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ISSN : 2093-5919 (Print) / 2586-2782 (Online)
ISSN : 2093-5919 (Print) / 2586-2782 (Online)
[ Article ] | |
Journal of Climate Change Research - Vol. 15, No. 6, pp. 1129-1148 | |
Abbreviation: J.Climate Change Res. | |
ISSN: 2093-5919 (Print) 2586-2782 (Online) | |
Print publication date 31 Dec 2024 | |
Received 23 Oct 2024 Revised 19 Nov 2024 Accepted 16 Dec 2024 | |
DOI: https://doi.org/10.15531/KSCCR.2024.15.6.1129 | |
농업 에너지 부문 온실가스 및 대기오염물질 배출량 산정방법 개선에 관한 연구 | |
*(주)이아이랩 연구사업본부장 | |
**(주)이아이랩 연구원 | |
***(주)이아이랩 팀장 | |
****한국정밀농업연구소 연구소장 | |
*****(주)이아이랩 대표이사 | |
Improving the calculation method of GHG and air pollutant emissions in the agricultural energy sector | |
Park, Geonjin*, † ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | |
*Head of Research Division, EI LAP INC., Gunpo, Korea | |
**Researcher, EI LAP INC., Gunpo, Korea | |
***Team Leader, EI LAP INC., Gunpo, Korea | |
****Director of Research, Korea Precision Agriculture Research Institute, Suwon, Korea | |
*****CEO, EI LAP INC., Gunpo, Korea | |
Correspondence to : †hotan@eilap.com (Rm1107-103, SK Ventium, 166, Gosanro, Gunposi, Gyeonggi-do, 15850, Korea. Tel. +82-31-429-7334) | |
Funding Information ▼ |
Recently, in addition to existing greenhouse gases (GHG), analysis and evaluation of short-lived climate forcers (SLCF) that affect climate change have become important, and the need for integrated management has emerged to achieve carbon neutrality. However, in the domestic agricultural energy sector, there are differences in the classification systems and activity data applied to the inventory of GHG and air pollutants, making it difficult to link them. In other words, if we consider the correlation between GHG and air pollutants emitted simultaneously when using fuel, a detailed inventory requires the use of the same source classification system and activity data. This study aimed to create an inventory by calculating GHG and air pollutant emissions based on the same activity data from the agricultural energy sector. The classification system was based on agricultural machinery as prescribed by relevant laws and regulations, and the activity data were those of tax-free oil. The inventory created based on the results of this study is expected to be utilized for efficient integrated management of carbon neutrality and air improvement policies in the relatively undervalued agricultural energy sector.
Keywords: Agricultural Machinery, GHG Emissions, Air Pollutant Emissions, Co-Emitted Species |
기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental panel on climate change, 이하 IPCC)에서는 기후변화에 영향(온실 효과 또는 냉각 효과)을 미치는 주요 대기오염물질인 일산화탄소(CO), 질소화합물(NOx), 비메탄휘발성유기화합물(Non methane volatile organic compounds, 이하 NMVOCs), 이산화황(SO2)을 간접 온실가스(Precursor gases)로 정의하고(IPCC, 2006), 2015년 유엔기후변화회의(2015 United nations climate change conference; COP 21)에서는 파리협정을 채택하고, 간접 온실가스 배출량 관련 정보를 제출하도록 권고하였다(UN, 2015). 그리고 61차 IPCC 총회(61st Session of the IPCC)에서는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 비메탄휘발성유기화합물(NMVOCs), 이산화황(SO2), 암모니아(NH3), 무기탄소(BC) 및 유기탄소(OC), 먼지(PM) 등 7개 단기체류 기후변화 원인물질(Short-Lived Climate Forcers, 이하 SLCF)에 대한 인벤토리 작성 방법론에 대한 보고서 개요1)를 승인하였다(IPCC, 2024). 이러한 세계적 흐름에 따라 국내에서도 간접 온실가스 배출량을 산정하는 등 배출량 통계 산정범위를 확대 추진 중이다(Korean Government, 2020).
즉, 탄소중립을 위해서는 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O) 등 지구온난화에 직접적으로 영향을 미치는 온실가스 외에도 간접 온실가스인 단기체류 기후변화 원인물질(SLCF)에 대한 관리와 평가도 매우 중요해지고 있다. 따라서 연료 연소 시 동시에 배출되는 온실가스와 대기오염물질의 연관성을 고려한다면, 배출원 분류체계와 활동자료를 동일하게 적용하여 인벤토리를 작성하고, 활용하여야 온실가스와 대기오염물질 감축 관련 정책의 효율적 추진 및 이행·평가가 가능하다. 일례로 유럽환경청(European Environment Agency, 이하 EEA)에서는 배출량 산정 방법론별로 동일한 배출원 분류체계를 기준으로 동일 활동자료 기반의 온실가스 및 대기오염물질 배출계수를 제시하고 있다(EEA, 2019).
그러나 국내 온실가스 및 대기오염물질 배출량 산정 방법은 배출원 분류체계와 적용하는 활동자료에 차이가 있어 상호 연계하여 분석하거나 통합 관리하기에는 한계가 있다. 현재 연료 연소로 인한 온실가스 배출량은 ‘연도별 에너지통계연보’의 부문별 연료 소비량을 활동자료로 활용하고 있고(Greenhouse gas inventory and research center of korea(이하 GIR), 2024), 대기오염물질 배출량은 배출원별 연료 소비량을 활용하여 산정하는 방법(고정 배출원 대상)과 등록대수, 출력, 가동시간 등을 활동도 자료를 활용하여 산정하는 방법(이동 배출원 대상)을 혼용하고 있다(National Air Emission Inventory and Research Center(이하 NAIR), 2023).
농업 에너지 부문의 배출량 산정도 동일한 상황이다. 특히 온실가스 배출량은 국가 에너지 관련 통계 자료의 한계로 세부 분류체계 없이 농업/임업/어업 부문으로만 분류되어 추정된 연료 소비량을 활용하여 산정2)하고 있다. 대기오염물질 배출량은 고정 배출원의 경우 비산업연소_농업·축산·수산업시설로 분류되어 연료별 소비량을 적용하여 배출량을 산정하고, 이동 배출원의 경우 8개의 농업기계만을 대상으로 농업기계별 등록대수와 작업시간3)을 활동도 자료를 활용하여 배출량을 산정하고 있어 개선이 필요한 상황이다.
따라서 본 연구에서는 선행 연구에서 적용한 일부 작물 및 축종을 대상으로 표본 조사하여 산정하는 방법 대신 연료 연소로 온실가스 및 대기오염물질을 배출하는 배출원을 중심으로 분석하고자 관련 법령 등에서 규정하고 있는 농업기계 범위 및 종류를 기준으로 배출원 분류체계를 설정하고, 농업용 면세유 배정 및 공급실적 등을 활동자료로 활용하여 농업기계 운행으로 인한 온실가스 및 대기오염물질 배출량을 산정하였다.
정부에서는 농업의 생산성 향상과 농가 경영 개선을 위하여 관계 법령에 의거, 지속적인 농업기계 개발과 보급사업을 추진하고 있으며, 현재 농업 부문에서 사용되고 있는 농업기계의 종류는 매우 다양하다. 「농업기계화 촉진법」 제2조1항에 따르면, ‘농업기계’는 농림축산물의 생산, 처리작업, 환경 제어와 자동화 등에 사용되는 기계·설비 및 그 부속 기자재로 광범위하게 정의되어 있다. 「동법 시행규칙」 [별표 1]에서 농업기계를 40종 이상으로 명시4)하고 있으며, 「농업용 면세유 공급 및 관리규정」 제3조에 따라 면세유 공급대상으로 지정된 농업기계도 42종으로 규정5)6)되어 있다.
그러나 Table 1에서 보는 바와 같이 관계 법령에 규정되어 있는 ‘농업기계의 종류’와 비교하여 ‘농업기계 보유 현황 및 이용실태 조사’ 등 관련 통계에서는 몇몇 주요 농업기계만을 조사 대상으로 선정하여 통계 자료가 생산되고 있다. 즉, 농업기계 운영에 따른 배출량 산정 과정에서 현행 통계자료를 활동자료로 적용하여 배출량을 산정할 경우 조사 대상이 아닌 농업기계의 연료 소비량, 작업시간 등이 포함되지 않기 때문에 결국 온실가스 및 대기오염물질 배출량은 낮게 산정될 수 밖에 없다.
A1), 2) | B1), 3) | C4) | D5) | E6) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
1 | Tractor | ○ | ○ | ○ | ○ | |
2 | Tractor protective structure | |||||
3 | Combine | ○ | ○ | ○ | ○ | |
4 | Rice transplanter | ○ | ○ | ○ | ○ | |
5 | Vegetable transplanter | ○ | ○ | |||
6 | Agricultural heater | ○ | ||||
7 | Crop dryer | ○ | ○ | ○ | ||
8 | Low-temperature storage | |||||
9 | Household rice mill | |||||
10 | Crop transport vehicle | ○ | ○ | |||
11 | Agricultural loader | ○ | ||||
12 | Agricultural excavator | ○ | ||||
13 | Multipurpose cultivator | ○ | ○ | ○ | ||
14 | Fertilizer applicator | ○ | ||||
15 | Grain dryer | ○ | ○ | ○ | ||
16 | Aerial work platform | ○ | ||||
17 | Spouter | ○ | ○ | ○ | ○ | |
18 | Shredder | ○ | ||||
19 | Sawdust maker | |||||
20 | Crop washer | ○ | ||||
21 | Mower | ○ | ||||
22 | Power weeder | ○ | ||||
23 | Agricultural lift | |||||
24 | Trailer | |||||
25 | Agricultural baler | |||||
26 | Crop binding machine | ○ | ||||
27 | Power cutter | ○ | ||||
28 | Bale wrapper | |||||
29 | Harvester | ○ | ○ | |||
30 | Tiller | ○ | ○ | ○ | ○ | |
31 | Heating feed mixers | ○ | ||||
32 | Seeder | ○ | ○ | ○ | ||
33 | Feed dispenser | |||||
34 | Crop peeler | ○ | ||||
35 | Thresher | ○ | ○ | |||
36 | Crop sorter | |||||
37 | Auxiliary equipment | |||||
38 | Agricultural drone | ○ | ○ | |||
39 | Environmental control system | |||||
40 | Crop packaging machine | |||||
Other | Agricultural cargo vehicle, Agricultual ship, Mushroom cultivation sterilizer, Furrow, Soil pulverizer, Soil breaker, Water pump | Water pump |
산업화 과정을 거치면서 농림업 부문이 국가 경제에서 차지하는 비중은 점차 감소하고 있으며, 화석연료 사용으로 인한 온실가스 및 대기오염물질 배출량도 지속적으로 감소하고 있는 것으로 공표되고 있다. 농림업 부문에서 연료 연소로 인한 온실가스 배출량은 2002년 6.70백만톤 CO2eq.에서 2021년 1.41백만톤 CO2eq.로 감소하였으며(GIR, 2024)7), 대기오염물질 배출량은 2011년 CO 8.64천톤, NOx 22.10천톤, VOC 2.09천톤, SOx 9.07천톤에서 2021년 CO 7.42천톤, NOx 18.53천톤, VOC 1.83천톤, SOx 0.41천톤 등으로 감소하였다(NAIR, 2013, 2023)8).
그러나 Fig. 1과 같이 연도별 온실가스 배출량과 ‘농업기계용 면세유 공급실적(MAFRA, 2023)’ 추이와 비교할 경우 ’13년까지는 유사한 감소 추세를 나타내고 있으나 ’14년부터 면세유 공급실적 대비 온실가스 배출량이 급감한 것으로 분석되었다. 이러한 차이가 발생한 원인은 2008년 금융위기 이후 지속적 국제유가 상승 영향에 따른 농업 에너지 부문의 전기화(Electrification) 추세와 농업용 면세유 제도의 지속적 개편9), 농림어업으로 통합하여 조사하는 현행 ‘석유류수급통계’ 조사 방식 등이 복합적으로 작용한 것으로 판단된다.
또한, Table 2와 같이 ‘농업기계용 면세유 공급실적’의 유종은 휘발유, 경유, 등유, 중유, LPG, 윤활유로 구분하여 통계가 생산되고 있으나, 농업경영체 대상 면세유 배정 시 적용되고 있는 유종에는 공급실적 상 유종 외 부생연료유 1호, 2호가 포함되어 있으며, 대기오염물질 배출량 산정대상 유종은 고정배출원에서는 부생연료유 1호, 2호 등이 누락되어 있고, 이동배출원에서는 경유만을 대상으로 산정되고 있다. 즉, 정부에서 농·어업인의 영농·영어비 부담 경감을 위하여 매년 공급하고 있는 면세유 공급량을 기준으로 본다면, 현행 인벤토리 인벤토리 작성 방법으로 산정되고 있는 온실가스 및 대기오염물질 배출량은 상대적으로 저평가 되고 있음을 알 수 있다.
Classification | Types of fuels | |
---|---|---|
Types of fuels for tax-free fuel allocation | Gasoline, Kerosene, Diesel, Heavy oil, Gas, By-product fuel oil No.1., By-product fuel oil No.2. | |
Types of fuels for tax-free fuel supply | Gasoline, Diesel, Kerotine, Heavy oil, LPG | |
Types of fuels for calculating emissions | fixed sources | Diesel, Kerotine, Heavy oil (B-A, B-B, B-C), LPG, LNG |
mobile sources | Diesel |
국가 온실가스 배출량 중 연료 연소로 인한 농업 부문 온실가스 배출량은 적용할 수 있는 활동자료의 한계로 농림업 부문으로 통합하여 기계의 종류, 가동시간 등에 대한 고려 없이 연료 종류별로 고정연소와 이동연소로 구분하여 산정하고 있다. 특히, 농업/임업 부문 배출량 산정에 적용하고 있는 활동자료는 국가 에너지밸런스의 농림어업 유종별 소비 총량에서 어업의 활동자료를 차감한 자료를 농업/임업 부문에 적용하고 있다. 따라서, 배출량 산정 결과를 농업 부문 온실가스 감축 관련 정책 수립 및 이행평가에 활용하기에는 한계가 있어 최근 상향식 방법론을 적용하여 배출량 산정 방법을 개선하고자 관련 연구가 일부 진행되었다.
Kim et al. (2018)은 통계청, 농촌진흥청, 에너지경제연구원에서 특정 작목을 대상으로 표본 조사한 통계 자료10)를 활용하여 농업 분야 에너지의 소비처(농작업 기계, 노지 및 시설원예 기계, 축산 기계, 저장·유통관련 기계 등)와 에너지원(연탄, 전기, 경유, 등유, 가스 등)을 세분화하여 에너지 소비량 및 이산화탄소 배출량을 산정하였다. Cheu et al. (2019)는 농업부문의 이동연소와 관련하여, Table 3과 같이 「2006 IPCC 가이드라인」에서도 디젤 농업기계, 휘발유 4행정(4-stroke) 농업기계, 휘발유 2행정(2-stroke) 농업기계 등 세 가지 분류로 구분하여 기본 배출계수를 제시하고 있어 국내에서도 농업기계에 대한 세분화된 온실가스 배출량 산정이 필요하다고 하였다.
Type | CO2 | CH4 | N2O | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Default (kg/TJ) |
Lower | Upper | Default (kg/TJ) |
Lower | Upper | Default (kg/TJ) |
Lower | Upper | |
Diesel | 74,100 | 72,600 | 74,800 | 4.15 | 1.67 | 10.4 | 28.6 | 14.3 | 85.8 |
Motor Gasoline 4-Stroke |
69,300 | 67,500 | 73,000 | 80 | 32 | 200 | 2 | 1 | 6 |
Motor Gasoline 2-Stroke |
69,300 | 67,500 | 73,000 | 140 | 56 | 350 | 0.4 | 0.2 | 1.2 |
다만, 연료 연소에 의한 농림업 에너지 부문 온실가스 배출량은 국가 에너지 분야 배출량 중 ’11년 1.04%에서 ’21년 0.67%으로 배출비중이 매우 낮고, 지속적으로 감소하고 있어 추가 연구 진행은 거의 없으며, Kim et al. (2020, 2021), Kim and Lee (2022)와 같이 일부 농업기계를 대상으로 한 운행 조건에 따른 배출량 분석 연구 등이 진행되고 있다.
국가 대기오염물질 배출원 분류체계에서 농업기계는 소분류 수준에서 경운기, 콤바인, 분무기류, 양수기, 탈곡기, 파종기, 트랙터, 이앙기 총 8개로 구분하여 배출량을 산정하고 있다(NAIR, 2023). 그러나 현재 농업의 생산성 향상과 농가 경영 개선을 위한 ‘농업기계화 촉진법’에 의거, 상기 8종 외 다양한 농업기계의 개발과 보급이 이루어지고 있으나 배출량 산정에 필요한 농업기계 등록현황11) 및 농업기계별 평균 출력, 작업시간 등 활동자료의 한계와 농업기계별 적용할 수 있는 배출계수의 부재로 현행 배출량 산정 방법 개선은 필요하다.
Shin et al. (2019)은 국가 대기오염물질 배출량 자료를 활용하여 농업기계 배출원별, 물질별로 연도별 배출 추이 등을 분석하였으며, 최근 강화되고 있는 배출 규제에 대응할 필요성이 있다고 하였다. Han et al. (2020), Kim and Kim (2022), Lee and Kim (2023) 등은 일부 농업기계를 대상으로 대기오염물질 배출량 분석과 배출계수, 엔진 부하율 등에 대하여 연구를 추진하였다. 또한, Kim (2022, 2023)에서는 농업기계 등의 분류체계 개선과 작업조건 시험모드 개발 및 트랙터, 콤바인, 관리기 등 농업기계 3종에 대한 엔진 부하율 분석 관련 연구를 통해 비도로이동오염원 중 농업기계 및 건설기계에 대한 배출량 산정방법 개선을 시도하였다.
앞서 기술한 바와 같이 「농업기계화 촉진법」에 명시된 농업기계 40종에는 무동력 농업기계와 전기를 에너지원으로 하는 농업기계 등이 포함되어 있으며, 면세유를 공급하는 농업기계 범위에는 법에 명시되지 않은 농업기계가 포함되어 있다. 이에 본 연구에서는 면세유 지급 대상 농업기계 종류를 농업기계 세부 배출원 분류체계로 적용하였다. 특히, 면세유 지급 대상 농업기계에는 인벤토리 상 타 배출원 분류체계에 반영되어야 할 농업용 화물자동차, 굴삭기, 로더 등이 포함되어 있기 때문에 면세유를 공급하는 각 농업기계와 국가 온실가스 및 대기오염물질 배출량 분류체계와의 연계 기준을 Table 4와 같이 설정하였다. 또한, 대기오염물질 배출원 분류체계의 경우 현행 배출량 산정 대상 농업기계와 누락된 농업기계로 구분하여 분류하였다.
Agricultural machinery | Greenhouse gassource classfication | Air pollutant source classfication | |
---|---|---|---|
Tractor | 1.A.4.c. Fuel combustion/ Other sector/ Agriculture/forestry/fishing |
Non-road transport/ Agricultural machinery (reflected) |
|
Speed sprayer | |||
Rice transplanter | |||
Water pump | |||
Self-propelled thresher | |||
Crop binding machine | Non-road transport/ Agricultural machinery (Not reflected) |
||
Multipurpose cultivator | |||
Lawn mower | |||
Windrow reaper | |||
Vegetable transplanter | |||
Pruner and shredder | |||
Dehusker and peeler | |||
Crop transport vehicle | |||
Fertilizer applicator | |||
Soil breaker | |||
Tea leaf harvester | |||
Grain dryer | Non-industry combustion/ Agriculture, livestock, and fisheries facilities |
||
Agricultural heater | |||
Mushroom cultivation sterilizer | |||
Heating feed mixers | |||
Agricultural cargo vehicle | 1.A.3.b. Transport/ Road transportation |
Road transport/ Cargo vehicle |
|
Agricultural loader | 1.A.2.f. Manufacturing industries and construction/ other/ Manufacturing |
Non-road transport/ Construction equipment |
|
Agricultural excavator | |||
Agricultural drone | 1.A.4.c. Fuel combustion/ Other sector/ Agriculture/forestry/fishing |
Non-road transport/ Agricultural machinery (Not reflected) |
|
Agricultural ship | 1.A.4.c. Fuel combustion/ Other sector/ Agriculture/forestry/fishing |
배출량 산정에 필요한 활동자료는 ‘농업기계용 면세유 공급실적 및 배정량’ 자료를 활용하였다. 면세유 공급실적은 ‘농림축산식품 주요통계(MAFRA, 2023)’로 매년 생산, 제공되고 있으며, 면세유 배정량 자료는 정보공개 청구를 통하여 Table 5와 같은 내용으로 구성된 2021년 지역별 유종별 농업기계별 면세유 배정량 자료를 수집하였다.
Division | Types of data provided |
---|---|
Region | Si·Gun·Gu |
Fuel type | Gasoline, Kerosene, Diesel, Heavy oil, Gas, By-product fuel oil No.1., By-product fuel oil No.2. |
Agricultural machinery | 41 types of agricultural machinery subject to duty-free supply (Cultivator, Weeder => Cultivator) |
면세유 배정량 자료는 「농어업 경영체 육성 및 지원에 관한 법률」제4조에 따라 등록된 영농 규모 및 재배 품목, 농업기계 등을 고려하고, 「농업용 면세유 공급 및 관리규정」에 규정된 농업기계 기종별ㆍ규격별ㆍ유종별 단위시간당 소요량과 연간 사용시간을 적용하여 당해연도 유종별ㆍ농업기계별 연간 배정량을 산출하여 배정된다. 그러나 당해 연도 재배 또는 사육 환경의 변화(기온변화 및 강수량 변화, 병해충 또는 전염병 발생 등), 재배 품목 변경, 자연 재해 피해 등으로 실제 공급량과 배정량에는 차이가 있다.
따라서 본 연구에서는 면세유 공급실적 자료를 유종별 소비 총량으로 설정하고, 유종별 총량을 당해년도 농업기계별 배정량 정보와 연계, 비례배분하여 농업기계별 배출량 산정에 필요한 연료 소비량 자료로 활용하였다. 또한, 대기오염물질 산정 시 필요한 농업기계별 기술(배출허용기준) 적용 자료는 ‘연도별 농업기계 공급현황’ 자료(Korea Agricultural Machinery Industry Cooperative (이하 KAMICO), 2022)와 연도별 국내 제작차 배출허용기준을 활용하여 적용하였으며, 공급 현황 자료가 없는 농업기계는 ‘기타’ 항목의 년도별 공급현황 자료를 기준으로 구분하여 적용하였다.
온실가스 배출량 산정에 적용한 배출계수는 Table 6과 같이 전환계수, CO2 배출계수는 국가 온실가스 배출량 산정 체계와 동일하게 국가 고유 배출계수를 적용하였으며, Non-CO2 배출계수는 IPCC 기본 배출계수를 적용하였다.
Fuel type | C·F1) (MJ/MJ) |
CO2 E·F1) (ton C/TJ) |
CH4 E·F2) (㎏ CH4 /TJ) |
N2O E·F2) (㎏ N2O/TJ) |
---|---|---|---|---|
Gasoline | 0.930 | 19.547 | Stationary - Petroleum: 10 - LPG: 5 Mobile - Petroleum: 5 - LPG: 5 |
Stationary - Petroleum: 0.6 - LPG: 0.1 Mobile - Petroleum: 0.6 - LPG: 0.1 |
Kerosene | 0.932 | 19.969 | ||
Diesel | 0.931 | 20.111 | ||
Heavy oil (B-B) | 0.938 | 21.384 | ||
LPG (Propane) | 0.919 | 17.641 | ||
By-product fuel oil No.1 | 0.933 | 20.067 | ||
By-product fuel oil No.2 | 0.946 | 21.641 | ||
GWP | 1 | 28 | 265 |
대기오염물질 배출량 산정에 적용한 배출계수는 Table 7과 같이 고정 배출원은 현재 국내 배출량 산정 시 적용하고 있는 유종별 배출계수를 적용하였으며, 배출계수가 없는 부생연료유 1호는 등유 배출계수를, 부생연료유 2호는 중유 배출계수를 적용하였다.12)
Category | Fuel | Pollutant Emission Factors1), 2) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CO (㎏/kL) |
NOx (㎏/kL) |
TSP (㎏/kL) |
PM10 (㎏/kL) |
PM2.5 (㎏/kL) |
VOC (㎏/kL) |
NH3 (㎏/kL) |
||
Stationary engine other fixed equipment | Diesel | 0.600 | 5.460 | 0.170 | 0.156 | 0.072 | 0.030 | 0.096 |
Kerosene | 0.600 | 2.400 | 0.170 | 0.156 | 0.100 | 0.030 | 0.096 | |
Heavy oil (B-B) | 0.600 | 2.470 | 1.200 | 1.100 | 0.768 | 0.193 | 0.096 | |
LPG | 0.228 | 1.106 | 0.036 | 0.036 | 0.036 | 0.060 | 0.013 | |
By-product fuel oil No.1 | 0.600 | 5.460 | 0.170 | 0.156 | 0.072 | 0.030 | 0.096 | |
By-product fuel oil No.2 | 0.600 | 2.470 | 1.200 | 1.100 | 0.768 | 0.193 | 0.096 |
이동 배출원은 국내에서 적용하고 있는 연료 소비량 기준 배출계수가 없으므로 ‘EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook 2019’를 참조, Table 8과 같이 농업기계 및 건설기계는 연료유형별, 기술 유형별로 세분화된 Tier 2 배출계수를 적용하였고13), 농업용 화물차는 Light Commercial Vehicles (이하 LCV) Tier 1 배출계수를 적용하였다. 그리고 황산화물 배출량 산정 시에는 국내 연료용 유류 등의 황함유량 기준을 적용하였다.
Category | Fuel | Tech.1) | Pollutant Emission Factors2), 3) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CO | NOx | TSP | PM-10 | PM-2.5 | VOC | NH3 | BC | |||
Agriculture machinary | Gasoline (2-stroke) |
~StageⅠ | 888.77 | 2.65 | 5.54 | 5.54 | 5.54 | 328.60 | 0.00 | 0.28 |
StageⅡ | 994.88 | 3.57 | 6.15 | 6.15 | 6.15 | 161.93 | 0.01 | 0.31 | ||
StageⅢA | 994.88 | 3.57 | 6.15 | 6.15 | 6.15 | 161.93 | 0.01 | 0.31 | ||
StageⅣ | 994.88 | 3.57 | 6.15 | 6.15 | 6.15 | 161.93 | 0.01 | 0.31 | ||
StageⅤ | 994.36 | 3.56 | 6.12 | 6.12 | 6.12 | 159.48 | 0.01 | 0.31 | ||
Gasoline (4-stroke) |
~StageⅠ | 1,099.64 | 10.20 | 0.22 | 0.22 | 0.22 | 27.31 | 0.01 | 0.01 | |
StageⅡ | 1,150.75 | 9.55 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 23.08 | 0.01 | 0.01 | ||
StageⅢA | 1,150.75 | 9.55 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 23.08 | 0.01 | 0.01 | ||
StageⅣ | 1,150.75 | 9.55 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 23.08 | 0.01 | 0.01 | ||
StageⅤ | 1,113.72 | 7.66 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 19.02 | 0.01 | 0.01 | ||
Diesel | ~StageⅠ | 17.15 | 59.39 | 2.39 | 2.39 | 2.39 | 5.45 | 0.01 | 1.30 | |
StageⅡ | 7.40 | 24.98 | 0.76 | 0.76 | 0.76 | 1.43 | 0.01 | 0.59 | ||
StageⅢA | 7.31 | 15.66 | 0.67 | 0.67 | 0.67 | 1.42 | 0.01 | 0.50 | ||
StageⅣ | 7.30 | 1.92 | 0.12 | 0.12 | 0.12 | 0.64 | 0.01 | 0.09 | ||
StageⅤ | 7.37 | 2.26 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.64 | 0.01 | 0.01 | ||
construction machinary | Diesel | ~StageⅠ | 19.70 | 52.79 | 4.41 | 4.41 | 4.41 | 7.09 | 0.01 | 2.43 |
StageⅡ | 8.65 | 26.79 | 1.25 | 1.25 | 1.25 | 1.92 | 0.01 | 1.00 | ||
StageⅢA | 8.27 | 18.97 | 1.15 | 1.15 | 1.15 | 1.78 | 0.01 | 0.92 | ||
StageⅣ | 7.30 | 1.90 | 0.12 | 0.12 | 0.12 | 0.65 | 0.01 | 0.09 | ||
StageⅤ | 8.91 | 9.29 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 1.13 | 0.01 | 0.07 | ||
LCV | Gasoline | - | 217.94 | 18.92 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 20.88 | 0.95 | 0.02 |
Diesel | - | 8.97 | 18.07 | 1.84 | 1.84 | 1.84 | 1.87 | 0.05 | 1.01 | |
LPG | - | 160.90 | 28.88 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 25.91 | 0.15 | 0.00 |
2021년 면세유 공급실적 자료와 배정량 자료를 비교한 결과 유종별로 차이가 있으나 배정 총량 대비 공급량이 적은 것으로 분석되었다. Table 9와 같이 휘발유는 88.95%, 등유 66.18%, 경유 93.03%, 중유 87.76%, 가스 71.06% 수준으로 분석되었으며, 실제 면세유로 배정되고 있으나 부생연료유 1호, 2호에 대한 공급실적은 누락되어 있는 것으로 분석되었다.
Fuel Type | Allocation (A) (KL) |
Supply (B) (KL) |
B/A (%) |
Note1) |
---|---|---|---|---|
Gasoline | 97,821 | 87,015 | 88.95 | |
Kerosene | 664,499 | 439,787 | 66.182) | |
Diesel | 916,337 | 852,466 | 93.03 | |
Heavy oil (B-B) | 32,932 | 28,902 | 87.76 | |
LPG (Propane) | 19,175 | 14,053 | 71.062) | |
By-product fuel oil No.1 | 31,335 | - | (87.76) | (27,499.4) |
By-product fuel oil No.2 | 9,213 | - | (87.76) | (8,094.2) |
농업기계별 연료 소비량은 면세유 공급실적 자료를 유종별 소비 총량으로 설정하고, 지역별 농업기계별 배정량을 비례배분하여 농업기계별 배출량 산정에 필요한 연료 소비량 자료를 추정하였다. 등유 및 중유와 동일하게 농업용 난방기, 농산물건조기, 버섯재배소독기 등에만 배정되고 있으나 공급실적 통계에는 누락되어 있는 부생연료유 1호, 2호의 경우 지역별 배정 현황이 중유 배정 현황 자료와 유사한 경향을 나타내고 있어 부생연료유 1호, 2호의 연료 소비량은 중유와 동일한 배정량 대비 공급량 비율(%)을 반영하였다. 또한, 농업용 화물차에 배정된 휘발유, 경유 및 LPG 등 면세유의 경우 100% 소비한 것으로 가정하고, 유종별 소비 총량에서 제외한 후 각 농업기계별로 비례배분하였다.
상기 과정을 거쳐 농업기계별 연료 소비량 추정한 결과는 Table 10과 같다. 휘발유는 관리기, 고속분무기, 예취기 등의 농업기계에 많이 소비되고 있으며, 등유는 난방기, 건조기 등의 농업기계에, 경유는 트랙터, 농업용 화물차에서 많이 소비되고 있는 것으로 분석되었다. 또한, 중유, 부생연료유 1호, 2호와 같이 황함유량14)이 높은 연료가 난방기, 건조기, 버섯재배 소독기와 같은 고정배출원에서만 소비되고 있는 것으로 파악되었다.
Agricultural machinery | Fuel type1) [KL] | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
A | B | C | D | E | F | G | |
Tiller | 27.0 | 4.0 | 76,012.8 | ||||
Tractor | 2.1 | 541,958.6 | |||||
Power sprayer | 954.8 | 1.5 | 1,143.4 | ||||
Speed sprayer | 19,658.8 | 850.1 | |||||
Combine | 6.5 | 0.1 | 42,251.4 | ||||
Rice transplanter | 7,636.0 | 0.1 | 2,606.0 | ||||
Seeder | 98.9 | 3.8 | |||||
Water pump | 3,260.6 | 35.3 | 221.2 | ||||
Thresher | 4.1 | 2.1 | |||||
Self-propelled thresher | 5.0 | 6.0 | |||||
Reaper binder | 268.8 | 0.0 | 0.5 | ||||
Crop binding machine | 1.3 | 53.9 | |||||
Cultivator (+Weeder) | 1,317.2 | 0.7 | |||||
Multipurpose cultivator | 21,500.2 | 0.2 | 54.1 | ||||
Mower | 13,499.6 | ||||||
Lawn mower | 1,856.6 | 9.9 | |||||
Windrow reaper | 2,824.5 | 0.1 | 1.8 | ||||
Harvester | 32.0 | 52.9 | |||||
Vegetable transplanter | 45.5 | 0.0 | 0.2 | ||||
Power cutter | 16.8 | 0.1 | 13.6 | ||||
Pruner and shredder | 1,308.7 | 315.8 | |||||
Bark stripper | 472.6 | 287.8 | |||||
Dehusker and peeler | 87.3 | 1.5 | |||||
Spouter | 4,323.3 | ||||||
Crop transport vehicle | 5,798.9 | 0.1 | 294.3 | ||||
Furrow | 207.6 | 0.0 | 1.2 | ||||
Fertilizer applicator | 1,358.8 | 0.1 | 11.6 | ||||
Soil pulverizer | 13.1 | 0.2 | |||||
Soil breaker | 41.4 | 0.0 | 1.4 | ||||
Crop washer | 32.7 | 0.1 | 32.3 | ||||
Tea leaf harvester | 42.5 | 6.4 | |||||
Crop dryer | 52,963.2 | 1,569.9 | 56.0 | 367.0 | 23.5 | 3.2 | |
Grain dryer | 52,129.5 | 800.2 | |||||
Agricultural heater | 334,248.6 | 28,759.8 | 10,581.1 | 27,475.9 | 8,079.5 | ||
Mushroom cultivation sterilizer | 395.3 | 28,378.9 | 86.3 | 1,627.7 | 11.5 | ||
Heating feed mixers | 8.7 | 70.7 | |||||
Agricultural cargo vehicle | 29.9 | 141,037.8 | 1,477.3 | ||||
Agricultural loader | 18.3 | 13,589.9 | |||||
Agricultural excavator | 15.7 | 820.8 | |||||
Agricultural drone | 126.6 | 0.0 | |||||
Agricultural ship | 121.2 | 2.5 | |||||
SUM | 87,015.0 | 439,787.0 | 852,466.0 | 28,902.0 | 14,053.0 | 27,499.4 | 8,094.2 |
본 연구를 통하여 산정된 농업 에너지 부문의 온실가스 배출량은 2021년 기준 3,725,931.1 ton CO2eq.으로 분석되었다. 농업기계별 배출량은 트랙터가 1,416,043.9 ton CO2eq. (38.0%)로 가장 많은 온실가스를 배출하고 있으며, 난방기 1,037,222.9 ton CO2eq. (27.8%), 화물자동차 370,820.6 ton CO2eq. (10.0%), 경운기 198,676.6 ton CO2eq. (5.3%), 농산물건조기 138,009.3 ton CO2eq. (3.7%), 곡물건조기 133,103.2 ton CO2eq. (3.6%), 콤바인 110.409.6 ton CO2eq. (3.0%) 등의 순으로 높은 것으로 분석되었다. 특히, 트랙터, 난방기, 화물자동차, 경운기, 농산물건조기, 곡물건조기, 콤바인, 버섯재배소독기, 관리기, 고속분무기 등 상위 10개 농업기계의 온실가스 배출량이 전체 배출량의 95.0%를 상회하는 것으로 분석되었다.
배출원 형태로 분류하여 보면 난방기, 건조기, 버섯재배소독기 등 고정 배출원에서 1,386,596.2 ton CO2eq. (37.2%), 트랙터, 농업용 화물차, 경운기, 콤바인 등 이동 배출원에서 2,339,334.9 ton CO2eq. (62.8%)의 온실가스가 배출되는 것으로 분석되었다. 특히, 이동 배출원은 농업기계(농업 부문), 화물자동차(도로수송 부문), 건설기계(건설업 부문)로 분류가 가능하며, 농업기계는 1,885,602.4 ton CO2eq. (51.2%), 화물자동차는 370,820.6 ton CO2eq. (10.1%), 건설기계는 37,727.0 ton CO2eq. (1.0%)로 분석되었다. 유종별로는 경유가 2,227.491.2 ton CO2eq. (59.78%)로 가장 많은 온실가스를 배출하고 있으며, 등유 1,105,241.7 ton CO2eq. (29.66%), 휘발유 190,168.7 ton CO2eq. (5.10%), 중유 86,733.8 ton CO2eq. (2.33%), 부생연료유 1호 70,521.6 ton CO2eq. (1.89%) 등의 순으로 배출량이 높은 것으로 분석되었다.
본 연구 결과 산정된 농림업 에너지 부문 온실가스 배출량15)은 3.74 백만톤 CO2eq.으로 국가 온실가스 인벤토리 보고서 상 농림업 에너지 부문 온실가스 배출량 1.41 백만톤 CO2eq. 대비 2.33 백만톤 CO2eq.이 높은 것으로 분석되었으며, 배출량 차이가 발생한 주요 원인은 2가지로 판단된다.
Agricultural machinery | Source classfication | Emission (ton/yr) | |||
---|---|---|---|---|---|
CO2 | CH4 | N2O | CO2eq. | ||
Tiller | Agri_Mobile | 197,874.3 | 13.4 | 1.6 | 198,676.6 |
Tractor | Agri_Mobile | 1,410,325.3 | 95.6 | 11.5 | 1,416,043.9 |
Power sprayer | Agri_Mobile | 5,057.1 | 0.3 | 0.0 | 5,077.8 |
Speed sprayer | Agri_Mobile | 44,997.5 | 3.1 | 0.4 | 45,184.9 |
Combine | Agri_Mobile | 109,963.7 | 7.5 | 0.9 | 110,409.6 |
Rice transplanter | Agri_Mobile | 23,400.5 | 1.6 | 0.2 | 23,497.3 |
Seeder | Agri_Mobile | 225.2 | 0.0 | 0.0 | 226.2 |
Water pump | Agri_Mobile | 7,760.2 | 0.5 | 0.1 | 7,792.5 |
Thresher | Agri_Mobile | 14.3 | 0.0 | 0.0 | 14.4 |
Self-propelled thresher | Agri_Mobile | 26.5 | 0.0 | 0.0 | 26.6 |
Reaper binder | Agri_Mobile | 586.4 | 0.0 | 0.0 | 588.8 |
Crop binding machine | Agri_Mobile | 142.9 | 0.0 | 0.0 | 143.5 |
Cultivator (+Weeder) | Agri_Mobile | 2,868.5 | 0.2 | 0.0 | 2,880.4 |
Multipurpose cultivator | Agri_Mobile | 46,934.2 | 3.3 | 0.4 | 47,130.0 |
Mower | Agri_Mobile | 29,380.3 | 2.0 | 0.2 | 29,502.9 |
Lawn mower | Agri_Mobile | 4,066.4 | 0.3 | 0.0 | 4,083.4 |
Windrow reaper | Agri_Mobile | 6,152.0 | 0.4 | 0.1 | 6,177.7 |
Harvester | Agri_Mobile | 207.3 | 0.0 | 0.0 | 208.1 |
Vegetable transplanter | Agri_Mobile | 99.8 | 0.0 | 0.0 | 100.2 |
Power cutter | Agri_Mobile | 72.3 | 0.0 | 0.0 | 72.6 |
Pruner and shredder | Agri_Mobile | 3,670.2 | 0.3 | 0.0 | 3,685.4 |
Bark stripper | Agri_Mobile | 1,777.5 | 0.1 | 0.0 | 1,784.8 |
Dehusker and peeler | Agri_Mobile | 193.9 | 0.0 | 0.0 | 194.7 |
Spouter | Agri_Mobile | 9,409.2 | 0.7 | 0.1 | 9,448.5 |
Crop transport vehicle | Agri_Mobile | 13,386.6 | 0.9 | 0.1 | 13,442.3 |
Furrow | Agri_Mobile | 455.0 | 0.0 | 0.0 | 456.9 |
Fertilizer applicator | Agri_Mobile | 2,987.5 | 0.2 | 0.0 | 3,000.0 |
Soil pulverizer | Agri_Mobile | 29.1 | 0.0 | 0.0 | 29.3 |
Soil breaker | Agri_Mobile | 93.9 | 0.0 | 0.0 | 94.3 |
Crop washer | Agri_Mobile | 155.5 | 0.0 | 0.0 | 156.1 |
Tea leaf harvester | Agri_Mobile | 109.0 | 0.0 | 0.0 | 109.5 |
Crop dryer | Agri_Stationary | 137,188.9 | 18.7 | 1.1 | 138,009.3 |
Grain dryer | Agri_Stationary | 132,310.0 | 18.1 | 1.1 | 133,103.2 |
Agricultural heater | Agri_Stationary | 1,031,143.3 | 138.8 | 8.3 | 1,037,222.9 |
Mushroom. cultivation sterilizer | Agri_Stationary | 77,600.4 | 10.4 | 0.6 | 78,054.0 |
Heating feed mixers | Agri_Stationary | 205.7 | 0.0 | 0.0 | 206.9 |
Agricultural cargo vehicle | Road Transportation | 369,326.4 | 25.1 | 3.0 | 370,820.6 |
Agricultural loader | Construction | 35,404.6 | 2.4 | 0.3 | 35,548.1 |
Agricultural excavator | Construction | 2,170.0 | 0.1 | 0.0 | 2,178.8 |
Agricultural drone | Agri_Mobile | 275.6 | 0.0 | 0.0 | 276.7 |
Agricultural ship | Agri_Mobile | 270.4 | 0.0 | 0.0 | 271.5 |
SUM | 3,708,317.3 | 344.3 | 30.1 | 3,725,931.1 |
첫째, Table 1에 정리한 바와 같이 면세유 공급 대상 농업기계 42종 대비 농업기계 보유현황 조사 또는 이용실태 조사 시 조사 대상이 되는 농업기계 종류의 차이로 인하여 연료를 소비하는 농업기계가 많이 누락되어 상태로 배출량이 산정되고 있다. 온실가스 인벤토리 작성의 주요 원칙 중 하나인 모든 배출원을 대상으로 산정해야 하는 완전성(Completeness)을 고려한다면, 실제 면세유 등 연료를 사용하고 있는 농업기계를 기준으로 분류체계를 개선하여야 할 것으로 판단된다.
둘째, 면세유 공급 대상 농업기계에는 앞서 기술한 바와 같이 농업용 화물자동차, 농업용 굴착기, 농업용 로더 등이 포함되어 있어 유종별 소비량이 도로수송, 건설업 등 타 부문에서 산정될 여건이 높다. ‘석유류수급통계’ 작성 시 활용하는 자료인 ‘거래상황기록부(주유소용)’를 보면, 차량 출하와 차량외 출하량으로 구분하여 유종별로 기록하여 보고하도록 되어 있다. 이 때 농업용 화물자동차 운행으로 소비되는 연료 소비량은 농림어업 부문이 아닌 차량출하_화물차 부문에 포함되어 산정될 여건이 높으며, 건설기계인 농업용 굴착기, 농업용 로더는 차량외 출하_건설업 부문에 포함되어 산정될 여건이 높다. 이러한 상황에서 본 연구를 통하여 산정된 농업용 화물자동차와 농업용 굴착기, 농업용 로더의 온실가스 배출량은 408,547.6 ton CO2eq.으로 전체 배출량 3,725,931.1 ton CO2eq. 중 10.96%를 차지하고 있어 타 부문에서 산정되는 경우 농업 에너지 부문 온실가스 배출량이 낮아지게 된다. 따라서 농림어업부문의 온실가스 배출량은 약 4,900여 개소의 면세유 취급 주유소16)를 대상으로 별도 조사, 분석하고 ‘석유류수급통계’ 상 농림어업부문의 소비량과 상호 비교, 검증하여야 할 것으로 판단된다.
본 연구를 통하여 산정된 2021년 농업기계 부문 대기오염물질 배출량은 CO 102,768.5 ton/yr, NOx 24,594.1 ton/yr, SOx 444.5 ton/yr, PM-2.5 1,255.7 ton/yr, VOC 9,495.4 ton/yr, NH3 64.5 ton/yr으로 분석되었다.
Agricultural machinery | Source classfication1) |
Emission (ton/yr) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CO | NOx | SOx | PM-2.5 | VOC | NH3 | ||||
A-1 | Tiller | Non-road transport | A | 1,095.9 | 3,471.7 | 1.5 | 138.4 | 313.9 | 0.7 |
A-2 | Tractor | 5,416.9 | 13,003.6 | 10.8 | 519.5 | 1,220.4 | 5.3 | ||
A-3 | Power sprayer | 1,095.9 | 35.4 | 0.0 | 1.3 | 25.3 | 0.0 | ||
A-4 | Speed sprayer | 22,341.6 | 208.7 | 0.4 | 5.2 | 472.6 | 0.1 | ||
A-5 | Combine | 564.0 | 1,755.5 | 0.8 | 69.9 | 158.5 | 0.4 | ||
A-6 | Rice transplanter | 8,643.8 | 157.7 | 0.2 | 5.0 | 196.5 | 0.1 | ||
A-7 | Seeder | 112.1 | 1.1 | 0.0 | 0.0 | 2.4 | 0.0 | ||
A-8 | Water pump | 3,137.5 | 17.4 | 0.1 | 19.7 | 699.6 | 0.0 | ||
A-9 | Thresher | 4.7 | 0.1 | 0.0 | 0.0 | 0.1 | 0.0 | ||
A-10 | Self-propelled thresher | 5.7 | 0.2 | 0.0 | 0.0 | 0.1 | 0.0 | ||
A-11 | Reaper binder | B | 304.6 | 2.6 | 0.0 | 0.1 | 6.5 | 0.0 | |
A-12 | Crop binding machine | 2.0 | 1.4 | 0.0 | 0.1 | 0.2 | 0.0 | ||
A-13 | Cultivator (+Weeder) | 1,492.5 | 12.8 | 0.0 | 0.3 | 31.9 | 0.0 | ||
A-14 | Multipurpose cultivator | 24,315.7 | 210.7 | 0.4 | 4.9 | 526.4 | 0.1 | ||
A-15 | Mower | 12,978.6 | 44.3 | 0.3 | 80.4 | 2,893.9 | 0.1 | ||
A-16 | Lawn mower | 1,785.0 | 6.3 | 0.0 | 11.1 | 398.0 | 0.0 | ||
A-17 | Windrow reaper | 2,715.5 | 9.3 | 0.1 | 16.8 | 605.5 | 0.0 | ||
A-18 | Harvester | 36.8 | 1.7 | 0.0 | 0.1 | 0.9 | 0.0 | ||
A-19 | Vegetable transplanter | 51.6 | 0.4 | 0.0 | 0.0 | 1.1 | 0.0 | ||
A-20 | Power cutter | 16.3 | 0.4 | 0.0 | 0.1 | 3.6 | 0.0 | ||
A-21 | Pruner and shredder | 1,261.5 | 12.6 | 0.0 | 8.1 | 281.3 | 0.0 | ||
A-22 | Bark stripper | 457.3 | 9.1 | 0.0 | 3.1 | 102.0 | 0.0 | ||
A-23 | Dehusker and peeler | 84.0 | 0.3 | 0.0 | 0.5 | 18.7 | 0.0 | ||
A-24 | Spouter | 4,156.5 | 14.2 | 0.1 | 25.8 | 926.8 | 0.0 | ||
A-25 | Crop transport vehicle | 6,573.5 | 63.8 | 0.1 | 1.6 | 141.3 | 0.0 | ||
A-26 | Furrow | 235.3 | 2.0 | 0.0 | 0.0 | 5.0 | 0.0 | ||
A-27 | Fertilizer applicator | 1,539.7 | 13.5 | 0.0 | 0.3 | 33.0 | 0.0 | ||
A-28 | Soil pulverizer | 12.6 | 0.0 | 0.0 | 0.1 | 2.8 | 0.0 | ||
A-29 | Soil breaker | 39.8 | 0.2 | 0.0 | 0.2 | 8.9 | 0.0 | ||
A-30 | Crop washer | 31.8 | 1.0 | 0.0 | 0.2 | 7.1 | 0.0 | ||
A-31 | Tea leaf harvester | 48.2 | 0.6 | 0.0 | 0.0 | 1.0 | 0.0 | ||
A-32 | Crop dryer | Non-industry combustion | C | 32.8 | 293.6 | 4.8 | 4.0 | 1.7 | 5.2 |
A-33 | Grain dryer | 31.8 | 286.5 | 2.6 | 3.8 | 1.6 | 5.1 | ||
A-34 | Agricultural heater | 236.3 | 2,035.9 | 360.9 | 52.7 | 18.0 | 37.6 | ||
A-35 | Mush. cultivation sterilizer | 17.7 | 72.3 | 57.8 | 3.0 | 1.0 | 2.8 | ||
A-36 | Heating feed mixers | 0.8 | 2.1 | 0.0 | 0.1 | 0.2 | 0.0 | ||
A-37 | Agricultural cargo vehicle | Road transport | D | 1,509.2 | 2,591.9 | 2.9 | 259.8 | 302.1 | 6.7 |
A-38 | Agricultural loader | Non-road transport | E | 135.0 | 231.8 | 0.3 | 16.3 | 29.6 | 0.1 |
A-39 | Agricultural excavator | 9.7 | 20.5 | 0.0 | 1.5 | 2.6 | 0.0 | ||
A-40 | Agricultural drone | Other | F | 121.7 | 0.4 | 0.0 | 0.8 | 27.1 | 0.0 |
A-41 | Agricultural ship | 116.6 | 0.5 | 0.0 | 0.7 | 26.0 | 0.0 | ||
SUM | 102,768.5 | 24,594.1 | 444.5 | 1,255.7 | 9,495.4 | 64.5 |
대기오염물질별 주요 배출 농업기계는 CO의 경우 휘발유를 연료로 사용하는 관리기(24,375.7 ton/yr, 23.7%), 고속분무기(22,341.6 ton/yr, 21.7%), 동력예취기(12,978.6 ton/yr, 12.6%) 등이 주요 배출원으로 분석되었다. NOx는 트랙터(13,003.6 ton/yr, 52.9%), 경운기(3,471.8 ton/yr, 14.1%), 화물자동차(2,591.9 ton/yr, 10.5%) 등이 주요 배출원이며, SOx는 등유 외 중유를 사용하는 난방기(360.9 ton/yr, 82.1%), 버섯재배소독기(57.8 ton/yr, 13.0%)가 주요 배출원으로 분석되었다. PM-2.5의 경우 트랙터(519.5 ton/yr, 41.4%), 화물자동차(259.8 ton/yr, 20.7%), 경운기(138.4 ton/yr, 11.0%), 동력예취기(80.4 ton/yr, 6.4%), 콤바인(69.9 ton/yr, 5.6%) 등이 주요 배출원으로 분석되었다. VOC는 동력예취기(2,893.9 ton/yr, 30.5%), 트랙터(1,220.4 ton/yr, 12.9%), 병충해방제기(926.8 ton/yr, 9.8%) 등이 주요 배출원이며, NH3는 난방기(37.6 ton/yr, 58.2%), 화물자동차(6.8 ton/yr, 10.5%), 트랙터(5.3 ton/yr, 8.1%), 농산물건조기(5.3 ton/yr, 8.1%), 곡물건조기(5.1 ton/yr, 7.9%) 등이 주요 배출원으로 분석되었다.
유종별 대기오염물질 배출 비중(%)은 휘발유의 경우 CO(91.2%), VOC(78.3%)에서 가장 많은 배출 비중(%)을 차지하고 있으며, 경유는 NOx(86.5%), PM-2.5(80.8%)에서 가장 많은 배출 비중(%)을 차지하고, 등유는 NH3(65.4%), 중유는 SOx(65.0%)에서 가장 많은 배출 비중(%)을 차지하고 있는 것으로 분석되었다.
국가 대기오염물질 배출원 분류체계를 기준으로 비교하기 위하여 배출원에 따라 분석한 결과 Table 13과 같이 난방기, 건조기 등 고정 배출원17)에서 배출되는 대기오염물질은 CO 319.4 ton/yr, NOx 2,690.3 ton/yr, SOx 426.2 ton/yr, PM-2.5 63.6 ton/yr, VOC 22.4 ton/yr, NH3 50.7 ton/yr으로 분석되었다. 이동 배출원 중 농업기계에서 배출되는 대기오염물질은 CO 100,556.9 ton/yr, NOx 19,058.6 ton/yr, SOx 15.1 ton/yr, PM-2.5 913.0 ton/yr, VOC 9,085.5 ton/yr, NH3 6.9 ton/yr으로 분석되었다. 다른 이동 배출원 분류체계에 반영되어 있는 농업용 화물차 및 건설기계에서 배출되는 대기오염물질은 CO 1,653.9 ton/yr, NOx 2,844.2 ton/yr, SOx 3.2 ton/yr, PM-2.5 277.6 ton/yr, VOC 334.3 ton/yr, NH3 6.9 ton/yr으로 분석되었다.
Source classfication | Emission (ton/yr) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CO | NOx | SOx | PM-2.5 | VOC | NH3 | |||
Non-industry combustion | Agriculture, livestock facilities | 319.4 | 2,690.4 | 426.2 | 63.6 | 22.4 | 50.7 | |
Non-road transport | Agricultural machinery | Reflected1) | 42,418.1 | 18,651.3 | 13.9 | 759.1 | 3,089.5 | 6.6 |
Not reflected2) | 58,138.8 | 407.3 | 1.1 | 153.9 | 5,996.0 | 0.3 | ||
Subtotal | 100,556.9 | 19,058.6 | 15.1 | 913.0 | 9,085.5 | 6.9 | ||
Construction equipment | 144.7 | 252.3 | 0.3 | 17.8 | 32.2 | 0.1 | ||
Road transport | Cargo vehicle | 1,509.2 | 2,591.9 | 2.9 | 259.8 | 302.1 | 6.7 | |
Other | (Drone, Ship) | 238.3 | 0.9 | 0.0 | 1.5 | 53.1 | 0.0 | |
SUM | 102,768.5 | 24,594.1 | 444.5 | 1,255.7 | 9,495.4 | 64.5 |
농업기계만을 대상으로 본 연구 결과와 2021년 국가 대기오염물질 배출량 통계(NAIR, 2024)와 비교한 결과 배출계수 및 적용 활동자료의 차이로 일부 대기오염물질에서는 차이가 많은 것으로 분석되었다. 고정배출원은 국가 배출량 통계에는 수산업시설 부문 배출량이 포함되어 있으며, 본 연구는 배출원 소분류 중 1, 2, 3종(보일러) 시설이 포함되지 않은 면세유 공급 대상인 농업경영체 중심의 배출량 산정 결과로 직접적인 비교는 불가능하지만, 국가 배출량 통계 대비 CO는 38.7% 수준으로 분석되었으며, NOx 80.6%, SOx 105.8%, PM-2.5 46.9%, VOC 49.8%, NH3 38.5% 수준으로 나타났다.
이동배출원은 휘발유를 사용하는 농업기계의 배출량을 반영한 결과로 인하여 국가 배출량 통계 대비 CO는 1,524.3%, VOC는 508.7% 수준으로 분석되었으며, NOx 125.5%, SOx 382.7%, PM-2.5 79.5%, NH3 13.9% 수준으로 나타났다. 특히, 배출원 분류체계에 포함되지 않은 농업기계의 경우 대부분 휘발유를 사용하는 농업기계로서 CO와 VOC의 배출량 차이에 많은 기여를 한 것으로 나타나 현재 미반영되어 있는 유종에 대한 추가 반영과 배출량 산정 대상 농업기계 종류에 대한 현행화가 필요하다고 판단된다.
본 연구는 연료 사용 시 동시에 배출되는 온실가스와 대기오염물질의 연관성을 고려, 기존 국가 온실가스 및 대기오염물질 인벤토리 작성 방법 대신 동일한 배출원 분류체계와 활동자료를 활용하여 농업 에너지 부문의 온실가스와 대기오염물질의 인벤토리를 작성하고자 하였다. 배출량 산정은 현행 통계조사 시 누락되어 있는 농업기계 및 미적용되고 있는 유종을 고려하여 면세유 공급대상 농업기계로 보다 세분화된 분류체계를 설정하고, 면세유 공급실적을 활동자료로 활용하여 배출량을 산정하였다. 주요 결과와 시사점을 요약하면 다음과 같다.
첫째, 농업경영체에게 공급하고 있는 면세유를 기준으로 배출량을 산정한 결과 농림업 에너지 부문 온실가스 배출량은 2021년 기준 3.74 백만톤 CO2eq.으로 국가 온실가스 배출량 중 농림업 에너지 부문 온실가스 배출량인 1.41 백만톤 CO2eq. 대비 2.33 백만톤 CO2eq.이 높은 것으로 나타났다. 주요 원인은 활용한 활동자료의 차이로서 국가 온실가스 배출량 산정 시 활용하는 활동자료는 농업/임업/어업 부문으로 합산하여 생산되고 있는 ‘석유류수급통계’로 농업/임업 및 어업 부문으로 분류하는 방법은 농업/임업/어업 부문 연료 소비량 총량에서 어업부문 연료 소비량을 뺀 나머지를 농림업 부문에 적용하고 있다. 특히, 농업/임업/어업 부문의 면세유 공급 대상에는 화물자동차, 로더, 굴삭기 등도 포함되어 있으며, 이러한 공급 대상은 ‘석유류수급통계’ 생산 시 타 부문인 수송 또는 건설 부문에서 연료를 소비하는 것으로 산정될 수 있다. 따라서 향후 농업/임업/어업 에너지 부문의 온실가스 배출량 산정 시 각 부문별 면세유 공급량과 ‘석유류수급통계’ 내 농림어업 부문 연료 소비량 자료와의 비교, 검증하는 과정이 필요하다고 판단된다.
둘째, 농업 에너지 부문에서 온실가스와 동시에 배출되는 대기오염물질 배출량은 CO 102,768.5 ton/yr, NOx 24,594.1 ton/yr, SOx 444.5 ton/yr, PM-2.5 1,255.7 ton/yr, VOC 9,495.4 ton/yr, NH3 64.5 ton/yr으로 휘발유를 사용하는 농업기계의 배출량을 반영한 결과로 인하여 국가 배출량 통계 대비 CO는 1,524.3%, VOC는 508.7% 수준으로 높은 것으로 나타났다. 또한, 이동배출원 중 현행 대기오염물질 배출량 산정 대상 농업기계 8종 이외 실제 현장에서 면세유를 공급받아 운영되고 있는 농업기계 23종이 누락되어 있는 것으로 분석되었다. 따라서 현재 국가 대기오염물질 배출량 산정과정에서 미반영되어 있는 유종에 대한 추가 분석과 배출량 산정 대상 농업기계 종류에 대한 현행화가 필요하다고 판단된다.
마지막으로 본 연구에 따른 분석 결과는 농업 에너지 부문 탄소중립 관련 정책의 수립 및 이행평가에 효율적인 활용이 가능할 것으로 판단된다. 농업기계별 온실가스 배출량의 경우 상위 10개 농업기계의 온실가스 배출량이 전체 배출량의 95.0% 이상을 차지하고 있다. 이동배출원 기준으로 온실가스 배출량이 높은 트랙터, 콤바인, 경운기, 관리기, 고속분무기 등을 대상으로 친환경농업기계 개발 및 보급이 우선적으로 이루어져야 단기적 온실가스 감축 효과가 클 것으로 판단된다. 또한, 난방기, 건조기, 버섯재배소독기 등 고정배출원은 온실가스 배출량 상위 10개 농업기계에 포함되어 있는 바, 온실가스와 대기오염물질 통합 관리 측면에서 중유, 부생연료유 등의 연료 전환이 우선 추진되어야 할 것으로 판단되며, 중장기적으로는 재생에너지 보급 등을 통하여 에너지원의 전환을 조속히 진행하여야 할 것으로 판단된다. 그리고 농업용 화물차, 농업용 로더, 농업용 굴삭기는 국가 인벤토리 상 타 분류체계에 반영되어 있는 배출원으로 각 부문별 주관 부처와의 협의를 통하여 저감 대책의 관리 주체 및 범위를 구분하여야 할 것으로 판단된다.
본 연구는 농촌진흥청 연구개발사업 “기후·에너지 위기 대응 지역재생 기술 개발 및 현장 실증(연구개발과제번호: RS-2022-RD009983)”의 지원으로 수행되었습니다.
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