200
Copyright © 2015 The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science pISSN:0374-8111, eISSN:2287-8815
서 론
현재세계적으로온실가스배출에의한지구온난화문제에 관심이지속적으로증가하고있으며
,
다양한산업으로부터발 생하는온실가스에대한정확한평가와배출량감소를위한노 력들이진행되고있다.
이러한노력으로서, 1997
년일본교토 에서개최된유엔 기후변화협약(United Nations Framework Convention on Climate Change: UNFCCC)
당사국 총회에 서채택된교토의정서에의하여의무감축국으로지정된선진 국에서는온실가스감축이산업전반에걸쳐중요한문제로대두되어많은연구가진행되고있다
.
특히, 2012
년시한이만료되는 교토의정서를대신할새로운협정을위하여
2009
년코 펜하겐에서제15
차유엔기후변화협약(UNFCCC)
당사국총 회가개최되었으나,
당사국들의이해관계가첨예하게대립되 어합의에이르지못하였으나, 2010
년멕시코칸쿤에서개최 된 제16
차유엔기후변화협약 당사국총회에서 기존코펜하 겐협약의 내용에합의하게되었다.
이협약에의하면우리나 라의경우의무감축국에선제외되었으나,
자발적제한관리국 으로선언하게되었다.
이러한자발적제한관리국선언에따 라 우리나라의 경우2013
년 이후부터 감축목표제시및 탄 소세도입을검토하고있어서우리나라또한산업전반에걸 쳐 온실가스배출을줄이는것이시급한문제로대두되었다.
전과정평가 방법에 의한 외끌이 대형기선저인망 어업의 온실 가스 배출량의 정량적 분석
이지훈·이춘우
1*·김지은
2전남대학교 해양기술학부, 1부경대학교 해양생산시스템관리학부, 2전남대학교 수산과학과
A Quantitative Analysis of Greenhouse Gas Emissions from the Danish Seine Fishery using Life Cycle Assessment
Jihoon Lee, Chun-Woo Lee
1
* and Jieun Kim2
Division of Marine Technology, Chonnam National University, Yeosu 550-749, Korea
1
Division of Marine Production System Management, Pukyong National University, Busan 608-737, Korea
2
Department of Fisheries Science, Graduate School, Chonnam National University, Yeosu 550-749, Korea
The fishing industry has a negative effect on the environment due to greenhouse gas (GHG) emissions with the high use of fossil fuels, the destruction of underwater ecosystems by bottom trawls, reduction in resources by fishing, and altered ecosystem diversity. GHG emissions from fisheries were discussed at the Cancún meeting in Mexico in 1992 and are part of the Kyoto protocol in 2005. However, few studies have investigated the GHG emissions from Korean fisheries. To find a way to reduce GHG emissions from fisheries, quantitative analysis of GHG emis- sions from the Korean fishery industry is needed. Therefore, this study investigated the GHG emissions from the Korean Danish seine fishery using the life cycle assessment (LCA) method. The system boundary and input pa- rameters for each process level are defined for the LCA analysis. The fuel-use coefficient of the fishery is also calculated. The GHG emissions from the representative fish caught by the Danish seine fishery are considered and the GHG emissions for the edible weight of fishes are calculated, considering consumption in different areas and different slaughtering processes. The results will help to understand the GHG emissions from Korean fisheries.
Key words: Life Cycle Assessment (LCA) method, Greenhouse gases emission, Danish seine fishery, Fuel use coef- ficient
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http://dx.doi.org/10.5657/KFAS.2015.0200 Korean J Fish Aquat Sci 48(2) 200-206, April 2015
Received 25 February 2015; Revised 3 April 2015; Accepted 7 April 2015
*Corresponding author: Tel: +82. 51. 629. 5891 Fax: +82. 51. 629. 5886
E-mail address: [email protected]
수산업에서의탄소배출문제는
1992
년멕시코칸쿤회의에 서책임어업의주요문제로제기되었고,
교토의정서상의무감 축국인선진국에서는수산업분야의온실가스감축에대한많 은연구가진행되어왔다.
특히,
현대어업에서의수산물생산 은생산된수산물의영양에너지에비해생산에소비되는에너 지양이높아실제적으로는에너지의손실이많은것으로지적 되고있다(Tyedmers, 2004; Ellingsen and Aanondsen, 2006).
수산업에서발생되는온실가스를감소시키기위한최근연 구로써
,
어업에서 소모되는에너지및탄소배출을 분석한연 구들(Tyedmers, 2001; Ziegler and Hausson, 2003; Thrane, 2004a, 2004b; Hospido and Tyedmers, 2005; Ziegler, 2007;
Pelletier and Tyedmers, 2007; Ellinsen et al., 2009; Schau et al., 2009; Winther et al., 2009; Ziegler et al., 2009)
이수 행되어왔으며,
연소기관및선형을개선시켜유류소모량을감 소시키는연구(Aanondsen, 1997; Sterling and Goldsworthy, 2007; Sterling and Klaka, 2007)
와수산업에서 사용되는에 너지효율을높이기위한연구(Curtis et al., 2006)
및 수치해 석방법을사용하여어구의유체역학적저항이가장적은형태 로어구설계를개선하여유류소모량을감소시키고자한연구(Prior and Khaled, 2009; Lee and Lee, 2010)
가진행되었다.
그러나,
우리나라의경우수산업의 온실가스 배출의정량 적분석에대한연구는다른선진국들에비해시작단계에있 다(Lee et al., 2010a, b).
우리나라의 국가온실가스 배출통 계는IPCC (intergovernmental panel on climate change)
가 제시한 기본적인 방법론에 주로 의존하여 추계되고 있 으며,
현재 우리나라에서 적용하고 있는IPCC guideline
의Tier 1
배출계수 값은연소기술을고려하지않고에너지소비에대한배출계수를적용하는 기본방법론으로
,
연소기술 과 실제사용하는 에너지원의 특성을반영하지 못하므로 실 제 배출량과 상당히 다른 결과를 초래할 수 있는 실정이다.
수산업에서의온실가스배출문제는환경오염측면뿐만이아 니라고유가시대에는수산업계에경제적인부담을가중시키 며,
온실가스배출로인하여앞으로야기될수있는수산물에 대한무역장벽을해소하기위하여서는수산업으로부터발생 되는온실가스의정량적평가에대한연구가시급한실정이다.
이논문에서는우리나라주요업종중외끌이대형기선저인 망어업으로배출되는온실가스량을전과정평가방법에의하 여정량적으로분석하여단위어획량당온실가스배출량,
식용 순중량당온실가스배출량,
연간온실가스배출량을도출하 고자,
연료소모계수를도출하였으며,
수산업에서의탄소배출 량분석에세계적으로통용되고있는ISO 14044
기반의전과 정평가(life cycle assessment, LCA)
방법을이용하여외끌이 대형기선저인망어업으로부터배출되는온실가스를정량적으 로분석하였다.
재료 및 방법
현재국제적으로산업활동에서발생되는온실가스를정량 적으로분석하기위한방법으로전과정평가
(LCA)
방법,
전과 정선별(life cycle screening, LCS)
방법,
계측기를통한시스템 분석방법들이사용되고있다(Lee et al., 2010a).
이연구에서 는위방법들중수산업에접목하기위하여세계적으로많은연 구가진행되고있는전과정평가방법을이용하여우리나라주 요어업중하나인외끌이대형기선저인망어업에대한온실가스배출량을
LCA
분석방법에의하여정량적으로분석하였다.
전과정 환경영향평가(LCA)
전과정환경영향평가는요람에서무덤까지의분석
(cradle to grave)
으로정의되고 있는LCA
는전과정(cradle to grave)
과 전과정중제품생산의특정과정들에대한해석(cradle to gate, gate to gate, gate to grave)
등으로나눌수있으며,
그정의는목 적에따라약간의차이가있다.
전자의경우,
원료획득에서부 터제품생산,
운송,
사용및폐기까지의제품의전과정에서환경에미치는영향을평가하는방법이다
(Park, 2004).
후자의경우
,
재활용단계혹은폐기물관리와같은단계를생략하고그 이전까지단계에서발생되는환경영향을평가하는방법이다.
LCA
방법의구성은목적및범위정위(goal and scope defini- tion),
목록분석(inventory analysis),
영향평가(impact assess- ment)
그리고결과해석(interpretation)
의4
가지의단계로이루 어진다(ISO, 2006).
첫번째요소인목적및범위정의의단계에서는연구의목적
,
범위,
기능단위등을정하여연구의범위및정도를설정하는 것이다. LCA
는그사용목적에따라수집하는자료,
분석방법,
결과가다르기때문에우선LCA
를어떠한목적으로사용할것 인가를명확히해야한다(Kim and Kim, 1995).
두번째요소인 목록분석의요소는상품,
포장,
공정,
물질,
원료및활동에의해 발생하는에너지및천연원료요구량,
대기오염물질배출,
수 질오염물질,
고형페기물과기타에대한기술적,
자료구축과 정이다.
세번째영향평가는목록에서제시된항목에가중치를 제시하는과정이다.
마지막요소인결과해석단계에서는LCA
결과를정책결정권자또는연구자에게결론과조언의형태로 전달시키는과정이다.
시스템 경계(System boundary)
외끌이대형기선저인망어업의
LCA
분석을위한해석의범위는앞서언급한것과같이특정과정들에대한해석
(gate to
gate)
방식을적용하였으며,
어획물의포장,
포장지의폐기및수산물의소비이후발생되는뼈등과같은폐기물에대한해 석은 이 논문에선 다루지않았으며
,
수산물의 어획,
유통 및 소비 형태에 따라3
가지의 시나리오로 시스템 경계를 구성 하였다(Yang et al., 2015).
첫번째 시나리오는어선이항구 에서 출항하여어장으로 이동및 어획활동을한 후,
어획물 을항구로운송하여하역된어획물을가공하지않고육상운 송수단을이용하여소비지까지운송하는데발생되는온실가스배출량을분석하는경계방법
(
시나리오1),
두번째시나리 오는어선이항구에서출항하여 어장으로이동및어획활동 을한후,
어획물을항구로운송하여하역된어획물을항구에 서가공하여육상운송수단을이용하여소비지까지운송하는 데발생되는온실가스배출량을분석하는 경계방법(
시나리오
2),
마지막시나리오로어선이항구에서 출항하여 어장으로이동및어획활동을한후
,
어획물을항구로운송하여하 역된어획물을가공하지않고소비지까지육상운송수단을이 용하여소비지까지운송하여가공하는데발생되는온실가스 배출량을 분석하는 경계 방법(
시나리오3)
으로 구분하였다.
육상운송은Euro 5 (European Commission, 2014)
기준을 충족시키는3.5-7.5
톤급클래스의디젤트럭을선정하여분 석하였다.
할당 방법(Allocation method)
전과정평가
(LCA)
를수행하기위한분석방법설정에는질량 할당(Mass-based allocation)
방법과경제적할당(economic al- location)
방법으로구분할수있다.
이논문에서는어획량과유 류사용량의질량을이용하였기때문에질량할당방법을적용 하였다.
질량할당방법은경제적할당방법이시간변동에따른 가격변동요소를고려하여야하기때문에경제적할당방법에 비하여보다안정적이며,
쉬운방법이기때문이다.
질량할당방법에의한어획량과유류사용량의상호관계를 아래의식으로나타내었다
(Schau et al., 2009).
y
ij= a
ij·
y
j(1)
∑
a
ikk
x
ij= y
ij=
a
ij·
y
j∑
a
ikk
=a
ij∑
a
ikk
a
ija
ij(2)
여기서
, a
ij는어선i
를이용하여어획된어종j
의질량(kg), y
ij 는어선i
를이용하여어종j
를어획할때사용된유류량(L), x
ij 는어선i
를이용하여어종j
를어획할때의유류소모계수(L/
kg)
이다.
어획량 데이터 및 유류 소모량 데이터
어획량데이터는농림수산식품부수산정보포털
(KFIP, 2014)
에서제공되는업종별연간어획량자료를사용하였으며,
유류 소모량데이터는면세유판매실적과유류소모량이동일하다 는가정하에서면세유판매실적(
수협유류관리사업부기준)
을유류소모량으로사용하였으며,
분석에는최근5
년간(2009
년-2013
년)
의자료를이용하였다.
총 중량 및 식용 중량 인벤토리 구축
일반적으로어획된어획물의총중량
(Round weight)
을모두 소비하지않고가공처리시설에서처리(slaughtering process)
를하던지,
소비자가직접처리를하여수산물의식용중량(ed- ible weight)
을소비한다.
이러한이유로수산물의단위어획량 당발생되는온실가스량뿐만아니라단위식용중량을생산하 는데발생하는온실가스량을정량적으로분석하였다.
이때어 획물의총중량과식용중량의상관관계를도출하기위하여최 근5
년간외끌이대형기선저인망에의하여어획된어종을분석 하여주요어획종3
종(
눈볼대: 13%;
민어: 12%;
아귀: 11%)
에 대하여2014
년7
월30
일, 8
월22
일에여수수산물공판장에서 각10
미씩샘플링하여조사·
분석하였다.
처리과정 인벤토리 구축
어획된수산물을소비자가이용하기위하여서는내장제거및 기타손질과정
(slaughtering process)
을하여야한다.
이때처리 과정의주요인벤토리로수돗물사용량과전기사용량이존재한 다.
이두가지인벤토리를구축하기위하여국내수산물가공 업체3
곳의1
년간자료를확보하여월평균생산량(ton),
월평 균수돗물사용량(kiloliter)
및월평균전기사용량에대한자료 를산출하였으며,
주요어종에대하여단위식용중량생산에소요되는수돗물사용량
(L)
과전기사용량(kwh)
를도출하였다.
전과정 평가(Life Cycle Assessement, LCA) 도구
업종별온실가스배출량을분석하기위한방법으로네덜란드PRé Consultants
의SimaPro V8.0.4
를이용하였으며, LCA
를 수행하기위한기초적인목록(life cycle inventory: LCI)
은스 위스LCI
센터의ecoinvent
를이용하였다.
또한환경에영향을 주는정도의크기를분석하는방법으로는Impact 2002+
를이 용하여전과정평가를수행하였다.
결과 및 고찰
단위 어획량당 및 연간 온실 가스 배출량
전과정평가를수행하기위하여
,
최근5
년간의어획량데이터(Fig. 1a)
와면세유판매실적(Fig. 1b)
을기준으로유류소모계 수를질량할당(Mass-based allocation)
방법을이용하여계산 한결과를Table 1
에나타내었다.
단일 업종 내에서 어종별 어획 노력량은 동일하기 때문에
Table 1
에제시된유류소모계수를단일업종의다양한어종에동일하게적용할수있다
.
도출된유류소모계수와해상에서어획물운반에소요되는얼
음요소를포함하여전과정평가방법으로최근
5
년간(2009-
2013
년)
의외끌이대형기선저인망에의하여단위어획량을부 두에하역하기까지발생되는온실가스와연간온실가스배출량을계산하여
Fig. 2
에나타내었다.
이때해상에서어획후부두까지어획물을얼음에의한빙장방법을통하여운송되는것
으로분석하였으며
,
일반적으로어획물1 kg
당사용되는얼음 의양은700-800 g (
대형선망수협, Personal communication)
이 며,
계산에는중간값인750 g
을사용하였다.
단위어획량당온실가스배출량은
3.49-4.22 kg CO
2eq.
로분 석되었으며,
연간온실가스배출량은4.4-5
만톤CO
2eq.
로분석되었다
.
단위어획량당온실가스배출량은2010
년최저치를보였으나이후서서히증가하는경향을나타내었다
.
연간온실가스배출량또한단위어획량의증가추세와더불어
2010
년에최저치를보인후서서히증가하는추세를보여주었다
. 총중량과 식용 순중량의 관계 및 처리과정 인벤토리
선택된어종인눈볼대
,
민어,
아귀의샘플링조사및분석을통하여눈볼대
,
민어,
아귀의경우단위식용순중량생산을위하 여소요되는총중량은각각1.198, 1.212, 1.132 kg
으로분석되 었다.
또한,
조사된가공과정에서소요되는수돗물과전기사 용량을눈볼대,
민어,
아귀의총중량과식용순중량의상관관 계에적용하여단위식용순중량을생산하는데소요되는수돗 물과전기사용량을도출하였다(Table 2).
Scenario 1-3에 따른 온실 가스 배출량 분석 시나리오 1
우리나라수산업의수산물소비형태에따라앞서제시된
3
가 지의시나리오를가진시스템경계중첫번째시나리오인어획 물을항구에양륙한후,
가공처리를하지않은상태로이연구에서선택된소비지인부산
(
항구에서10 km)
과서울(
항구에서410 km)
로육상운송수단에의하여운송하였을때최종소비Fig. 1. Annual production (a) and annual fuel consumption (b) by danish seine fishery during 2009 to 2013.
Table 1. Fuel use coefficient for danish seine fishery during the period 2009-2013
Type of
fishery Fuel consumption coefficient per unit catch (L/kg)
2009 2010 2011 2012 2013
Danish
seine 1.32 1.09 1.21 1.28 1.31
Table 2. Consumption of electricity and tap water for slaughtering 1 kg edible weight of blackthroat seaperch Doederleinia berycoi- des, brown croaker Miichthys miiuy and monkfish Lophiomus setigerus
Type of
fishery Species Consumption of electricity
(kwh/kg)
Consumption of tap water
(L/kg)
Danish seine
Blackthroat
seaperch 0.048 33.651
Brown
croaker 0.049 34.044
Monkfish 0.046 31.800
Fig. 2. GHG emissions for producing 1 kg of round weight fish at landing port (a) and annual GHG emissions from danish seine fish- ery (b) from 2009 to 2013 (Solid bar: GHG emissions for produc- ing 1kg of round weight of fish, dot line: annual GHG emissions).
지까지어획물이도달하는데발생되는온실가스배출량을정 량적으로분석하였다
(Fig. 3).
최종소비지인부산과서울로육상운송수단에의하여운송 하였을때소비지에도착하는데까지배출되는총온실가스배 출량을분석하였으며
,
이때운송수단은Euro 5
기준을충족시키는
3.5-7.5
톤급클래스의디젤트럭을선정하여분석하였다
.
가공처리를거치지않은단위중량을두곳의소비지까지 운반하는과정에서배출되는온실가스량은부산,
서울까지각 각0.00456, 0.187 kg CO
2eq. (kg of CO
2equivalents: IPCC
2007)
만큼발생되었다.
동일지역으로운송되는단위중량의어획물은연도별에따른유류소모계수에가장큰영향을받는 것으로나타났다
.
시나리오 2
수산물소비형태에따른두번째시나리오를가진시스템경 계인어획물을항구에양륙한후
,
항구에서어획물을가공처리 하여최종소비지인부산과서울로육상운송수단에의하여운 송하였을때어획물이최종소비지까지도달하는데발생되는 온실가스량을정량적으로분석하였다.
어획종의가공처리에소요되는수돗물과전기사용량은앞서도출된결과
(Table 2)
를적용하여분석하였다
(Fig. 4).
분석결과
,
눈볼대,
민어,
아귀가가공처리되어단위식용순 중량을두곳의소비지까지운송되기때문에시나리오1
과운송 과정에서배출되는온실가스량은동일하였다.
다만,
가공처리 과정에서발생되는온실가스량이부가되어시나리오1
의경우 보다최종소비지에어획물이운송되었을때가공처리과정에 서배출되는온실가스량만큼배출량이높았다.
시나리오 3
마지막시나리오를가진시스템경계인어획물을항구에양륙
Fig. 3. GHG emissions for 1 kg round weight of fishes caught by danish seine at the different consuming areas (Busan and Seoul) from 2009 to 2013.
Fig. 4. GHG emissions for producing 1 kg edible weight of black- throat seaperch Doederleinia berycoides (a), brown croaker Miich- thys miiuy (b) and monkfish Lophiomus setigerus (c) caught by danish seine at the different consuming areas (Busan and Seoul) from 2009 to 2013.
한후
,
항구에서어획물을이연구에서선택된소비지인부산과서울로육상운송수단으로배송하여단위식용중량
1 kg
을가공처리할경우최종적으로배출되는온실가스량을정량적으 로분석하였다
(Fig. 5).
분석결과
,
외끌이대형기선저인망에의하여어획되는 주요 어획종인분볼대,
민어,
아귀의경우1 kg
의식용순중량을생 산하기위하여각각총중량1.198, 1.212, 1.132 kg
을소비지로 육상 운송하는 과정에서 어종별 각각
(0.00546, 0.224 kg
CO
2eq. ;
부산,
서울) (0.00553, 0.227 kg CO
2eq. ;
부산,
서울), (0.00516, 0.212 kg CO
2eq. ;
부산,
서울)
의온실가스가배출 되었다.
외끌이기선저인망의주요어획종인눈볼대,
민어,
아 귀의경우단위식용순중량을생산하는데필요한총중량측 면에서큰차이가없어운송과정에서배출되는온실가스량또 한큰차이를보이지않았다.
또한소비지에운송된후가공처 리과정에서배출되는온실가스량은눈볼대,
민어,
아귀가각 각0.006288, 0.006365, 0.005945 kg CO
2eq.
를배출하였다.
이논문은전과정평가방법에의한외끌이대형기선저인망의 온실가스배출량에대한정량적분석에관한연구로서
,
최근5
년간의생산량및에너지사용실태를조사하여유류소모계수 를도출하고,
국내수산물소비패턴을고려한시스템경계를도 출하였다.
또한가공과정및소비지역에따른요소를고려하 여3
가지의시나리오로온실가스배출량을정량적으로분석하였다
.
단위어획량당배출되는온실가스량은3.49-4.22 kg
CO
2eq.
로분석되었으며,
연간온실가스배출량은4.4-5
만톤 의CO
2eq.
가배출되는것으로분석되었다.
시나리오2
와3
에 따른온실가스배출량을분석한결과,
시나리오2
의경우보다 시나리오3
의경우가보다많은온실가스를배출하였다.
이것 은식용순중량을생산하기위하여보다많은총중량을육상 운송으로최종소비지까지운반이필요하기때문에운송과정 에서보다많은배출량이발생되는것으로분석되었다.
따라서,
시나리오1
과2
에의한방법으로최종소비지까지어획물을운 송하는것이온실가스배출량측면에서보다효율적시나리오 로분석되었다.
시나리오
2
와3
의결과로부터수산업에서온실가스배출량 감소를위한방안으로는해상활동에서어획활동및어장이동 에따른유류소모를감소시키는다양한방법(
즉,
저탄소형어 구사용,
선형개선,
추진기개선,
정확한어탐기술확보등)
과 육상활동중식용순중량의생산에있어어획물을하역하는양 륙항근처에서가공과정을거친후최종소비지로육상운송수 단을통하여육상운송과정에서배출되는온실가스량을감소 시켜야할것으로판단된다.
사 사
이논문은
2013
년도전남대학교학술연구비지원에의하여연구되었음
Fig. 5. GHG emissions for producing 1 kg edible weight of black- throat seaperch Doederleinia berycoides (a), brown croaker Mi- ichthys miiuy (b) and monkfish Lophiomus setigerus (c) caught by danish seine, including slaughtering process at the consuming areas (Busan and Seoul) from 2009 to 2013.
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