牛のメタンを一つの排出源として扱うと、削減技術の適用範囲と測定設計がずれるおそれがあります。消化管内発酵によるメタンと、ふん尿から発生するメタンでは、生成条件も管理手段も異なります。『炭素削減を実証する技術とソリューション』第5章では、この区別を出発点として、畜産メタンの変動要因を説明しています。
概念と適用範囲を先に定める
個体測定と畜舎内の空気測定も、分けて解釈する必要があります。前者は特定の動物の排出を調べる条件を扱い、後者は複数の排出源が混在する空間の状態を扱います。測定結果を別の用途に転用するときは、それぞれの前提と代表性を確認しなければなりません。牛の頭数が同じだからといって、比較条件がすべてそろうわけではありません。飼育段階、摂取量、飼料組成、ふん尿管理の違いを記録して初めて、結果の原因を絞り込めます。データの量より先に、対象と条件を説明する情報が必要です。
牛の第一胃では、微生物が繊維質を分解して揮発性脂肪酸を作り、牛はそれをエネルギー源として利用します。発酵で生じた水素を消費する経路の一つがメタン生成です。水素の生成と利用のバランスが変わると発酵の様相も変わり得るため、メタン削減効果と合わせて消化、摂取、生産の成績を観察する必要があります。
消化管内発酵によるメタンは主に口や鼻から排出されるため、呼気捕集装置では頭部周辺のガスを測定します。GreenFeedは、誘引給餌で訪れた個体のガスを捕集します。ただし、給餌直後など特定の時間帯に観測が偏ると、1日の排出を代表しにくくなります。訪問・測定時刻の分布と捕集の品質を確認し、チャンバー法やトレーサーガス法には、それぞれの方法に応じた時間統合とサンプリング設計の原則を適用します。
個体差は特に重要ですが、見落とされがちです。同じ群れの中でも、個体ごとの排出量には大きなばらつきがあります。これは二つのことを意味します。少数個体の測定で群れ全体を代表させるには、精緻なサンプリング設計が必要であること。そして、低排出個体を選抜する育種が、長期的な削減手段になり得ることです。
ふん尿からのメタン排出は、有機物、温度、貯留期間、管理方法の影響を受けます。液状ふん尿を嫌気状態で長期間貯留すると、メタン生成が増えることがあります。ただし、密閉されているかどうかだけで大気への排出量を判断することはできません。生成したガスを回収・燃焼・利用するか、漏出や未燃焼の排出があるかも確認する必要があります。IPCCの方法論でも、管理方法ごとのメタン転換係数と回収メタンを区別して反映します。
貯留温度は、ふん尿のメタン生成に影響する変数です。温暖化に伴う排出変化を評価するときは、温度だけでなく、貯留期間、有機物と水分、処理方法、ガス回収の条件も合わせて考慮する必要があります。外気温の上昇率を、そのままふん尿排出の増加率に置き換えて計算することはできません。
ふん尿由来の排出には、メタンのほかに一酸化二窒素（N2O）もあります。一酸化二窒素はGWP100で見るとメタンよりはるかに強力な温室効果ガスで、窒素の処理過程で発生します。しかし、ここにはトレードオフがあります。メタン排出を減らすためにふん尿を好気的に処理すると、一酸化二窒素の排出が増えることがあります。反対に、嫌気性消化でメタンを回収すればメタンは減りますが、消化残渣の管理で別の排出が生じる場合があります。
現場適用の条件と限界
飼料添加物を投入した畜舎で、空気中のメタンを観測する場合を想定します。測定値には、ふん尿や屋外のバックグラウンドの影響も含まれる可能性があります。第一胃に作用する技術の効果を評価するには、測定境界とほかの排出源の影響を扱わなければなりません。畜舎内の空気の変化が、個体の排出変化と同じだと仮定することはできません。
飼料効率が改善し、同じ生産量をより少ない投入で得られれば、排出を減らせる可能性があります。ただし、メタン転換率、飼料生産時の排出、生産量の変化によって結果は異なるため、総メタン排出量と排出原単位が同時に減るとは断定できません。飼育期間、繁殖率、死亡率、飼料配合の変化も、生産成績と排出境界を対応させて評価します。
絶対量は定められた期間と境界における総排出量で、原単位は生産物単位当たりの排出量です。生産効率が上がって原単位が下がっても、生産規模が拡大すれば総排出量は増えることがあります。二つの指標を区別して示し、比較期間と生産物の定義をそろえる必要があります。総量目標と製品効率の評価は目的に応じて分けつつ、結果を併せて示せば、規模の変化と効率改善の関係を理解しやすくなります。
3-NOPは、メタン生成の酵素反応を抑制する飼料添加アプローチです。作用機序を説明することと、実際の給与条件で生じる効果を確認することは分けて考える必要があります。用量、飼料組成、摂取量、生産段階によって結果が変わる可能性があるため、試験条件も合わせて読みます。使用が認められる条件と安全性・生産性のデータを確認したうえで、適用範囲を判断する必要があります。
投資審査に必要な根拠
投資審査では、技術が介入する経路と、成果算定の境界が一致しているかを確認する必要があります。センサーの設置場所と測定対象が製品の説明に合っているか、ほかの排出源や個体差をどう扱ったかを確認します。装置を使用したという事実だけでは、代表性は確保されません。
生産性――増体、飼料効率、乳量、繁殖率。第5章で見たように、メタンとして失われていたエネルギーが生産に回れば改善する可能性がありますが、発酵が阻害されれば悪化する可能性もあります。理論上の期待ではなく、実測が必要です。
飼料添加を基盤とする削減の記録では、購入・配送、配合、実際の給与を結び付ける必要があります。どの製品をどの群れにいつ使用したか、中断した期間がいつかを確認できなければなりません。実際に給与したことの確認と、削減効果係数の根拠は別の資料なので、分けて管理します。記録があるという事実だけで、その農場の定量的な削減量が確定するわけではありません。
判断に残しておくべき基準
畜産メタンを正確に理解することは、削減手段を比較する基準になります。消化管内発酵とふん尿を分け、それぞれについて給与、飼育条件、管理方法の影響を検討する必要があります。技術の効果は、その適用範囲内で解釈してこそ意味を持ちます。
著者紹介
イ・ボンジュンは、西江大学校の技術経営大学院（MOT）を修了。Infitron Co., Ltd.で7年、Honeywellで20年、ガス計測分野に27年間従事し、サービスエンジニア、技術営業、チャネル管理の業務を担当した。現在はAI Safety Korea Co., Ltd.の創業者として、センサー・AI・データ分析を活用した畜産メタンモニタリングと測定・報告・検証（MRV）の仕組みを研究している。