is necessary to design and establish the con-cept of agriculture and farming villages with resource recycling as a prac-tical task in the mid and long term.
Researchers: Suh Daeseok, Kang Changyong, Kim Wontae, Choe Jinyong
Research period: 2017. 1. ~ 2017. 12. E-mail address: dssuh@krei.re.kr
차 례
제1장 서론 1. 연구의 필요성··· 1 2. 연구의 목적··· 3 3. 선행연구 검토··· 5 4. 연구범위와 방법··· 9 5. 주요 연구내용 및 체계도··· 13 제2장 농축산 유기성 폐자원의 발생 현황과 처리 실태 1. 농축산 유기성 폐자원의 정의와 범위··· 17 2. 농산부문 주요 유기성 폐자원의 발생과 처리··· 19 3. 축산부문 유기성 폐자원의 발생과 처리··· 29 제3장 농축산 유기성 폐자원의 자원화 실태와 문제점 1. 농축산 유기성 폐자원의 발생량 및 에너지 잠재량··· 43 2. 농축산 유기성 폐자원의 자원화 기술··· 53 3. 농축산 유기성 폐자원의 에너지화 현황··· 63 4. 농축산 유기성 폐자원 자원화의 문제점··· 69 제4장 농축산 유기성 폐자원 자원화의 경제성 분석 1. 경제성 분석 방법··· 73 2. 에너지 자원화의 경제성 분석··· 79 3. 경제성 분석 결과의 시사점··· 87 제5장 폐기물 관리제도와 주요 정책 1. 폐기물 관리제도··· 89 2. 농축산 유기성 폐자원 관련 법과 제도··· 953. 농림축산식품부의 저탄소 농림기반구축사업··· 104 4. 일본과 유럽의 농축산 유기성 폐자원 관련 정책··· 105 제6장 농축산 유기성 폐자원의 효율적 자원화를 위한 개선 방안 1. 효율적 자원화를 위한 발전 목표와 방향··· 113 2. 농축산 유기성 폐자원의 자원화 방법별 개선 방안··· 127 3. 자원화 관련 주체별 역할··· 134 4. 관리제도와 자원화 정책 개선 방안··· 135 제7장 요약 및 결론 1. 연구 결과 요약··· 139 2. 결론··· 142 부록 ···144 참고문헌 ···149
표 차례
제1장 <표 1-1> 주요 농축산 폐자원의 종류··· 10 <표 1-2> 설문조사 응답자 현황··· 11 <표 1-3> 원고위탁 내용··· 12 <표 1-4> 원고위탁 활용결과··· 12 <표 1-5> 1차년도 주요 연구내용··· 14 제2장 <표 2-1> 폐자원 등의 정의··· 18 <표 2-2> 순환자원의 정의··· 18 <표 2-3> 벼의 표준 도정수율과 부산물 현황··· 20 <표 2-4> 논벼 주·부산물의 생산량 및 발생량··· 21 <표 2-5> 지대별 수도작 농가의 볏짚 처리··· 23 <표 2-6> 농가의 볏짚 활용··· 23 <표 2-7> 잔류 농약허용기준··· 25 <표 2-8> RPC 부산물의 판매처와 사용용도··· 26 <표 2-9> 농산부산물 종류별 이용 및 처리 방법··· 28 <표 2-10> 축종별 가축분뇨 발생 원단위(1일 배출량) ··· 29 <표 2-11> 연도별 가축분뇨 발생량 및 처리 현황··· 31 <표 2-12> 가축분뇨 처리 현황(2016년) ··· 32 <표 2-13> 축산농가 가축분뇨처리시설 설치현황(2015년) ··· 33 <표 2-14> 가축분뇨 공공처리시설 현황(2015년) ··· 34 <표 2-15> 가축분뇨 수집운반업소 현황(2015년) ··· 35 <표 2-16> 가축분뇨 처리업소 및 처리실적(2015년) ··· 36 <표 2-17> IOWA 주립대학 기준 축종별 마리당 혈액 방출량··· 39 <표 2-18> 체중비례기준 축종별 마리당 혈액 채혈량··· 39<표 2-19> 축종별 사용가능한 채혈량··· 40 제3장 <표 3-1> 농산부산물 발생량 및 에너지 잠재량 산출 기준··· 44 <표 3-2> 농산부산물 발생계수 및 특성··· 45 <표 3-3> 가축분뇨 발생량 및 에너지 잠재량 산출 기준··· 46 <표 3-4> 가축분의 특성··· 47 <표 3-5> 농산 부산물 발생 및 에너지 잠재량··· 48 <표 3-6> 가축분뇨 원단위 발생 및 에너지 잠재량··· 49 <표 3-7> 가축분뇨 총 발생 및 에너지 잠재량··· 50 <표 3-8> 가축분뇨 농가배출 및 발생 에너지 잠재량··· 50 <표 3-9> 농축산 유기성 폐자원 에너지 잠재량··· 52 <표 3-10> 농축산 유기성 폐자원 물질 자원화 기술··· 53 <표 3-11> 농축산 유기성 폐자원 에너지 자원화 기술··· 54 <표 3-12> 농축산 유기성 폐자원 자원화 기술 적용 방안··· 55 <표 3-13> 단비사료 품목별 기준 및 규격··· 57 <표 3-14> 농축산 유기성 폐자원별 제조가능 퇴비제품··· 57 <표 3-15> 가축분뇨 퇴비의 품질기준··· 58 <표 3-16> 가축분뇨 액비의 품질기준··· 58 <표 3-17> 농축산 유기성 폐자원 자원화 기술 적용 방안··· 59 <표 3-18> 바이오가스 이용 관련 품질기준··· 60 <표 3-19> 바이오 고형연료 제품·제도 현황··· 61 <표 3-20> 가축분뇨 고체연료 제도 현황··· 61 <표 3-21> 주요 농산 부산물의 에너지 가치··· 62 <표 3-22> 양돈분뇨의 에너지화 현황··· 64 <표 3-23> 공동자원화 시설 추진 현황··· 65 <표 3-24> 2016년 공동자원화 시설 현황··· 66 <표 3-25> 2016년 가축분뇨 공공처리 시설 현황··· 67 <표 3-26> 가축분뇨 에너지화 시설 현황(2016년 기준) ··· 68
<표 3-27> 가축분뇨 관련 부서 및 기능··· 70 <표 3-28> 신재생에너지 공급인증서 가중치 현황··· 72 <표 3-29> 농업·농촌 자발적 온실가스 감축사업 기술 분류··· 72 제4장 <표 4-1> 경제성 분석기법의 비교··· 79 <표 4-2> 경제성 분석 대상 시설유형··· 80 <표 4-3> 경제성 분석 원료 및 에너지 제품의 품질 기준··· 81 <표 4-4> 유형별 경제성 분석 기준··· 82 <표 4-5> 시설설치비 및 유지관리비 사례1) 조사··· 83 <표 4-6> 시설유형 I(바이오고형연료)의 경제성 항목별 산출기준·· 84 <표 4-7> 고형연료 판매단가(’15년 3분기 기준) ··· 84 <표 4-8> 시설유형 II(바이오가스)의 경제성 항목별 산출기준··· 85 <표 4-9> 시설유형 I(바이오고형연료)의 비용·편익 분석 결과··· 86 <표 4-10> 시설유형 II(바이오가스)의 비용·편익 분석 결과··· 87 제5장 <표 5-1> 현행 폐기물 분류··· 90 <표 5-2> 우리나라 폐기물 관련 법체계··· 91 <표 5-3> 일본·EU의 폐기물 종료 기준··· 97 <표 5-4> 가축분뇨 자원화 관련 대책과 주요 내용··· 100 <표 5-5> 가축분뇨 공동자원화 정책 사업별 예산 세부 내역··· 103 <표 5-6> 연도별 주요 일본 바이오매스 정책··· 106 <표 5-7> EU의 에너지 자원화용 농업잔재물과 폐기물 관련 법규정·· 109
제6장 <표 6-1> 전문가 조사 개요··· 114 <표 6-2> 농축산 유기성 폐자원의 효율적 자원화 발전방향의 우선순위··· 115 <표 6-3> 농축산 유기성 폐자원의 효율적 자원화 세부 추진과제·· 116 <표 6-4> 정책지원 부문 세부 발전방향의 우선순위··· 117 <표 6-5> 정책지원을 위한 세부추진과제별 세부 내용의 중요도·· 118 <표 6-6> 기술개발 부문 세부 발전방향의 우선순위··· 119 <표 6-7> 기술개발을 위한 세부추진과제별 세부 내용의 중요도·· 120 <표 6-8> 순환농업 부문 세부 발전방향의 우선순위··· 121 <표 6-9> 순환농업 기반구축을 위한 세부추진과제별 세부 내용의 중요도··· 122 <표 6-10> 산업화 촉진 세부 발전방향의 우선순위··· 123 <표 6-11> 산업화 촉진을 위한 세부추진과제별 세부 내용의 중요도··· 124 <표 6-12> 자원화 방법 및 세부 전략··· 128 <표 6-13> 농축산 폐자원 자원화 방법에 대한 중요도와 만족도 평가··· 130 <표 6-14> 자원화 관련 주체별 역할··· 134 <표 6-15> (가칭)광역 친환경 저탄소농업단지 조성사업(안) ··· 137 부록 <부표 1> 가축분뇨 공공처리시설 운영 현황(2016년 12월 기준) ··· 146 <부표 2> 연도별 주요 일본 바이오매스 정책··· 150
그림 차례
제1장 <그림 1-1> 농업생산 및 유기성 폐자원의 순환 개념도··· 4 <그림 1-2> 연구 체계도··· 15 제2장 <그림 2-1> 농축산 유기성 폐자원의 범위··· 19 <그림 2-2> 벼 부산물 발생량 추정··· 20 <그림 2-3> 벼 주산물과 부산물 평가액 동향··· 22 <그림 2-4> 축종별 가축분뇨 발생량(2015년) ··· 30 <그림 2-5> 국내 도축 부산물 처리 경로··· 38 <그림 2-6> 혈액처리 물질수지도··· 41 제3장 <그림 3-1> 사육기간 중 톱밥우사 유기물 함량 변화··· 47 제4장 <그림 4-1> 재활용의 효율적인 양··· 75 <그림 4-2> 외부효과와 재활용의 효율적인 수준··· 77 제5장 <그림 5-1> 자원순환기본법의 개요··· 97 제6장 <그림 6-1> 효율적 자원화를 위한 발전 목표와 방향··· 115 <그림 6-2> 전문가 분야별 효율적 자원화 발전방향의 우선순위··· 116 <그림 6-3> 전문가 분야별 정책지원 부문 세부 발전방향 우선순위·· 117<그림 6-4> 전문가 분야별 기술개발 부문 세부 발전방향 우선순위·· 119 <그림 6-5> 전문가 분야별 순환농업 기반구축 부문 세부 발전방향 우선순위··· 121 <그림 6-6> 전문가 분야별 산업화 촉진 부문 세부 발전방향 우선순위··· 124 <그림 6-7> 중요도-만족도 분석(IPA)의 사분면··· 127 <그림 6-8> 농축산 유기성 폐자원 자원화 방법별 IPA 분석 결과··· 131 <그림 6-9> 사분면 기준 변경에 따른 IPA 분석 결과··· 133
1.
연구의 필요성
급속한 산업화 이후 천연자원의 고갈과 환경 및 농업자원의 남용에 따라 지속가능한 자원의 확보가 인류 전체의 시급한 과제로 부각되었다. 이와 연관된 조치 중 하나로 OECD 회원국 등 세계 여러 나라의 자원순환형 체 제의 정착을 위한 다양한 노력이 다각도로 시도되고 있다. 우리나라 역시 환경 및 폐기물 관리 정책을 자원순환사회로 패러다임을 전환하였다. 이에 보조를 맞춰 농업 분야 또한 지속가능 농업, 농업 어메니 티의 보존, 농업환경 및 경관 정비, 깨끗한 농촌, 농촌관광 등을 핵심 가치 로 삼아 영농폐기물 관리, 처리와 재활용을 포함한 자원화 패러다임의 전 환이 필요하다. ‘자원순환’의 개념은 폐기물의 발생을 억제하고 발생된 폐기물을 적정하 게 재활용(에너지화 포함) 또는 처리하는 등 자원의 순환과정을 환경친화 적으로 이용·관리하는 것이다(환경부 2011). 현재 OECD 회원국인 독일과 일본 등은 자원순환정책을 적극 추진1하고 있으며, 우리나라도 ｢자원순환 기본법｣을 2016년 5월 29일에 제정·공포하여 2018년에 시행될 예정이다. 1 독일은 ｢순환경제 촉진 및 폐기물관리법｣(1996), 일본은 ｢순환형 사회형성 기 본법｣(2001) 및 ｢순환형 사회형성 기본계획｣(2006), 중국은 ｢순환경제촉진법｣ (2008)을 제정함(환경부 2011, 제1차 자원순환기본계획).‘지속가능 농업’ 기반 구축과 농업인 삶의 질 향상은 농업 분야의 시급하 고 중요한 이슈로서 이에 따른 농업·농촌 정책의 패러다임 전환이 필요하다. 환경을 고려한 최적 농업 생산 시스템의 전환과 농어촌다움이 유지·보전 되는 아름답고 쾌적한 환경·경관 조성 등(삶의 질 위원회)을 위해 영농폐 기물의 효율적 관리와 자원화 체계 구축이 필요하다. 국제적으로 폐기물의 해양배출 및 투기에 대한 규제가 강화되어 세계 각국은 폐기물의 육상처리 및 그 활용 방안을 다각도로 강구하고 있다. 그중 특히 유기성 폐자원의 에너지화, 농업적 활용 방안이 주목받고 있다. 1972년 런던 협약에 따라 해양오염 예방을 목적으로 특정물질의 해양투 기가 금지되었다. 협약 가입국은 총 87개국이며, 우리나라는 1993년에 가 입하였다. 이후 런던협약의 실효성이 문제되어 배출조건을 강화한 ’96의정 서를 채택하여, 2006년 3월에 발효됐으며 우리나라는 2009년 1월에 가입 하여 2월에 발효했다. 유기성2 폐자원은 발생 및 활용 등 다양한 부문에서 농업과 긴밀한 관계 가 있으며 원재료 간에도 관계가 밀접하다. 축산농가의 사육두수는 가축분 뇨의 해양투기가 금지되어 퇴·액비 등 적정처리량을 초과하여 사육할 수 없고, 음식물 쓰레기도 국내 총 비료 가능량, 나아가 총사료 수요량과 연관 이 깊다. 산림잔재는 이를 톱밥화해서 사용하는 퇴비생산업과 밀접하다. 결국 1차 농림축산물이 사용, 소비되고 남은 부산물이 다시 유기성 자원으 로 활용되어 에너지, 사료, 비료 등으로 순환하게 되는 것이다. 중요한 유기성 폐자원으로는 벼 부산물(2016: 9,455㎏/농가), 축산분뇨 (2015: 4,600만 톤 이상), 음식물류 폐기물(연간 520만 톤 이상), 유기성 오 니(발생량 불확실) 등 매우 다양하며 사용 용도 및 처리방식 면에서도 에너 지, 사료, 퇴비 등 다종·다양한 방식이 존재하며 더욱 발전하고 있다. 2 유기성 폐기물이란 일반 및 산업폐기물 중에서 유기물을 주체로 하는 폐기물을 의미함. 유기성과 무기성의 법적인 구분은 없으나, 유기성과 무기성의 구분은 유기물 함량이 기준임. 유기물 함량이 40%가 넘으면 유기성, 미만이면 무기성 으로 구분함(류순호 2000). 본 연구에서는 농축산부문의 유기성 폐자원에 대해 제2장 1절에서 보다 명확히 정의하고자 함.
특히, 농축산부문 부산물의 자원화를 포함하는 신재생에너지의 활성화 와 실용화가 적극 추진되고 있다. 전 세계 신재생에너지원 중에서 농축산 유기성 폐기물을 포함하는 바이오에너지는 2010년 72% 수준에서 2035년 에는 총 공급량의 52%를 차지하는 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. (산 업통산자원부 2016). 또한 새 정부의 주요 에너지 정책을 보면 2031년까지 원전, 석탄 발전비중을 70%에서 43%로 줄이고 신재생에너지 발전비율 20% 달성을 목표로 하고 있다. 그런데 이러한 유기성 폐자원의 관리와 처 리에 대한 명확한 법률적·제도적 방침은 명시되어 있지 않다. 전체적으로 ｢폐기물관리법｣에 명시된 ‘생활폐기물’ 또는 배출량에 따라 ‘사업장생활폐 기물’로 관리·처리하는 것이 원칙이다. 또한 정부 관리와 정책부서가 환경 부, 농림축산식품부 등 이원화되어 있고, 원천적으로 발생과 관리, 상호 간 연계처리와 자원화 등에 대한 체계화가 미흡한 것이 사실이다. 따라서 농 축산부문에서 발생하는 유기성 폐자원을 보다 효율적으로 관리하고 자원 화할 수 있는 종합적이며 체계적인 접근이 필요하다. 이를 위해 정책적으 로 뒷받침되어야 할 과제를 도출하고 체계적 추진 전략이 필요한 시점이다.
2.
연구의 목적
본 연구는 농축산물 생산과정에서 발생 및 배출되는 영농폐기물과 유기 성 폐자원의 적절한 관리와 활용 방안을 마련하고, 효율적 자원화 방안을 제시하며, 이와 관련된 제도 및 정책 개선 방안 등을 탐색하고자 한다. 농 축산 폐자원을 영농폐기물과 유기성 폐자원 등, 두 부문으로 나누어 개별 적 연구를 연차별로 각각 수행하고자 한다. 먼저 첫해인 2016년 연구에서는 농업생산 현장에서 발생 및 배출되는 영농폐기물의 수거와 처리 과정 및 재활용 현황을 실증 분석하여 자원화 강화 방안을 마련함으로써 효율적 관리 방안을 제시하고자 하였다. 또한 영농폐기물 재활용에 대한 경제성 분석을 통해 이에 대한 사회적 비용과편익을 면밀히 살펴보고, 영농폐기물 발생 저감과 투입 대체재에 대한 대 안을 검토하였다. 이와 더불어 유럽과 일본 등 해외 사례 분석을 통해 국 내 시사점을 살펴보았다. 이를 종합하여 영농폐기물의 효율적 관리 및 자 원화를 위한 개선 방안을 도출하고, 이와 관련된 제도와 정책에 대한 개선 방안을 제시하는 데 목적을 두었다. 둘째 해인 2017년 연구에서는 국내 주요 유기성 폐자원의 발생과 관리, 사용시스템에 대한 전반적인 검토와 문제 파악을 통해 효율적인 자원화 촉 진 방안을 강구하고자 한다. 국내 유기성 폐자원의 발생과 유통실태 등을 파악하고 국내외 유기성 폐자원의 관리체계를 검토하여 문제점과 개선 방 안을 도출하고자 한다. 주요 유기성 폐자원의 가공 소비 및 재활용에 대한 실태조사를 통해 유기성 폐자원을 원료로 하는 가공산업 및 재활용 촉진 방안을 도출하고자 한다. 이를 종합하여 주요 유기성 폐자원의 효율적 관 리 및 자원화 촉진을 위한 종합적인 방안을 제시하는 데 목적이 있다. <그림 1-1> 농업생산 및 유기성 폐자원의 순환 개념도
3.
선행연구 검토
영농폐기물과 유기성 폐자원을 활용한 자원화 연구는 그동안 다양하게 이루어져 왔으나 대부분이 사용 후 폐기물의 처리와 관리 및 제도 개선 부 문에 초점을 맞추거나 축산분뇨의 에너지화 등 특화 부문을 중심으로 수행 된 연구가 대부분이다.3.1. 영농폐기물 관련 연구
3.1.1.
영농폐기물의 수거 및 처리
영농폐기물 발생단계에서의 처리와 수거 등에 관한 연구는 강창용 외 (2002, 2004)가 수행한 두 연구가 대표적이다. 주요 폐영농자재인 폐비닐, 빈(폐) 농약병과 폐농기계에 대해 농가, 행정기관 한국자원재생공사(현 한 국환경공단)와 민간재활용업자 등을 대상으로 현황과 문제점 및 개선 방안 을 도출했다. 이를 통해 배출단계, 수거와 재활용단계 및 행정관리단계 등 각 단계별 문제점을 진단하고 일본, 미국 등 해외 사례에서 시사점을 도출 하여 폐영농자재의 효율적인 관리의 기본원칙과 방향 및 관리 체계를 제시 하였다. 또한 시설농업용 폐영농자재에 대해서도 동일한 연구를 수행하였 고, ‘마을 단위종량제’ 활용 방안 등 시설농업에서 발생하는 사용 후 영농 자재에 대한 효율적 처리 및 관리 방안을 제시하였다. 허장 외(2002)는 폐비닐의 발생량을 추정하고 폐비닐 발생의 원인과 문 제점 등을 살펴본 후 적정배출을 위한 농가의 실천 방안을 제시하였고 농 촌지역 개별 주체들 즉, 농업인, 지자체, 정부 부처와 언론 등을 위한 홍보 전략을 제시하였다. 이종수·이정삼(2004)은 폐농기계의 효율적 수거와 재활용을 위해 현장 실태조사를 실시해 폐농기계의 회수 처리 방법에 관한 문제점과 해체처리방 법 및 그 부품의 재활용 및 재사용 방안을 제시하였다. 김윤호 외(2007)는 영농폐비닐의 효율적 수거처리를 위한 방안 마련을 위해 영농폐비닐 발생량을 예측하고 최대 수거목표량을 설정해 영농폐비 닐의 효율적 수거체계를 검토하였으며, 이를 토대로 수거 및 처리 사업에 대한 민영화 타당성을 분석하여 제시하였다. 이수철 외(2012)는 영농폐기물과 슬레이트 및 임목폐기물 등 농촌폐기 물에 대한 수거와 처리 실태를 파악하고, 문제점을 진단해 영농폐기물의 민간 수거 활성화 석면폐기물의 지원 현실화와 농촌폐기물 수거 인프라 확 충 및 전문기관 육성 등에 대한 방안을 제안했다. 정회성·목진휴(2013)는 영농폐비닐과 폐농약용기의 현행 수거 및 처리 체계의 문제점을 대행업무 체계상의 문제점과 농가의 자발적 참여에서 발 생하는 문제점, 수거등급제 및 수거보상금 등 제도상의 문제점 등으로 구 분, 면밀히 분석하여 각 문제점별 개선 방안과 제도 보완점을 제시하였다.
3.1.2.
농촌환경 개선
허장·문순철·송미령(1999)은 농촌 지역 쓰레기 발생 현황과 관리 체계를 파악하고 도시 지역과의 비교 등을 통해 문제점을 진단하였으며, 국내외 사례를 검토하여 시사점을 도출한 후 농촌 지역 쓰레기 처리 방향과 정책 프로그램 개선 방안을 모색하였다. 임상봉·박윤호·이정환(2013)은 OECD 농업환경지표를 이용하여 우리나 라 농업환경지표와 농촌경관과의 관계를 검토하고 농업 환경오염 현황과 비닐하우스 영농폐기물 발생 및 관리 현황 조사 등을 통해 농촌 환경자원 관리의 문제점을 진단하고 이에 대한 관리 대책을 강구하였다. 마상진 외(2014)는 농어촌 지역 생활쓰레기 및 영농폐기물 등에 대한 현 황을 파악하고 이에 대한 문제점을 진단한 후 현행 폐기물관리정책에 대한 개선과제를 제시하였다.3.2. 유기성 폐자원 관련 연구
유기성 폐자원에 대한 연구는 주로 이를 활용한 에너지화 등 기술개발과 응용 부문에 대한 연구가 대부분이고, 이를 종합한 관리 체계 등에 대한 연구는 미미하다. 강창용 외(2006)는 농축산 부산물을 포함한 바이오매스 이용 실태 파악 과 문제점을 살펴보았고 해외 사례를 통해 시사점을 도출함으로써 바이오 매스의 이용 활성화를 위한 정책적 제도적 과제를 도출하였다. 김연중 외(2007)는 농림업부문 바이오매스의 이용 실태와 해외 사례 시 사점을 도출하였고, 바이오매스의 자원화에 따른 경제성 분석을 통해 정책 적 방향과 전략을 제시하였다. 윤영만 외(2009)는 양돈분뇨처리시설의 효율성을 높이는 기초자료를 확 립하고자 양돈 바이오매스의 자원화 방법별로 네 가지의 시설 유형을 구분 하고, 방생분뇨의 특성, 고액분리 여부, 자원화 시설 및 운전 특성을 고려 하여 자원화 유형별, 사육규모별 경제성을 평가하였다. 한상운 외(2013)는 하수슬러지, 가축분뇨, 음폐수의 에너지화에 대한 국 내외 현황을 살펴보고 국내외 관리체계와 에너지화 시설 운영실태를 분석 함으로써 유기성 폐자원 에너지화의 관리체계 구축 방안을 제시하였다. 조용철·박민지·유승훈(2015)은 유기성 폐자원화 기술개발 투자의 경제 적 파급효과를 산업연관 분석을 통해 계량적으로 평가하여 국민경제에 미 치는 생산 및 부가가치 유발효과 및 취업유발 효과 등을 계측하였다. 이지은·허승욱(2009)은 아산지역에서 발생한 가축분뇨를 전기 및 열에 너지 형태로 재이용하는 순환시스템과 그에 따라 발생되는 경제적·환경적 편익 및 이산화탄소 감소량을 추정하였다. 정민국 외(2011)는 가축분뇨 자원화 관련 기술개발 연구사업의 퇴비와 액비의 수요 증가 및 생산비 절감에 대한 기여도와 사회적 편익을 추정하 여 기술개발 연구사업의 경제적 타당성을 분석하였다. 김태성(2011)은 가축분뇨 발생 및 처리현황과 이에 따른 환경문제를 살 펴보고 가축분뇨 비료화의 경제적 가치와 가축분뇨 자원화 활성화 방안을 제시하였다.조승희(2012)는 가축분뇨 발생 및 자원화 현황과 전남지역 가축분뇨 자 원화 시설 운영 현황을 정리한 뒤 국내외 가축분뇨 자원순환 사례분석을 통해 가축분뇨 자원순환 활성화 방안을 제시하였다. 정민국·이형우·이용건(2012)은 지역 농협과 축협 간 자원순환농업 협약 을 체결한 지역을 중심으로 가축분뇨를 이용한 자원순환농업의 운영 실태 를 파악하고 자원순환농업 활성화를 위한 개선과제를 제사하였다. 송우진·김윤형·이용건(2012)은 총경지 수용능력을 고려한 가축분뇨의 지역별 배분 모형을 개발하여 지역별 잉여 분뇨량을 산출하고 그 제거 방 법을 제안하였으며 분뇨자원의 지역 간 이동 과정 및 비용 최소화를 위한 이동 계획을 제안하였다. 정민국 외(2013)는 가축분뇨를 활용한 자원순환농업의 개념 및 추진 현 황과 가축분뇨 자원화 연구사업의 경제적 효과를 분석하고, 가축분뇨자원 의 이용 활성화를 위한 지역 단위 가축분뇨 최적 배분 및 이용 모델을 개 발하여 지역 단위 자원순환형 축산정책 추진전략을 제시하였다. 허덕 외(2014)는 가축분뇨 자원화 우수사례 선정 기준을 설정하고 이를 토대로 공동자원화시설과 액비유통센터의 우수사례를 선정하여 가축분뇨 자원화 활성화를 위한 시사점을 도출하였다. 지인배·허덕·이용건(2014)은 가축분뇨가 환경에 미치는 영향과 이를 해 소하기 위해 친환경축산을 도입할 경우, 축산농가의 추가비용 부담이 축산 물 수급과 사회적 후생에 미치는 영향을 시나리오별로 분석하였다. 허덕 외(2015)는 가축분뇨 자원화 방법의 하나인 액비의 생산, 운반, 농 경지 환원에 이르기까지 종합적인 조사 분석을 통해 각 단계별 액비 관련 문제점과 개선 방안을 도출하였으며 액비 생산 및 이용의 우수 사례를 분 석하여 양질의 액비 환원 모델을 제시하였다. 유성희(2016)는 ｢가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률｣은 가축사육 제 한거리 관련 규정이 없고, 항생제 사용기준에 대한 규정이 없어 가축분뇨 자원화를 저해하고 있으므로 이에 대한 법적 정비가 필요하다고 강조하였다.
3.3. 선행연구와의 차별성
본 연구의 대상인 영농폐자재와 유기성 폐자원에 관련된 선행연구는 전 체 관리 체제를 효율적으로 재편하는 것이기보다는 폐기물의 수거와 처리 또는 에너지화 등 전문 분야에 국한된 연구가 대부분이다. 따라서 본 연구 는 영농폐기물 및 유기성 폐자원의 발생, 배출, 가공 및 재활용과 재사용 등 자원화를 위한 종합적이고 효율적인 관리체계 구축 방안을 마련하고자 한다. 또한 ‘자원순화사회’와 지속가능 농업에 대한 패러다임 전환에 부합 하는 새로운 패러다임의 제시 또한 새로운 시도이다. 이를 위해 영농폐기 물의 관리와 처리 등 전체 구조를 면밀히 조사 분석하고 필요한 경제성 분 석을 시행하여 종합적인 폐자원 자원화 방안 체계 및 새로운 패러다임에 부합하는 개선 방안을 제시하여 기존 연구와의 차별화를 도모하고자 한다.4.
연구범위와 방법
4.1. 연구범위
앞서 살펴본 바와 같이 본 연구는 2년에 걸쳐 농축산부문에서 발생 배출 되는 영농폐기물과 유기성 폐자원을 연구 대상으로 하고 있다. 2016년에 수행한 1차년도 연구에서는 영농폐기물 중 현재 정책대상 폐 기물인 농업용 필름과 안전성 문제가 지속적으로 대두되는 폐농약용기 및 잔여 농약에 대해서 면밀한 현장 조사와 분석을 통해 영농폐기물 배출, 배 출된 영농폐기물의 수거와 관리, 이후 재활용 및 자원화 등 처리까지 단계 별 현황과 개선 방안을 도출하였다. 2017년 2차년도 연구에서는 농축산부문에서 배출되는 유기성 폐자원은 매우 다양하나, 자원화 및 에너지화의 주요 대상인 폐기물과 부산물을 대 상으로 하고자 한다. 농산물부문 중 발생과 처리 부문에서는 가장 중요한벼 부산물인 볏짚과 왕겨, 미강 등 도정 부산물을 중심으로 살펴본다. 좀 더 정확한 농산물부문 에너지화 등 효율적인 자원화 추진을 위해 에너지 잠재량 추정이 필요하며, 이를 위해 주요 품목별 수확 후 잔재와 단순가공 부산물 일부(감귤박, 양파박 등)가 연구범위에 포함된다. 축산부문에서는 가축분뇨와 도축 과정 중 발생하는 비식용 부산물인 혈액을 중심으로 살펴 본다. 다만, 농축산부문에서 배출되는 중요한 유기성 폐기물인 과수 잔가 지, 임산폐기물과 오니 및 음식물 쓰레기(농축산부문으로 환원) 등은 본 연 구 대상에서 제외한다. <표 1-1> 주요 농축산 폐자원의 종류 구 분 1차년도: 영농폐기물 2차년도: 유기성 폐자원 경종 비닐(멀칭, 비료포대), 농약용기(병, 플라스틱, 봉지), 부직포, 육묘포트, 포장재 볏짚, 왕겨, 미강, 쇄미 등 미수확 농작물, 수확 후 잔재 시설농업 비닐(피복), 양액 및 배지 환경조절기 미수확 농작물, 수확 후 잔재 축산 사료포대, 포장재, 축산기계류 가축분뇨 기타 -산림잔재(임목폐기물) 음식물 쓰레기 유기성 오니(汚泥)
4.2. 주요 연구방법
4.2.1.
문헌 및 자료조사
이 연구의 목적인 농축산 유기성 폐자원의 효율적 자원화 방안 도출을 위해 국내외 유기성 폐자원 관련 현황과 제도 등을 우선적으로 살펴볼 필 요가 있다. 이를 위해 환경부, 농림축산식품부, 한국환경공단 등 유관기관 의 자료를 수집하여 우리나라 유기성 폐기물에 대한 제도와 현황 등을 분석하였다. 또한 발생량 등의 추정과 처리 방법 등을 위해 국내외 문헌과 논문 등 기존 연구결과를 활용하였다.
4.2.2.
설문조사 및 통계분석
주요 농산부문 폐기물인 볏짚과 밭작물 수확 후 부산물의 관리 실태 파 악을 위해 수도작 농가와 노지 및 시설작물 농가를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 아울러 유기성 폐자원의 종합적인 관리 및 정책 우선순위 결 정을 위해 전문가를 대상으로 AHP와 IPA 분석을 실시하였다. <표 1-2> 설문조사 응답자 현황 단위: 명 구분 품목 전화조사 온라인 조사 우편조사 합계 농가 수도작 250 875 1,125 노지 밭작물 50 50 시설 원예 50 50 전문가 85 85 합계 100 335 875 1,310 주요 농축산물을 1차 가공한 후 발생하는 부산물의 관리와 처리 실태 조 사를 위해 볏짚 수집 영농조합법인과 경영체, 주요 미곡종합처리장(RPC) 과 축산부산물가공협회 등을 방문 조사하였다. 아울러 이들 부산물을 이용 및 가공하는 자원화 시설, 일반 기업을 방문 조사하였다. 또한 지역 단위에 서 발생하는 가축분뇨, 음식물 쓰레기 등을 종합 처리 및 이용하는 에너지 자립마을(홍천, 완주)의 운영 현황에 대해 현지 조사를 실시하였다. 우리나라의 전반적인 사회 비용과 편익 분석을 통해 경제성 분석을 실시 함으로써 농축산 유기성 폐자원을 이용한 자원화의 가치를 논리적으로 규 명하고자 하였다.4.2.3.
원고위탁 및 정책 협의회
본 연구를 효율적으로 추진하기 위해 원고 위탁을 실시하였다. 주요 농 축산 폐자원의 자원화 기술 현황과 발전 방안, 주요 선진국의 농축산 폐자 원에 대한 관리 정책과 시사점 등을 위탁 연구로 실시하였으며, 활용결과 는 <표 1-4>에 나타나 있다. 농축산 유기성 폐자원의 관리와 자원화에 관한 현황 및 문제점 파악, 구 체적인 개선 방안 도출을 위해 전문가 및 정책 담당자들과 전문가 회의를 실시하였다. <표 1-3> 원고위탁 내용 제목 내용 위탁 및 자문기관 주요 농축산 폐자원의 자원화 현황과 발전 방안 ･ 주요 농축산 폐자원의 자원화 현황 ･ 자원화 발전 방안 윤영만 (한경대학교) 일본의 농축산 유기성 폐자원의 관리 정책과 시사점 ･ 일본의 유기성 폐자원의 관리 현황 ･ 일본의 관련 정책 현황 ･ 일본의 시사점 송주창 박사 (전북인력개발원) EU의 유기성 폐자원의 관리 정책과 시사점 ･ EU의 유기성 폐자원 관리 현황 ･ EU의 유기성 폐자원 정책 시사점 김용성 박사 (독일 Steillinger Moor) <표 1-4> 원고위탁 활용결과 제목 활용 주요 농축산 폐자원의 자원화 현황과 발전 방안 제3장 1절 반영, 부속보고서 1 일본의 농축산 유기성 폐자원의 관리 정책과 시사점 제6장 반영, 부속보고서 2 EU와 유럽 주요국 유기성 폐자원 관리 정책과 시사점 제6장 반영, 부속보고서 25.
주요 연구내용 및 체계도
5.1. 주요 연구내용
본 연구는 2016~2017년에 걸친 2년차 연구로 구성되어 있다. 1차년도에 는 영농폐기물에 주안점을 두었고, 2차년도에는 농축산부문에서 발생하는 유기성 폐자원의 자원화에 중점을 두었다. 1차년도 보고서는 총 7장과 부록으로 구성되어 있다. 제1장은 서론으로 연구의 필요성 및 목적, 범위와 내용 등을 기술하였다. 제2장에서는 전반 적인 우리나라 폐기물 관련 제도와 정책 등을 살펴보고, 구체적으로 영농 폐기물에 대한 법적 체계 및 관리시스템, 영농폐기물 관련 주체별 역할 등 을 종합적으로 정리하였다. 제3장에서는 영농폐기물의 발생, 처리 및 관리 현황 및 실태를 조사하여 농업 현장의 전반적인 문제점과 애로사항 등을 살펴보았다. 제4장에서는 영농폐기물 재활용 현황과 문제점, 경제성 분석 등을 기술했다. 제5장에서는 영농폐기물 투입 대체재의 개발 현황과 발전 방안을 언급하였고, 제6장에서는 해외의 영농폐기물의 관리 및 자원화 정 책과 시사점을 기술했다. 마지막 제7장은 영농폐기물 관리 및 자원화 주체 별 역할, 영농폐기물 발생 저감 개선 방안, 제도 및 정책 개선 방안으로 세 분화하여 효율적 자원화를 위한 개선 방안을 제시하였다. 2차년도에는 우리나라 주요 농축산 유기성 폐자원의 발생 현황과 자원 화 실태와 문제점에 대해 살펴보고 이를 이용한 경제성 분석을 통해 사회 적 편익을 도출하였다. 또한 현재 우리나라 유기성 폐자원의 자원화 제도 와 해외 사례를 통해 시사점을 살펴보고자 하였다. 이를 종합하여 유기성 폐자원의 효율적 자원화를 위한 기본방향과 개선 방안을 제시하고자 한다. 2차년도의 주요 연구내용은 다음과 같다.<표 1-5> 1차년도 주요 연구내용 제목 활용 ○ 영농폐기물 관련 정책과 관리제도 ･ 폐기물 관리 법적 체계 ･ 주요 폐기물 관리 정책 및 제도 ○ 영농폐기물의 발생 및 관리 현황과 문제점 ･ 영농폐기물의 발생 현황 ･ 영농폐기물의 처리 및 관리 현황 ･ 영농폐기물 관리 실태의 문제점 진단 ○ 영농폐기물 재활용 현황 및 경제성 ･ 영농폐기물 재활용 현황과 문제점 ･ 영농폐기물 재활용 경제성 분석 ○ 영농폐기물 저감 및 대체재 개발 현황과 발전 방안 ･ 영농폐기물의 저감 방안 ･ 영농폐기물 대체재 개발 현황과 발전 방안 ○ 해외 영농폐기물의 관리 및 자원화 정책 ･ 주요 유럽국가의 폐영농자재 관리 및 자원화 정책 ･ 일본의 폐영농자재 관리 및 자원화 정책 ･ 해외 자원화 정책의 시사점 ○ 영농폐기물의 효율적 자원화를 위한 개선 방안 ･ 폐영농자재 배출, 관리 및 자원화 주체별 개선 방안 ･ 폐영농자재 자원화 강화 방안 ･ 효율적 자원화를 위한 정책개선 방안 2차년도 보고서는 총 7장과 부록으로 구성되어 있으며 제1장 서론에 이 어 제2장에서는 농축산부문 유기성 폐자원에 대한 정의와 종류에 대해 알 아보고, 주요 유기성 폐자원의 발생 현황과 처리 실태를 살펴본다. 제3장 에서는 이를 이용한 유기성 폐자원의 자원화 기술현황과 최근 중요한 자원 화로 부각되고 있는 에너지화 현황 및 자원화의 문제점과 여건 변화에 대 해 살펴본다. 제4장에서는 유기성 폐자원을 이용한 자원화의 경제성 분석 을 통해 우리나라 사회 전체의 편익을 계측하여 자원화를 위한 논리적 근 거를 제시한다. 제5장에서는 국내외의 농축산부문 유기성 폐자원의 관리제 도와 자원화 정책에 대해 살펴보고 시사점을 기술한다. 제6장에서는 유기 성 폐자원을 이용한 효율적 자원화를 위한 종합적인 관리 체계를 구축하고 자 하였다. 이를 위해 효율적 자원화를 위한 기본방향과 개선 방안, 관련 주체별 역할과 연계시스템 구축 방안 및 제도 개선 방안에 대해 기술한다. 마지막 제7장은 전체적인 핵심 내용을 요약해 종합적인 결론을 도출한다.
5.2. 연구 체계도
1.
농축산 유기성 폐자원의 정의와 범위
1.1. 유기성 폐자원의 정의
｢자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률｣은 폐기물 중 재사용·재생이용 이 가능한 것을 ‘재활용 가능자원’으로 구분하고 있으며, 재활용 가능자원 으로부터 회수된 에너지 또는 에너지를 회수할 수 있도록 전환된 물질을 ‘폐자원에너지’라 정의한다. 따라서 재활용 가능자원 중에서 에너지 회수· 이용이 가능한 물질을 ‘폐자원’으로 정의할 수 있다. 2018년부터 시행될 ｢자연순환기본법｣은 폐기물 중 사람의 건강과 환경 에 유해하지 아니하고, 경제성이 있어 유상 거래가 가능하고, 방치될 우려 가 없는 것을 폐기물이 아닌, ‘순환자원’으로 정의하고 있다. 유기성 폐자 원의 정의는 명확하지 않으나 ｢폐기물관리법｣에서 규정하는 가연성폐기물 중에서 생물학적 변환 기술인 바이오가스화가 가능한 폐기물을 유기성 폐 자원이라 규정할 수 있다. 최근에 환경부에서는 폐자원 중에서 바이오매스 의 특성을 지니는 물질을 유기성 폐자원의 범위로 설정하였으며, 하수슬러 지, 음식물류 폐기물, 식품가공부산물, 가축분뇨를 유기성 폐자원으로 분류 하고 있다.용어 정의 재활용 가능자원 - 사용되었거나 사용되지 아니하고 버려진 후 수거된 물건과 부산물 중 재사용·재생이용할 수 있는 것[회수할 수 있는 에너지와 폐열(廢熱)을 포함] - 단, 방사성물질과 방사성물질로 오염된 물질은 제외 폐자원 에너지 - 고형연료제품, 폐기물합성가스 등 폐기물로부터 회수된 에너지 또는 에너지를 회수할 수 있도록 전환된 물질 - ｢동법시행규칙｣ 제1조의2(폐자원에너지) · 폐기물을 이용하여 만든 고형연료제품 · 폐기물을 이용하여 만든 매립가스, 바이오가스 및 합성가스 등 기체연료 · 폐기물을 이용하여 만든 정제연료유 및 재생연료유 등 액체연료 · 폐기물로부터 회수된 소각열(燒却熱)에너지 자료: ｢자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률｣ 제2조(정의). <표 2-1> 폐자원 등의 정의 용어 정의 순환자원 - 폐기물 중 제9조에 따라 환경부장관의 인정을 받은 폐기물이 아닌 물질 또는 물건 - ｢자원순환기본법｣ 제9조(순환자원의 인정) · 사람의 건강과 환경에 유해하지 아니할 것 · 경제성이 있어 유상(有償) 거래가 가능하고 방치될 우려가 없을 것 · 그 밖에 대통령령으로 정하는 순환자원의 기준을 충족할 것 자료: ｢자원순환기본법｣(2018. 1. 1. 시행) 제2조(정의). <표 2-2> 순환자원의 정의
1.2. 농축산 유기성 폐자원의 기준과 범위
유기성 폐자원의 정의에 따라 농축산 유기성 폐자원은 농축산부문의 바 이오매스의 특성을 지닌 물질로 에너지화를 통한 자원화가 가능하고, 퇴비 및 사료 등 순환자원으로 활용이 가능한 물질로 기준할 수 있다. 따라서 그 범위는 농산부산물, 가축분뇨, 임목잔재 등을 들 수 있고, 농산물의 상 품화 과정에서 발생하는 왕겨, 미강과 가축의 도축과정에서 발행하는 비식 용 부산물 등으로 정할 수 있다.폐자원 가연성폐기물 소각여열 영농폐기물 유기성 폐자원* *하수슬러지, 음식물류 폐기물, 식품가공부산물, 가축분뇨 등 농축산 유이성 폐자원 임지잔재 가축분뇨 농산부산물(초본, 과수) 해조류 바이오매스 <그림 2-1> 농축산 유기성 폐자원의 범위
2.
농산부문 주요 유기성 폐자원의 발생과 처리
2.1. 벼 부산물
2.1.1.
벼 부산물 발생 현황
벼의 부산물은 올곡인 벼를 수확할 때 나오는 볏짚과 벼를 도정공장으로 이송 후 정곡(쌀)을 만들 때 나오는 부산물인 왕겨, 미강(쌀겨), 싸라기와 미숙한 종자인 설미 등을 통칭한다. 최근 축산부문 사료화와 신성장 녹색 기술 실용화 및 부가가치 증진에 따라 볏짚을 포함한 벼 부산물에 대한 다 양한 수요와 관심이 높아지고 있다. 올곡인 벼에서 쌀인 정곡으로 도정하 는 과정에서 나오는 벼 부산물 등을 고려한 도정수율은 72% 수준으로 알 려져 있다. 정곡인 쌀을 제외하고 가장 많은 비중을 차지하는 것은 왕겨이 고, 다음이 쌀겨(미강), 쇄미(싸라기) 순이다.<표 2-3> 벼의 표준 도정수율과 부산물 현황 구분 조곡 정곡 왕겨 쌀겨(미강) 쇄미 기타 비율(%) 100.0 72.0 16.0 8.0 2.3 2.7 자료: 한상익(2012). “벼 부산물의 변신.”; RDA Interrobang; 농촌진흥청(2013). 표준 도정수율을 이용하여 벼 부산물별 발생량을 추정하면 다음과 같다. 벼 부산물 중 가장 비중이 높은 왕겨는 최근 90만 톤 정도 발생되었고, 쌀 겨는 그 절반인 45만 1천 톤, 싸라기는 13만 톤이며 기타 부산물은 15만 톤 정도 규모일 것으로 추정된다. 전체 벼 부산물 규모를 100%로 하면, 왕 겨는 55%, 쌀겨는 28%, 싸라기는 8%, 기타는 9% 정도 규모인 것으로 추 정된다. 2,500 천 톤 2,000 1,500 1,000 500 -2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 2016 기타 쇄미 쌀겨 왕겨 <그림 2-2> 벼 부산물 발생량 추정 주: 조곡생산량에 도정수율을 적용하여 추정한 수치임. 자료: 통계청(http://kostat.go.kr: 2017. 7. 15.).
통계청이 매년 발표하는 전국 벼 재배농가의 소득조사자료 중에서 벼 부 산물 통계를 통해 볏집 발생량을 살펴보았다. 통계 자료에서 논벼 주산물 은 당연히 벼이며, 논벼에서 얻어지는 부산물은 볏짚이 대부분인 것으로 추정이 가능하다. 전국 농가 평균 주산물 생산량은 2001년 7,900㎏에서 2016년 12,098㎏으로 크게 증가(53.1%)하였다. 부산물인 볏짚 역시 동기간 6,398㎏에서 9,455㎏으로 증가(47.8%)하였다. 이와 같이 논벼의 주산물과 부산물 생산량이 크게 증가한 것은 농가들의 평균 경작규모가 2001년 16,212㎡(4,904평)에서 2016년 23,832㎡(7,209평)으로 크게 늘었기(47%) 때문으로 분석된다. 이를 다시 단위면적인 10a당 수확량으로 살펴보면, 주 산물인 논벼는 2001년 717㎏에서 2016년 749㎏ 수준이고, 부산물인 볏짚 역시 동기간 각각 581㎏에서 585㎏으로 나타났다. <표 2-4> 논벼 주·부산물의 생산량 및 발생량 단위: ㎏ 구분 2001 2005 2010 2013 2014 2015 2016 농가 평균 주산물 7,900 7,379 7,556 10,680 11,048 11,890 12,098 부산물 6,398 6,206 5,964 8,625 9,003 9,460 9,455 10a 주산물 717 681 671 706 722 753 749 부산물 581 572 529 570 589 599 585 자료: 통계청(http://kostat.go.kr: 2017. 7. 15.). 농가 평균 생산량을 기준으로 주산물인 논벼의 증산에 비해 볏짚은 상대 적으로 더딘 성장세를 보이고 있으나, 최근 축산농가 등의 사료용 볏짚에 대한 수요가 확대되고 있다. 이에 따라 부산물인 볏짚의 가격은 크게 상승 하는 것으로 나타났다. 통계청의 벼 주산물과 부산물에 대한 평가액 조사 결과, 주산물인 벼의 농가당 평균 평가액은 2001년 11,305천 원에서 2016 년 13,285천 원으로 다소 상승(17%)한 반면, 볏짚의 동기간 평균 평가액은 234천 원에서 551천 원으로 크게 상승(135%)하였다.
<그림 2-3> 벼 주산물과 부산물 평가액 동향 자료: 통계청(http://kostat.go.kr: 2017. 7. 15.).
2.1.2.
농가의 볏짚 이용 현황
전국의 수도작 농가들이 볏짚을 어떻게 처리하고 용도는 무엇인지에 대 해 살펴보고 그에 따른 문제점은 무엇인지 파악하고자 설문조사를 실시하 였다. 한국농촌경제연구원의 전국 현지 통신원과 리포터 1,200명을 대상으 로 온라인(400명)과 우편조사(800명)를 병행 실시하였다. 볏짚은 축산농가의 조사료 확보를 위한 수요가 증가함에 따라 원형으로 결속한 후 곤포를 사용하여 완전히 랩핑하는 형태인 곤포사일리지로 처리 하거나, 수확과 동시에 콤바인을 이용해 절단 후 바로 논에 환원하는 방식 이 가장 일반적이다. 한국농촌경제연구원 농가조사결과 곤포 형태로 랩핑하는 수도작 농가는 전체의 과반이 넘는 56%이고 미결속하여 논과 밭에 뿌리거나 타 용도로 쓰는 농가는 44%인 것으로 조사되었다. 특히, 평야지역에 위치한 논의 경 우 61%의 농가가 원형으로 결속 후 곤포로 랩핑하고, 도시근교와 준산간지역 역시 각각 51%로 나타났으나, 산간지역의 농가는 상대적으로 낮아 42% 정도의 농가가 원형결속하는 것으로 조사되었다. <표 2-5> 지대별 수도작 농가의 볏짚 처리 단위: % 구분 원형결속 후 랩핑 미결속 계 도시근교 51.4 48.6 100.0 평야지대 61.0 39.0 100.0 준산간지역 50.9 49.1 100.0 산간지역 41.6 58.4 100.0 전체 56.0 44.0 100.0 자료: 설문조사 결과(현지 리포터 및 통신원). 랩핑작업은 주로 외부 전문업체(농업법인-경영체3- 등)에 의뢰하는 비중 이 86%로 높게 나타났고, 농가가 지자체 농기계를 임대하여 직접 작업하 는 비율은 11% 정도이며 상대적으로 규모가 큰 농가는 필요장비를 보유하 여 직접 작업하는 일부 농가도 있는 것으로 나타났다. 볏짚의 활용용도는 ‘자가 논 등에 퇴비’로 이용하는 비중이 51%로 가장 높게 나타났고, 외부에 판매하는 경우가 28%, 본인 가축의 사료로 쓰는 경 우는 17%, 이외 자가 축사의 깔짚이나 논, 혹은 밭의 퇴비용으로 이용하는 것으로 나타났다. <표 2-6> 농가의 볏짚 활용 단위: % 자가 논의 퇴비 본인 가축 사료 외부 판매 축사, 밭에 이용 계 전체 51.2 17.3 28.3 3.2 100.0 자료: 설문조사 결과(현지 리포터 및 통신원). 3 농림축산식품부의 ‘조사료생산기반확충사업’에서 조사료를 생산, 유통하는 농 업법인에 대해 ‘경영체’로 표기하며, 현장에서도 이와 같은 사업을 하는 영농 조합법인 등을 통칭하여 ‘경영체’라 칭함.
