영국의 과학자들이 바이오에너지 작물을 키우는 땅에 숯을 더하면 온실가스 방출량을 경감시키는데 전반적으로 큰 이득을 얻을 수 있다는 것을 알아냈다. 이번에 밝혀진 연구에 따르면, 에너지 작물을 심기 전에 소위 ‘바이오숯 (biochar)’ 이라는 것을 적용하면 대략 3분의 1만큼의 온실가스 방출량을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 토양은 영국의 온실가스 방출원 중에서 가장 규모가 큰 것에 속한다. 전세계적으로 숯이 그 해결책이 될 수 있다는 근거는 점점 많아지고 있으며, 이번 연구에서도 같은 결과를 보였다.
영국 환경연구위원회 (NERC) 산하 Centre for Ecology & Hydrology (CEH) 연구소의 박사과정 학생이자 이 논문의 주 저자인 숀 케이스 (Sean Case)는 이번 연구에 대해서 "우리는 숯을 첨가하는 것이 이산화탄소 방출을 유의미한 수준으로 억제시킨다는 사실을 몇 년에 걸쳐서 실험하고 있습니다. 선행 연구에서는 이러한 효과를 실험실에서 짧은 기간에 걸쳐서 보였는데, 바이오에너지 작물이 자라는 농장에서, 긴 시간에 걸쳐서 관찰된 것은 이번이 처음입니다"라고 이번 연구의 의의를 설명하였다.
억새 (miscanthus) 나 맹아림 (coppiced willow)과 같은 바이오에너지 작물을 키우는 것의 주요한 포인트는 화석 연료를 태우지 않고 에너지를 생산한다는 것이다. 이런 바이오 에너지 작물의 재배는 2020년까지 재생가능한 자원으로부터 에너지의 5분의 1을 얻는다는 EU의 목표를 달성하려고 한다면 필수적이다. 그러나 이러한 연구는 바이오에너지 토양에 탄소가 저장되고 안정화된다는 점에서 또 다른 이득을 얻을 수 있고, 숯이 그것에 도움을 줄 수 있다는 아이디어를 뒷받침해준다. 숯은 토양에서 미생물의 활성에 영향을 주고, 토양의 호흡량(이산화탄소 방출량)을 감소시키고, 질소 비료가 질산염으로 바뀌는 것을 막아서 질소가 공기 중으로 날아가 온실가스로 작용하는 것을 억제한다. 즉, 바이오숯은 토양에 현재보다 좀 더 많은 탄소를 축적하고 저장할 수 있도록 돕는 역할을 한다.
연구진은 억새 (miscanthus) 농장을 관찰했다. 억새는 거친 다년생 풀이며 목질 줄기는 정기적으로 수확되어 연료로 사용된다. 연구팀은 3가지 온실가스인 이산화탄소, 아산화질소, 메탄이 얼마나 많이 토양에서 방출되는지 2년에 걸쳐 살펴보았다. 연구 결과가 비정상적인 기후나 농장의 다른 조건에 의해 왜곡되지 않았다는 것을 확인하기 위해 실험실에서 통제된 조건의 토양 온실가스 방출량도 관찰하였다. 숯으로 처리된 땅은 처리되지 않은 토양보다 온실가스를 37퍼센트 적게 방출했으며, 실험실에서 그 효과는 55퍼센트까지 커졌다. 이것의 대부분은 이산화탄소 방출을 차단했기 때문이며, 메탄과 아산화질소 성분도 미미했다. 연구진은 억새를 심은 토양이 많은 질소 비료를 필요로 하지 않아 일반적으로 많은 아산화질소를 생산하지 않기 때문이라고 설명했다. 실내 실험을 통한 빠른 결과는 바이오숯이 경작지의 아산화질소를 90~95퍼센트까지 감소시키고, 전반적인 온실 가스 방출량을 40퍼센트 가량 줄인다고 말했다.
현재, 바이오에너지 작물은 일반적으로 에너지를 얻기 위해 태워지고 있으며 그에 따라 연구에 사용될 숯은 다른 곳에서 수확된 나무로부터 얻고 있다. 그러나 향후 몇 년에 걸쳐 이것은 바뀔 것이다. 바이오매스를 에너지로 바꾸는 새롭고 좀 더 효율적인 방법이 존재하는데, pyrolysis라 불리는 방법으로 숯과 액체 혹은 기체 연료를 생산하기 위해 유기물을 태우지 않고 가열하는 방법을 사용할 수도 있다. 미래에는 이 연료가 교통수단이나 전력 생산에 사용될 수 있으며, 숯은 결국 토양으로 되돌아가서 격리된 형태로 존재하게 된다.
이번 연구는 영국의 바이오에너지에 관련된 지속가능성 이슈를 담당하는 폭넓은 연구의 한 부분이며, Global Change Biology Bioenergy 최근호에 게재되었다.
- 관련논문 : Case, S. D. C., McNamara, N. P., Reay, D. S. and Whitaker, J. (2013), Can biochar reduce soil greenhouse gas emissions from a Miscanthus bioenergy crop?. GCB Bioenergy. doi: 10.1111/gcbb.12052
출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문:
http://planetearth.nerc.ac.uk/news/story.aspx?id=1418&cookieConsent=A 제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2013.04.30 16:46
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