서 론
최근 범지구적으로 기후변화가 급격하게 진행되고 있 으며, 이는 지구온난화에 기인한 것으로 지구온난화를 유발하는 온실가스 배출에 관한 관심이 지속해서 증가 하고 있다. 2019년 전 세계적으로 43.1조 톤의 이산화탄 소가 인간 활동으로 인하여 대기 중으로 배출되어 그 심각성은 점차 가중되고 있다(The World Counts, 2021). 또한, 한국의 경우 2018년 0.65기가 톤의 이산화탄소를 배출하여 전 세계 8위에 해당할 정도로 많은 온실가스를 배출하였다(Union of Concerned Scientists, 2021). 다양 한 산업으로부터 배출되는 온실가스에 대한 저감을 위 하여 다양한 노력들이 진행되고 있으며, 이러한 노력으 로 1997년 일본 교토에서 개최된 유엔 기후변화협약 (United Nations Framework Convention on Climate Change: UNFCCC) 당사국 총회에서 채택된 교토의정 서에 의하여 의무감축국으로 지정된 선진국에서는 온실 가스 감축이 산업 전반에 걸쳐 중요한 문제로 대두되어 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 2015년 프랑스 파리 에서 개최된 제21차 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사 국 총회에서 한국의 경우 2030년까지 BAU (Business As Usual) 대비 37%를 감축하기로 하였으며, 특히 수산 부분에서는 2020년 BAU 대비 4.8%의 감축 목표를 제 시하였다(Bae et al., 2019). 더 나아가, 한국의 경우 2021 년 기후적응 정상회의(Climate Adaptation Summit 2021)에서 2050년까지 탄소중립을 실현하겠다고 선언 함으로써 타 산업뿐만 아니라 수산분야 또한 온실가스 배출을 줄이는 것이 시급한 문제로 대두되고 있다.
수산업에서 발생되는 온실가스를 감소시키기 위한 최 근 연구로써, 선형 및 연소기관 관점에서의 온실가스 배출에 대한 연구들(Aanondsen, 1997;Curtis et al., 2006;Sterling and Goldsworthy, 2007;Sterling and Klaka, 2007;Choi et al., 2016)과 수산업에서 소요되는 에너지 및 온실가스 배출을 정량적으로 분석한 연구들 (Tyedmers, 2001;Ziegler and Hausson, 2003;Thrane, 2004a, 2004b;Hospido and Tyedmers, 2005;Ziegler, 2007;Pelletier and Tyedmers, 2007;Ellingsen et al., 2009;Schau et al., 2009;Winther et al., 2009;Ziegler et al., 2009;Lee et al., 2018a)이 수행됐으며, 수치해석 방법을 사용하여 어구의 유체역학적 저항이 가장 적은 형태로 어구 설계를 개선하여 유류소모량을 감소시키고 자 한 연구(Prior and Khaled, 2009;Lee and Lee, 2010;Lee et al., 2018b)가 진행되었다.
하지만, 한국 수산업 온실가스 배출에 대한 정량적 분 석 연구는 다른 선진국들에 비하여 시작 단계에 있으며, 또한 업종별 온실가스 배출량 연구에 국한되어 있으며 (Lee et al., 2010a;2010b;Lee and Lee 2011, Lee 2013, Lee et al., 2015, Kim et al., 2017, Lee et al., 2018a), 동일 어종을 어획하는 다양한 업종들에 대한 온실가스 배출량의 정량적 분석은 진행된 바 없다. 따라서, 향후 수산물에 대한 탄소성적표지(ISO 14020) 도입을 대비하 기 위하여서는 동일 어종을 어획하는 다양한 업종에 대한 온실가스 배출량에 대한 정량적 분석이 시급한 실정이다.
본 논문에서는 한국 주요 어종 중 갈치와 참조기를 어획하는 다양한 업종에 대한 연료소모계수를 도출하였 으며, 전과정 환경영향평가(Life Cycle Assessment: LCA) 방법을 적용하여 단위중량의 동일 어종을 생산하 는데 배출되는 온실가스량 및 연간 온실가스 배출량을 정량적으로 분석하였다.
재료 및 방법
국제적으로 산업 활동에서 발생되는 온실가스를 정량 적으로 분석하는 방법으로 전과정 환경영향평가 방법, 전과정 선별방법, 계측기를 통한 시스템 분석 방법들이 사용되고 있다(Lee, 2013). 본 연구에서는 전과정 환경 영향평가 방법을 적용하여 한국 주요 어종 중 갈치와 참조기를 어획하는 다양한 업종에 대한 최근 5년간 (2014∼2018년)의 단위생산량당 온실가스 배출량 및 연 간 온실가스 배출량을 정량적으로 분석하였다.
전과정 환경영향평가(Life Cycle Assessment: LCA)
전과정 환경영향평가는 요람에서 무덤까지의 분석 (Cradle to Grave)으로 제품 생산의 전 과정과 전 과정 중 제품 생산의 특정 과정들에 대한 해석(Cradle to Gate, Gate to Gate, Gate to Grave) 등으로 나눌 수 있으며, 그 정의는 목적에 따라 약간의 차이가 있다. 전자의 경 우, 원료 획득에서부터 제품 생산, 운송, 사용 및 폐기까 지의 제품의 전 과정에서 환경에 미치는 영향을 평가하 는 방법이다(Park, 2004). 후자의 경우, 재활용 단계 혹 은 폐기물 관리와 같은 단계를 생략하고 그 이전까지 단계에서 발생되는 환경 영향을 평가하는 방법이다.
LCA 방법의 구성은 목적 및 범위 정의, 목록 분석, 영향 평가 그리고 결과 해석의 4가지의 단계로 구성된다 (Fig. 1).
첫 번째 요소인 목적 및 범위 정의의 단계에서는 연구 의 목적, 범위, 기능 단위 등을 정하여 연구의 범위 및 정도를 설정하는 것이다. LCA는 그 사용 목적에 따라 수집하는 자료, 분석 방법, 결과가 다르므로 우선 LCA 를 어떠한 목적으로 사용할 것인가를 명확히 해야 한다 (Kim and Kim, 1995). 두 번째 요소인 목록 분석의 요소 는 상품, 포장, 공정, 물질, 원료 및 활동으로 발생하는 에너지 및 천연원료요구량, 대기 오염 물질 배출, 수질 오염 물질, 고형 페기물과 기타에 대한 기술적, 자료 구 축 과정이다. 세 번째 영향 평가는 목록에서 제시된 항목 에 가중치를 제시하는 과정이다. 마지막 요소인 결과 해석 단계에서는 LCA 결과를 정책 결정권자 또는 연구 자에게 결론과 조언의 형태로 전달시키는 과정이다.
시스템경계(System boundary)
주요 2개 어종(갈치, 참조기)을 어획하는 다양한 어업 의 LCA 분석을 위한 해석의 범위는 앞서 언급한 것과 같이 특정 과정들에 대한 해석(Gate to Gate) 방식을 적 용하였으며, 수산물의 어획 과정에 대하여 시스템경계 를 구성하였다. 어선이 항구에서 출항하여 어장으로 이 동 및 어획 활동을 한 후, 어획물을 항구로 운송하는데 발생되는 온실가스 배출량을 분석하는 경계 방법으로 설정하였다.
할당 방법(Allocation method)
전과정 환경영향평가를 수행하기 위한 분석 방법 설 정에는 질량 할당(Mass-based allocation) 방법과 경제적 할당(Economic allocation) 방법으로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 어획량과 유류 사용량의 질량을 이용하였기 때문에 질량 할당 방법을 적용하였다.
다수 어업에 의한 동일 어종(갈치, 참조기) 생산에 대 한 온실가스 배출량을 교차 분석하기 위하여 어종 생산 에 투입되는 어획 노력량이 상이함을 고려하여 어업별 동일 어종에 대한 유류 소모계수를 질량 할당 방법을 통하여 도출하였다.
질량 할당 방법에 따른 어획량과 유류 사용량의 상호 관계 및 동일 어종에 대한 업종별 교차분석을 위한 관계 를 아래의 식으로 나타내었다(Schau et al., 2009).
여기서, aij 는 어선 i 를 이용하여 어획된 어종 j 의 질량(kg), k는 어종, yij 는 어선 i 를 이용하여 어종 j 를 어획할 때 사용된 유류량(liter), xij 는 어선 i 를 이용하 여 어종 j 를 어획할 때의 유류 소모계수(liter/kg)이다.
어획량 데이터, 유류 사용량 데이터 및 어선 세력
어획량 데이터는 해양수산부 수산정보 포털(KFIP, 2020)에서 제공되는 자료를 사용하였으며, 유류 소모량 데이터는 면세유 판매 실적과 유류 사용량이 동일하다 는 가정하에서 면세유 판매실적(수협 유류관리 사업부 기준: Private communication)을 유류 사용량으로 사용 하였으며, 분석에는 최근 5년간(2014∼2018년)의 자료 를 이용하였다.
전과정평가(Life Cycle Assessment: LCA) 도구
업종별 온실가스 배출량을 분석하기 위하여 네덜란드 PRé Consultants의 SimaPro V9.1.1.1을 이용하였으며, LCA를 수행하기 위한 기초적인 목록(Life Cycle Inventory: LCI)은 스위스 LCI 센터의 Ecoinvent를 이용 하였다. 또한 환경에 영향을 주는 정도의 크기를 분석하 는 방법으로는 Impact 2002+를 이용하여 전과정평가를 수행하였다.
결과 및 고찰
업종별 생산량, 연료사용량 및 연료소모계수
최근 5년간(2014∼2018년) 갈치 및 참조기 어종들의 경우 각각 23개 업종 및 19개 업종에 의하여 어획되었으 나, 해당 어종들의 생산량 규모를 고려하여 연간 1,000 M/T 이상 어획하는 10개 업종(갈치) 및 6개(참조기) 업 종에 대하여 업종별 어획량 및 업종별 연간 어획량 중 해당 어종의 어획량 비중을 분석하였다.
해당 어종에 대한 생산량 분석 결과, 갈치를 어획하는 업종의 경우 2018년 기준으로 근해연승, 근해안강망, 연 안복합, 대형선망, 근해채낚기, 쌍끌이대형저인망, 서남 해구 쌍끌이중형저인망, 근해자망, 대형트롤, 연안개량 안강망의 순으로 높게 분석되었다. 또한, 2014년 쌍끌이 대형저인망이 12,166 M/T으로 가장 많은 생산을 보였으 나, 2015년부터 2018년까지 근해 연승이 6,569~13,892 M/T의 가장 높은 생산량을 보였으며, 특히 근해 연승은 생산량이 2014년부터 2016년까지 감소하다 이후 증가 하는 경향으로 분석되었다(Fig. 2(a)). 또한, 근해 연승의 경우 해당 업종의 연간 총 어획량 중 갈치의 어획량 비중 이 51.3~73.2%로 분석 대상 업종 중 가장 높은 것으로 분석되었다(Fig. 3(a)).
또한, 참조기를 어획하는 업종의 경우 2018년 기준으 로 근해자망, 근해안강망, 연안자망, 외끌이대형저인망 의 순으로 높게 분석되었다. 또한, 해당 분석기간동안 근해 자망 업종이 12,356~19,137 M/T으로 가장 많은 생산량을 보였으며, 2014년부터 2017년까지 생산량이 감소하다 2018년 소폭 증가하는 경향을 보였다(Fig. 2(b)). 또한, 해당 업종내의 연간 어획량 중 참조기의 어 획량 비중이 가장 높은 업종 또한 근해 자망으로 해당 업종의 연간 총 어획량 중 참조기 어획량의 비중은 29.1~38.5%로 분석되었다(Fig. 3(b)).
갈치와 참조기를 어획하는 업종들에 대한 유류 사용 량을 분석한 결과, 갈치를 어획하는 업종의 경우 2018년 기준으로 근해연승, 연안복합, 근해채낚기, 근해안강망, 쌍끌이대형저인망, 대형트롤, 서남해구 쌍끌이중형저인 망, 대형선망, 근해자망, 연안개량안강망의 순으로 높게 분석되었다. 특히, 연안복합이 연간 약 17,274~43,942 kl 로 유류 사용량이 2017년까지 지속적으로 증가하다 이후 감소하는 것으로 분석되었다. 근해연승의 경우 약 22,760~32,594 kl로 해당 분석기간동안 연간 유류 사용 량이 지속적으로 증가하는 것으로 분석되었으며, 2017 년 연안복합이 근해연승보다 더 많은 유류를 사용하였 으나 근해연승업종이 연안복합어업에 비하여 최대 약 28% 정도 많은 연료를 사용하는 것으로 분석되었다 (Fig. 4(a)). 2014년의 경우 쌍끌이 대형저인망에 의한 생산량이 근해연승에 비하여 약 25% 정도 높으나, 유류 소모량 측면에서는 근해연승어업이 쌍끌이 대형저인망 에 비하여 약 68% 많았으며, 2015년부터 근해 연승어업 의 생산량과 유류 소모량이 쌍끌이 대형기선저인망에 비하여 최대 약 3배 및 약 5배 높게 분석되었다.
또한, 참조기를 어획하는 업종의 경우 2018년 기준으 로 근해자망, 근해안강망, 외끌이대형저인망, 연안자망 의 순으로 높게 분석되었다. 해당 분석기간동안 근해자 망이 약 7,585~9,554 kl, 근해안강망이 약 2,846~7,680 kl를 소모하는 것으로 해당 업종 중 가장 많은 유류를 사용하는 것으로 분석되었으며, 근해자망 업종의 경우 근해안강망 업종과 비교해 최대 195% 정도 많은 연료를 사용하는 것으로 분석되었다(Fig. 4(b)).
동일 어종을 어획하는 여러 업종들에 대하여 앞서 제 시된 할당 방법으로 업종들에 대한 교차분석을 수행하여 갈치 및 참조기에 대한 유류 소모계수를 각각 Table 1 및 Table 2에 제시하였다.
갈치를 어획하는 업종들의 유류 소모계수는 연안복합, 근해채낚기, 근해연승의 높은 순으로 분석되었으며, 해당 분석기간동안 각각 3.93~5.06, 1.94~3.99, 2.35~3.47로 분 석되었다. 연안복합의 경우 2016년까지 증가하다 이후 지속적으로 감소하는 경향을 보였으며, 근해채낚기의 경 우 2015년 소폭 감소하다 이후 지속적으로 증가하였으며, 근해연승의 경우 2016년까지 증가하다 이후 지속적으로 감소하는 경향을 나타내는 것으로 분석되었다(Table 1).
참조기를 어획하는 업종들의 유류 소모계수는 연안자 망, 근해 안강망, 근해 자망의 순으로 높게 분석되었으며, 해당 분석기간동안 각각 1.25∼1.50, 0.76∼1.08, 0.44∼ 0.63으로 분석되었다. 연안자망의 경우 2015년까지 증가 하다 이후 지속적으로 감소하는 경향을 보였으며, 근해 안강망의 경우 2016년까지 지속적으로 증가하다 2017년 감소하다 이후 증가하는 경향을 보였다. 또한, 근해 자망 의 경우 2017년까지 지속적으로 증가하다 이후 감소하는 경향을 나타내는 것으로 분석되었다(Table 2).
업종별 단위 어획량당 온실가스 배출량
앞서 도출된 업종별 유류 소모계수(Table 1-2)를 통하여 전과정평가방법으로 최근 5년간(2014~2018년) 다양한 어 업에 의하여 갈치 1 kg 및 참조기 1 kg을 어획하여 부두까 지 운반하는데 발생되는 온실가스량을 분석하였다(Fig. 5).
분석 결과, 갈치를 어획하는 해당 업종(10개 업종)에 서 1 kg을 생산하기 위하여 배출되는 온실가스량은 2018년 기준 연안복합, 근해채낚기, 근해연승, 대형트 롤, 쌍끌이대형저인망, 서남해구 쌍끌이중형저인망, 근 해안강망, 근해자망, 연안개량안강망, 대형선망의 순으 로 높게 나타났다. 연안복합어업 및 근해연승의 경우 5년간 2016년까지 증가하다 이후 지속적으로 감소하는 경향을 보였으며, 근해채낚기 및 쌍끌이대형저인망의 경우 2016년까지 증가하다 2017년 감소후 다시 증가하 는 경향을 보였으며, 근해채낚기의 경우 온실가스 배출 량이 2014년 연안복합어업의 48% 수준이었으나 2018 년 89% 수준으로 증가하여 연안복합어업과 더불어 근 해채낚기 어업은 온실가스 배출량 저감을 위한 노력이 필요한 것으로 판단된다.
또한, 참조기를 어획하는 업종(6개 업종)에서 참조기 1 kg을 생산하기 위하여 배출되는 온실가스량은 연안자 망, 쌍끌이대형저인망, 외끌이대형저인망, 근해안강망, 근해자망, 연안개량안강망의 순으로 높게 분석되었다. 연안자망의 경우 2015년까지 배출량이 증가하다 이후 지속적으로 감소하는 경향을 보였으며, 근해안강망의 경우 2016년까지 증가하다 2017년 잠시 감소한 이후 증가하는 경향을 나타냈으며, 근해자망의 경우 2017년 까지 지속적으로 증가하다 감소하는 경향을 보였다. 연 안자망의 단위어획량당 온실가스 배출량에 비하여 근해 안강망 및 근해자망의 배출량 수준은 각각 60% 및 30% 수준으로 연안자망의 온실가스 배출량 감소를 위한 노 력이 필요한 것으로 분석되었다,
하지만, 쌍끌이대형저인망, 외끌이대형저인망 및 연 안개량안강망의 경우 어획량이 해당기간동안 지속적이 지 못하여 유의미한 의미는 없는 것으로 판단된다.
업종별 연간 온실가스 배출량
대상 어종을 1 kg 어획하는데 배출되는 온실가스 배 출량 결과 및 연간 대상 어종 생산량을 바탕으로 갈치 및 참조기를 어획하는 업종별 연간 온실가스 배출량을 분석 및 계산하였다(Fig. 6).
분석 결과에 따르면, 갈치를 생산하는 업종들의 연간 온실가스 배출량은 연안복합, 근해연승, 근해채낚기, 쌍 끌이 대형저인망, 근해채낚기, 근해안강망, 대형선망, 서 남해구 쌍끌이중형저인망, 대형트롤, 연안안강망어업 순으로 높게 분석되었다.
연간 온실가스 배출량 상위 3개 업종인 연안복합, 근 해연승, 근해채낚기의 경우 연안복합을 제외하고 지속 적으로 배출량이 증가하는 경향을 보였으며, 연안복합 의 경우 2018년 배출량이 전년도에 비하여 35% 감소 경향을 보였다.
2014년 기준으로 연안복합, 근해연승, 근해채낚기어 업에서 갈치를 어획하기 위한 연간 온실가스 배출량은 각각 74.7×103 t CO2 eq., 72.4×103 t CO2 eq., 11×103 t CO2 eq. 로 분석되었으며, 2018년 기준 각각 99.8×103 t CO2 eq., 103.8×103 t CO2 eq., 48.6×103 t CO2 eq. 로 분석되어 배출량이 전반적으로 증가하고 있는 것으로 분석되었다(Fig. 6(a)).
또한, 참조기를 생산하는 업종들의 연간 온실가스 배 출량은 근해자망, 근해안강망, 연안자망, 외끌이대형저 인망, 쌍끌이대형저인망, 연안안강망어업의 순으로 높 게 분석되었다.
연간 온실가스 배출량 상위 3개 업종인 근해자망, 근 해안강망, 연안자망의 경우 증가와 감소를 하는 경향을 보였으나, 근해안강망업종의 경우 2018년의 배출량이 2015년에 비하여 약 63% 감소한 것으로 분석되었다.
2014년 기준으로 근해자망, 근해안강망, 연안자망 어업 에서 참조기를 어획하기 위한 연간 온실가스 배출량은 각각 24.1×103 t CO2 eq., 17.9×103 t CO2 eq., 7×103 t CO2 eq. 로 분석되었으며, 2018년 기준 각각 26.8×103 t CO2 eq., 9.1×103 t CO2 eq., 5.9×103 t CO2 eq. 로 분석되어 근해자 망 업종을 제외한 타 업종들에서 전반적으로 연간 온실가 스 배출량이 감소한 것으로 분석되었다(Fig. 6(b)).
분석 결과 갈치를 생산하는 업종 중 연안복합어업은 생산 규모는 두 번째로 크지만 제일 많은 갈치를 생산하 는 근해연승에 비하여 생산량은 51% 수준이며 갈치 생 산을 위한 연간 온실가스 배출량은 약 96% 수준으로 생산에 비하여 매우 높은 수준의 유류를 사용하고 있는 것으로 나타나 향후 연안복합어업으로부터 갈치를 생산 하는데 온실가스 배출량을 저감시키기 위해서는 유류 사용 저감 방안이 필요할 것으로 판단된다. 또한, 참조기 를 생산하는 업종 중 생산 규모로 두 번째 및 네 번째인 근해안강망과 연안자망의 경우 가장 많은 참조기를 생 산하는 근해자망과 비교하여 생산량은 각각 24.5%와 7.7%이나 참조기 생산을 위한 연간 온실가스 배출량은 약 44.4% 및 20.8% 수준으로 생산에 비하여 과다한 유 류를 사용으로 인하여 높은 수준의 온실가스를 배출하 고 있는 것으로 분석되었다. 대상어종을 어획하는데 높 은 온실가스 배출 수준을 보인 업종들의 경우 주 대상어 종이 타 어종인 경우가 많지만 온실가스 배출량 규모 측면에서 향후 관리가 필요할 것으로 판단된다.
결 론
본 논문은 갈치 및 참조기를 어획하는 업종들의 온실 가스 배출량을 정량적으로 파악하기 위해서 전과정 환 경영향평가방법을 이용하여 최근 5년간의 생산량 및 에 너지 사용실태를 조사하였으며, 동일어종을 생산하는데 요구되는 어획 노력량이 상이함을 고려하여 유류 소모 계수를 도출하고 국내 수산물 소비패턴을 고려한 시스 템경계를 도출하였다. 분석 결과 갈치 1 kg을 생산하기 위하여 배출되는 온실가스량은 연안복합, 근해채낚기, 근해연승, 쌍끌이대형저인망어업의 순으로 높게 나왔으 며, 참조기 1 kg을 생산하기 위하여 배출되는 온실가스 량은 연안자망, 쌍끌이대형저인망, 외끌이대형저인망, 근해안강망, 근해자망, 연안개량안강망의 순으로 높게 분석되었다. 또한, 갈치 어종을 생산하는데 배출되는 업 종별 연간 온실가스 배출량 측면에서는 연안복합, 근해 연승, 근해채낚기, 쌍끌이대형저인망, 근해채낚기, 근해 안강망, 대형선망, 서남해구 쌍끌이중형저인망, 대형트 롤, 연안안강망어업의 순으로 높게 분석되었으며, 참조 기의 경우 근해자망, 근해안강망, 연안자망, 외끌이대형 저인망, 쌍끌이대형저인망, 연안개량안강망어업의 순으 로 높게 분석되었다. 특히, 갈치를 어획하는 업종에서는 연안복합어업, 참조기를 생산하는 업종에서는 근해안강 망, 연안자망업종이 생산량에 비하여 배출하는 온실가 스량이 높은 것으로 분석되어 향후 온실가스 배출량을 감축하기 위하여 많은 노력이 필요할 것으로 판단된다.