소 메탄가스를 하나의 배출원으로 다루면 저감기술의 적용 범위와 측정 설계가 어긋날 수 있다. 장내발효 메탄과 분뇨에서 발생하는 메탄은 생성 조건과 관리 수단이 다르다. 『탄소감축을 증명하는 기술과 솔루션』 5장은 이 구분을 출발점으로 축산 메탄의 변동 요인을 설명한다.
개념과 적용 범위를 먼저 정한다
개체 측정과 축사 공기 측정도 분리해서 해석해야 한다. 전자는 특정 동물의 배출을 살피는 조건을, 후자는 여러 배출원이 섞인 공간의 상태를 다룬다. 측정 결과를 옮겨 사용할 때는 각각의 전제와 대표성을 확인해야 한다. 소의 마릿수만 같다고 비교 조건이 모두 맞는 것도 아니다. 사육 단계와 섭취량, 사료 조성, 분뇨 관리의 차이를 기록해야 결과의 원인을 좁힐 수 있다. 자료의 양보다 대상과 조건을 설명하는 정보가 먼저 필요하다.
소의 반추위에서는 미생물이 섬유질을 분해해 휘발성 지방산을 만들고, 소는 이를 에너지원으로 이용한다. 발효에서 생긴 수소를 소비하는 경로 가운데 하나가 메탄생성이다. 수소의 생성과 이용 균형이 바뀌면 발효 양상도 달라질 수 있으므로, 메탄 저감 효과와 함께 소화·섭취·생산 성과를 관찰해야 한다.
장내발효 메탄은 주로 입과 코를 통해 배출되므로, 호기 포집 장비는 머리 주변의 가스를 측정한다. GreenFeed는 유인 급이로 방문한 개체의 가스를 포집한다. 다만 급여 직후 등 특정 시간대에 관측이 치우치면 하루 배출을 대표하기 어렵다. 방문·측정 시각의 분포와 포집 품질을 확인하고, 챔버나 추적가스법에는 각 방법의 시간 통합과 표본 설계 원칙을 적용한다.
개체 차이는 특히 중요한데, 자주 간과된다. 같은 축군 안에서도 개체별 배출량 편차가 상당하다. 이는 두 가지를 뜻한다. 소수 개체를 측정해 축군 전체를 대표시키려면 표본 설계가 정교해야 한다는 것, 그리고 저배출 개체를 선발하는 육종이 장기적 감축 수단이 될 수 있다는 것이다.
분뇨의 메탄 배출은 유기물, 온도, 저장기간과 관리 방식에 영향을 받는다. 액상 분뇨를 혐기적으로 오래 저장하면 메탄 생성이 커질 수 있다. 다만 밀폐 여부만으로 대기 배출량의 크기를 판단할 수는 없다. 생성된 가스를 포집·연소·이용하는지와 누출·미연소 배출을 함께 살펴야 한다. IPCC 방법론도 관리 방식별 메탄전환계수와 회수된 메탄을 구분해 반영한다.
저장 온도는 분뇨의 메탄 생성에 영향을 주는 변수다. 온난화에 따른 배출 변화를 평가할 때는 온도뿐 아니라 저장기간, 유기물과 수분, 처리 방식 및 가스 회수 조건을 함께 고려해야 한다. 외기온 상승률을 분뇨 배출 증가율로 바로 바꾸어 계산할 수는 없다.
분뇨 경로에는 메탄 외에 아산화질소(N2O)도 있다. 아산화질소는 GWP100 기준으로 메탄보다도 훨씬 강력한 온실가스이며, 질소 처리 과정에서 발생한다. 그런데 여기에 트레이드오프가 있다. 메탄 배출을 줄이려고 분뇨를 호기적으로 처리하면 아산화질소 배출이 늘 수 있다. 반대로 혐기소화로 메탄을 포집하면 메탄은 줄지만 잔재물 관리에서 다른 배출이 생긴다.
현장 적용의 조건과 한계
사료첨가제를 투입한 축사에서 공기 중 메탄을 관측하는 경우를 가정하자. 측정값에는 분뇨나 외부 배경의 영향이 함께 포함될 수 있다. 반추위에 작용하는 기술의 효능을 평가하려면 측정 경계와 다른 배출원의 영향을 다루어야 한다. 축사 공기의 변화가 개체의 배출 변화와 동일하다고 가정할 수 없다.
사료효율이 개선되어 같은 생산량을 더 적은 투입으로 얻으면 배출을 줄일 여지가 생긴다. 다만 메탄전환율과 사료 생산 배출, 생산량 변화에 따라 결과가 달라지므로 총 메탄과 배출집약도가 동시에 감소한다고 단정할 수 없다. 사육기간·번식률·폐사율·사료 배합의 변화도 생산 성과와 배출 경계를 맞춰 평가한다.
절대량은 정해진 기간과 경계의 총배출량이고 집약도는 생산물 단위당 배출량이다. 생산 효율이 좋아져 집약도가 낮아져도 생산 규모가 커지면 총배출은 늘 수 있다. 두 지표를 구분해 표시하고 비교 기간과 생산물의 정의를 맞춰야 한다. 총량 목표와 제품 효율의 평가는 목적에 맞게 나누되 결과를 함께 제시하면 규모 변화와 효율 개선의 관계를 이해하기 쉽다.
3-NOP는 메탄생성의 효소 반응을 억제하는 사료첨가 접근이다. 작용 기전을 설명하는 일과 실제 급여 조건에서 나타나는 효과를 확인하는 일은 구분해야 한다. 용량과 사료 조성, 섭취량과 생산 단계에 따라 결과가 달라질 수 있어 시험의 조건을 함께 읽어야 한다. 사용 허용 조건과 안전·생산성의 자료를 확인한 뒤 적용 범위를 판단해야 한다.
투자 검토에 필요한 근거
투자심사에서는 기술이 개입하는 경로와 성과 산정의 경계가 일치하는지 확인해야 한다. 센서의 설치 위치와 측정 대상이 제품 설명과 맞는지, 다른 배출원과 개체 차이를 어떻게 처리했는지 살펴야 한다. 장비를 사용했다는 사실만으로 대표성이 확보되지는 않는다.
생산성. 증체, 사료효율, 유량, 번식률. 5장에서 본 대로 메탄으로 빠져나가던 에너지가 생산으로 전환되면 오히려 개선될 수 있지만, 발효 저해가 일어나면 악화된다. 이론적 기대가 아니라 실측이 필요하다.
사료첨가 기반 감축의 기록에서는 구매와 배송, 배합과 실제 급여를 연결해야 한다. 어느 제품을 어느 축군에 언제 사용했는지와 중단 구간을 확인할 수 있어야 한다. 실제 급여의 확인과 저감 효과 계수의 근거는 서로 다른 자료이므로 나누어 관리한다. 기록을 남겼다는 사실만으로 그 농장의 정량 감축량이 확정되지는 않는다.
판단에 남겨야 할 기준
축산 메탄의 정확한 이해는 저감 수단의 비교 기준을 만든다. 장내발효와 분뇨를 나누고 그 안에서 급여, 사육 조건, 관리 방식의 영향을 검토해야 한다. 기술의 효과는 그 적용 범위 안에서 해석할 때 의미가 있다.
저자 소개
이봉준은 서강대학교 기술경영대학원(MOT)을 졸업했다. 인피트론(주) 7년, 하니웰(Honeywell) 20년 등 가스계측 분야에서 27년간 서비스 엔지니어·기술영업·채널 관리 업무를 수행했다. 현재 에이아이세이프티코리아(주) 창업자로서 센서·AI·데이터 분석을 활용한 축산 메탄 모니터링과 측정·보고·검증(MRV) 체계를 연구 중이다.