한국농림기상학회지, 제 17권 제4호(2015) (pISSN 1229-5671, eISSN 2288-1859)
Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology, Vol. 17, No. 4, (2015), pp. 358~383
DOI: 10.5532/KJAFM.2015.17.4.358
ⓒ Author(s) 2015. CC Attribution 3.0 License.


‘탄소발자국’ 개념의 발전 과정과 농림 부문에서의 활용 전망

최성원(1), 김학영(1), 김 준(1),(2)
(1)국가농림기상센터, (2)서울대학교 생태조경지역시스템공학부/협동과정 농림기상학전공/그린바이오과학기술원

(2015년 10월 30일 접수; 2015년 12월 8일 수정; 2015년 12월 15일 수락)

Development of ‘Carbon Footprint’ Concept and Its Utilization Prospects in the Agricultural and Forestry Sector

Sung-Won Choi(1), Hakyoung Kim(1), and Joon Kim(1),(2)
(1)National Center for AgroMeteorology,
(2)Department of Landscape Architecture and Rural Systems Engineering/Interdisciplinary Program in Agricultural &
Forest Meteorology/Institute of Green Bio Science and Technology, Seoul National University

(Received October 30, 2015; Revised December 8, 2015; Accepted December 15, 2015)

ABSTRACT
The concept of ‘carbon footprint’ has been developed as a means of quantifying the specific emissions of the greenhouse gases (GHGs) that cause global warming. Although there are still neither clear definitions of the term nor rules for units or the scope of its estimation, it is broadly accepted that the carbon footprint is the total amount of GHGs, expressed as CO2 equivalents, emitted into the atmosphere directly or indirectly at all processes of the production by an individual or organization. According to the ISO/TS 14067, the carbon footprint of a product is calculated by multiplying the units of activity of processes that emit GHGs by emission factor of the processes, and by summing them up. Based on this, ‘carbon labelling’ system has been implemented in various ways over the world to provide consumers the opportunities of comparison and choice, and to encourage voluntary activities of producers to reduce GHG emissions. In the agricultural sector, as a judgment basis to help purchaser with ethical consumption, ‘low-carbon agricultural and livestock products certification’ system is expected to have more utilization value. In this process, the ‘cradle to gate’ approach (which excludes stages for usage and disposal) is mainly used to set the boundaries of the life cycle assessment for agricultural products. The estimation of carbon footprint for the entire agricultural and forestry sector should take both removals and emissions into account in the “National Greenhouse Gas Inventory Report”. The carbon accumulation in the biomass of perennial trees in cropland should be considered also to reduce the total GHG emissions. In order to accomplish this, tower-based flux measurements can be used, which provide a direct quantification of CO2 exchange during the entire life cycle. Carbon footprint information can be combined with other indicators to develop more holistic assessment indicators for sustainable agricultural and forestry ecosystems.

Keyword: carbon footprint, greenhouse gases, carbon labelling, life cycle assessment

MAIN

I. 서 론

   ‘기후변화’는 21세기에 들어서면서 대중 매체에 자주 등장하는 용어 중의 하나가 되었으며, 그만큼 이것이 우리의 삶에 미치는 영향 또한 점점 더 커지고 있다. 2014년 11월 덴마크 코펜하겐에서 열린 제40차 기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 회의에서 승인된 “기후변화 2014 종합보고서 (Climate Change 2014: Synthesis Report)”에 따르면, 인간이 기후 시스템에 명백한 영향을 미치고 있고, 최근 배출된 인위적 온실가스의 양은 관측 이래 최고 수준이며, 기후변화는 인간계와 자연계에 광범위한 영향을 주고 있음을 확인할 수 있다(IPCC, 2014). 이에 맞서 2015년 말 프랑스 파리에서 개최된 제21차 유엔기후변화협약(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) 당사국 총회(Conference of the Parties, COP 21)에서는 2020년 이후 적용될 ‘신 기후체제’에 대한 협상이 이루어졌다. 그 결과, 지구 평균 기온의 상승폭을 산업화 이전과 비교해 1.5℃ 이하로 억제할 수 있도록 노력하며, 선진국과 개발도상국이 모두 기후 재앙을 막기 위해 책임을 분담하여 동참하고, 5년마다 국제사회가 공동으로 195개 모든 당사국들이 온실가스 감축 계획을 담은 자발적 기여 방안(Intended Nationally Determined Contributions, INDCs)을 이행하는지 검증하도록 구속력을 두었다. 미국·중국·인도 등이 적극적으로 참여하지 않아 유명무실했던 교토의정서(Kyoto Protocol)와는 달리 주요 국가들이 모두 동참하게 된 데에는 재생 및 대체 에너지 기술의 급격한 발달과 함께 과학계 전문가 집단의 의견이 상당한 일치를 이루면서 정책에 반영된 결과라고 할 수 있다(Aichele and Felbermayr, 2012; Cook et al., 2013). 이와 같이 국제적인 움직임이 활발해지고 압력이 강화되면서, 유엔을 중심으로 세계 각국의 정부와 관련 기관, 기업들은 전 지구적 기후변화에 대처할 대책을 마련하기 위해 여러 가지 경감 및 적응 활동을 준비하고 또 실행에 옮겨왔다 (Suh,2004; Yun, 2007; Matthews et al., 2008; Brenton et al., 2009; Kim, 2015). 이러한 노력들 중에서 주목할 만한 것들을 Table 1에 시기 순으로 정리하였다.

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   우리나라는 2008년 ‘저탄소 녹색성장 비전’의 선포를 통해 온실가스와 환경오염을 줄이고 녹색기술과 청정에너지로 신성장동력과 일자리를 창출하고자 했으나, 이러한 비전을 태동시킨 근본적인 목적이 제시되어 있지 않았다(Kim, 2009). 그 후 2009년 11월에 2020년 배출량 전망값(Business As Usual, BAU) 대비 30% 감축을 중기 국가 온실가스 감축목표로 공식 선언하고, 2011년 7월 부문·업종·연도별 감축목표를 결정하였다. 또한 2012년 개발도상국의 온실가스 감축 및 적응 활동을 지원하기 위해 설립된 녹색기후기금(Green Climate Fund, GCF)의 사무국을 인천 송도에 유치하는 데 성공하여 그 활동을 지원하고 있다. 2014년 12월에는 유엔기후변화협약에 따른 “제1차 대한민국 격년갱신보고서”를 발간하여, 국가 온실가스 감축목표 달성을 위한 로드맵 수립, 온실가스·에너지 목표관리제, 배출권 거래제 시행 준비와 같은 그간의 노력을 소개하였다(GIR, 2014a). 그러나 우리나라의 2012년 현재온실가스 총 배출량은 688.3 백만 톤 CO2e에 달하며, 토지 이용·토지 이용의 변화 · 임업(Land Use, Land Use Change and Forestry, LULUCF) 분야의 온실가스 흡수량을 고려한 순 배출량은 637.4 백만 톤 CO2e로서 (Fig. 1), 그 순위는 미국·러시아·일본·독일·캐나다 다음이고 의무감축국이 아닌 중국과 인도를 포함하면 세계 8위에 해당한다(GIR, 2014b). 이러한 우리나라의 온실가스 배출 수준과 경제적 위상, 이미 언급한 국제적인 추세 등을 종합적으로 고려해볼 때, 그 위치에 걸맞은 장기적인 감축목표의 설정과 추가적인 감축수단의 검토가 필요한 시점이다. 그에 따른 파장은 온실가스 배출량 산정의 기준이 되는 각 부문에 고르게 미칠 수밖에 없을 것이며, 2012년 국가 전체 배출량의 약 3.2%를 차지했던 농업 분야와 전체 배출량의 약 7.4% 수준의 순 흡수량을 기록했던 LULUCF 분야도 예외는 아닐 것이다.

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   ‘탄소발자국(carbon footprint)’은 위와 같은 배경 속에서 구체적인 온실가스 배출량을 정량화하기 위한 수단으로서 2005년을 전후한 시점으로부터 본격적으로 등장하기 시작하였으며, 최근에는 기후변화 및 온실가스와 관련된 여러 분야에서 널리 사용되고 있다(예로, Ercin and Hoekstra, 2012). 이 용어의 폭넓은 쓰임새에도 불구하고, 보편적으로 인정되는 명확한 정의가 처음부터 존재하지 않았을 뿐만 아니라 그 단위 또한 혼란스럽게 사용되고 있지만, 인간의 생산 및 소비 활동과 관련된 온실가스 배출량을 나타낸다는 데 최소한의 공감대를 이루고 있다(Wiedmann and Minx, 2007; Finkbeiner, 2009; Peters, 2010; Pandey et al., 2011; Wright et al., 2011). 본래 이 용어는 1990년대에 소개된 ‘생태 발자국(ecological footprint)’에 뿌리를 두고 있으며(Rees, 1992), 탄소발자국 외에도 ‘물 발자국(water footprint)’, ‘에너지 발자국(energy footprint)’, ‘질소 발자국(nitrogen footprint)’ 등 여러 용어들이 파생되어 나오고 있다. 그러나 누가 언제 이 용어를 처음으로 사용하였는지는 분명치 않으며, 이미 2000년대 초반의 신문기사에서 발견되고 있고, 2005년 영국의 석유화학기업 British Petroleum(BP)의 언론 홍보활동을 통해 그 개념이 크게 확산되었다(Ercin and Hoekstra, 2012). 탄소발자국의 정의에 대해 집중적인 조사를 벌였던 Wiedmann and Minx(2007)에 따르면, 학계가 본격적으로 탄소발자국에 관심을 갖기 시작한 것은 이미 그 개념이 민간 기업과 조직에 폭넓게 퍼진 이후였으며, 의미가 다른 여러 정의들이 사용되고 있었다(Table 2). 그들은 조사를 진행하면서 (1) 탄소발자국에 포함되는 물질의 범위, 즉 탄소발자국에 이산화탄소(CO2)만 포함되는지, 혹은 탄소를 기반으로 하는 메탄(CH4)과 같은 온실가스도 포함되는지, 혹은 아산화질소(N2O)처럼 탄소를 갖고 있지 않는 다른 온실가스도 포함되는지, (2) 탄소발자국의 측정 경계, 즉 직접적인 현장 배출만 포함할 것인지 아니면 상위 공정에 들어가 있는 간접 배출도 포함할 것인지, (3) 탄소발자국의 측정 단위, 즉 질량 단위의 이산화탄소 상당량 (CO2 equivalents, CO2e)으로 측정할 것인지, 혹은 면적 단위로 할 것인지, 혹은 시간 단위로 할 것인지를 설명하고자 하였다. 그 결과, ‘탄소발자국은 개인이나 조직의 활동에 의해 직간접적으로 발생되거나 어떤 생산물의 생애 전 단계에 걸쳐 누적 배출된 이산화탄소의 총량을 측정하는 것’이라 제안하였다. 그러나 현실에 있어서는 기업들이 탄소 상쇄조치(carbon offsetting)를 통해 자신들의 탄소발자국을 감소시키는 방식을 선호하고 있으며, 이산화탄소뿐만 아니라 관련된 다른 온실가스의 총량을 측정하는 의미로 사용되는 경우가 점점 더 늘어나고 있다(Ercin and Hoekstra, 2012). 따라서 어디에서든 탄소발자국이라는 용어를 사용함에 있어 그 의미와 범위, 단위 등을 정확히 밝히는 것이 선행되어야만 한다. 탄소발자국은 개인이나 조직을 대상으로 할 수도 있지만, 일반적으로는 개별 제품(모든 유형 무형의 상품과 서비스 포함)의 배출량을 산정하는 경우와 범위를 넓혀 산업 부문별 또는 국가별 배출량을 산정하는 경우로 크게 나누어진다.

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   이 연구에서는 환경 및 기후변화와 관련된 여러 상황에서 사람들의 입에 널리 회자되고 있는 ‘탄소발자국’의 포괄적인 의미를 검토하고, 그 개념의 발전 과정, 연구 동향, 활용 사례 등을 소개한다. 또한 제품에 대한 탄소발자국의 일반적인 산정 절차를 살펴보고, 농림 부문의 탄소발자국 산정 과정에서 나타나는 특징과 문제점들을 알아본다. 마지막으로 농림 부문에서 탄소발자국이 기여할 수 있는 부분에 대한 전망을 다루고, 국가농림기상센터에서 구축중인 이산화탄소 플럭스 관측 자료를 활용하여 탄소발자국과 연계할 수 있는 방안을 제시함으로써 이해의 폭을 넓히고자 하였다.

II. 탄소발자국의 발전 과정과 이용 현황

2.1. 여러 발자국들의 종류와 쓰임새

   탄소발자국을 비롯한 여러 종류의 ‘발자국’ 개념들은 사실 대다수가 ‘지속가능성’ 또는 ‘지속가능한 발전’과 밀접하게 연관되어 발전해왔다. 지속가능성의 개념은 ‘미래 세대가 그들 스스로의 필요를 충족시킬 수 있도록 하는 능력을 저해하지 않으면서 현재 세대의 필요를 충족시키는 것’으로서(WCED, 1987), 환경적·경제적·사회적 요소들이 통합되어 나타난다(Jørgensen et al., 2008). 지속가능성을 측정하기 위해 개발된 여러 지표들에 대한 자세한 설명은 Ness et al.(2007), Hák et al.(2012), Singh et al.(2012) 등에서 찾아 볼 수 있다.
   일반적으로 ‘발자국’은 인간에 의한 천연자원의 사적인 이용을 설명하는 정량적인 척도로서, 인간의 여러 활동이 전 지구적 지속가능성에 유형 무형의 부담과 영향을 얼마나 줄 수 있는지를 나타낸다( u ek et al., 2012). 발자국은 그 용어가 주는 의미상 면적 단위로 측정이 이루어짐을 내포하고 있지만, 에너지·질량·시간·부피 등과 같이 다른 단위로 기본적인 측정이 이루어진 값을 면적 단위로 전환하는 과정에서 기본 가정이 달라지거나 오차가 발생할 가능성이 매우 커진다. 따라서 실제로는 생태 발자국 및 그 계열에 속하는 일부 지표들을 제외하면 대개 면적 단위로 정의되지 않는다. 현재까지 개발된 발자국들은 주로 생태 발자국·탄소발자국·물 발자국 등의 범주에 속한다(Galli et al., 2012). 이 외에도 사회 및 경제 지표 관련 발자국들이 있으나 그 정의나 측정 단위가 명확하지 않은 경우도 있다. 그러나 계속 확장되고 있는 발자국 관련 어휘들이 정책적 혼란과 일반적 오해를 불러일으킬 수 있으므로, 정확한 용어 사용·일관된 방향성·투명한 문서화 등이 요구된다(Ridoutt et al., 2015).
   대표적인 환경 관련 발자국인 ‘생태 발자국’은 인간의 일상 생활에 필요한 음식·물·에너지 등을 공급하고 그 폐기물의 처리 수요를 감당하는 데 들어가는 총토지 면적을 측정하며, 그 결과는 어떤 상품이나 서비스의 연간 소비량에 대한 1인당 토지 면적으로 나타난다 (Wackernagel and Rees, 1996). 단위로는 글로벌 헥타르 (global hectare, gha)를 사용하는데, 1 글로벌 헥타르는 어떤 주어진 해에 생물적 생산력이 있는(bioproductive) 지구 상의 모든 육지와 바다로부터 계산된 전 세계 평균 생산력을 지닌 1 헥타르의 육지나 바다로 정의된다. 이 때, 경작지·목초지·어장·숲 등은 생물적 생산력을 지닌 곳에 포함되지만, 사막·빙하·공해 등은 제외된다(https://en.wikipedia.org/wiki/Global_hectare). 이 개념은 또한 하나의 단일 상품으로부터 가계, 도시, 지역, 국가 그리고 인류 전체에 이르기까지 규모에 따라 다양하게 적용될 수 있다(http://www.footprintnetwork.org/en/index.php/GFN/). 생태 발자국은 인간의 활동을 폭넓게 추적하여 생태계의 주요 구성요소인 생물권에 가해지는 인간의 압력이 미치는 환경적 효과를 이해하는 데 도움을 주지만, 획득한 자료를 면적 단위로 전환하는 과정에 문제의 소지가 있고, 자료의 가용성·불확실성·지리적 특수성 등에 따라 활용도가 제한되는 단점이 있다( u ek et al., 2012).
   생태 발자국 및 탄소발자국과 함께 비교적 최근에 개발된 ‘물 발자국’은 제품을 생산할 때 소비되는 물의 양을 뜻하는 가상수(virtual water)의 개념에 기반을 두고 있다(Allan, 1998). 물 발자국은 전통적인 생산 부문 기반의 물 이용 지표에 추가하여 소비 기반의 물 이용 지표에 대한 요구에 따라 2002년에 도입된 것으로, 인간에게 필요한 상품과 서비스를 생산하고 소비하는 과정에서 사용되거나 오염되는 물의 총량으로 정의된다(Herva et al., 2011). 이것은 녹색(green), 청색(blue) 그리고 회색(grey)의 세 가지 발자국으로 구성된다. 녹색 물 발자국(green water footprint)은 토양 내의 뿌리 층에 토양수분으로 저장되었다가 증발산 또는 식물에 흡수되는 빗물의 소비량으로서 주로 농림 분야의 생산물과 관련이 있다. 청색 물 발자국(blue water footprint)은 지표수 또는 지하수로부터 공급되는 물의 소비량으로서 관개 농업 그리고 산업 부문 및 가정의 물 사용과 관련이 있다. 회색 물 발자국(grey water footprint)은 오염된 물을 희석하여 표준 상태의 수질로 정화시키는 데 필요한 물의 양으로서 직간접적인 경로를 통해 수원지로 배출되는 고정오염물질들을 고려한다. 물 발자국은 단위 시간 당 또는 단위 제품 당 소비(증발, 증산 내지 제품에 포함)되거나 오염된 물의 부피로 측정되며, 보다 자세한 자료는 Water Footprint Network의 홈페이지(http://waterfootprint.org/)에서 얻을 수 있다. 물은 특정 장소에 국한된 자원일 뿐만 아니라 계절에 따라서도 그 여건이 달라지므로, 물 발자국은 물 사용과 오염의 지리적·시간적 특징을 뚜렷이 보여주는 지표라고 할 수 있다(Ercin and Hoekstra, 2012).
   Galli et al.(2012)은 생태 발자국, 탄소발자국 및 물 발자국을 주변 환경에 미치는 인간의 압력을 추적할 수 있는 일련의 지표들로 정의하고, 생태계를 구성하는 생물권, 대기권 및 수권을 각각 감시할 수 있다고 보았다. 지금까지 다룬 세 가지 발자국 외에도 환경 지표와 관련된 여러 다른 발자국들이 제안되었다. 여기에는 비식량(non-food), 비사료(non-feed) 에너지를 공급하는 데 사용되는 모든 면적의 합으로 정의되는 에너지 발자국(energy footprint), 상품이나 서비스가 야기하는 대기·물·토양으로의 배출량을 면적 단위로 계산하는 배출 발자국(emission footprint), 인간 활동의 결과로서 환경으로 배출된 반응성 질소(Nr, N2를 제외한 모든 질소 화합물)의 양을 측정하는 질소 발자국(nitrogen footprint), 산림·바이오매스 재배지·인공 구조물·목초지·경작지 등 토지의 용도에 따른 토지 발자국(land footprint), 토지 이용의 변화·생물 자원의 지속 불가능한 남획·외래종의 침입 등의 결과로 나타나는 생물다양성의 손실을 측정하는 생물다양성 발자국
(biodiversity footprint) 등이 포함된다( u ek et al., 2012).
   지속가능성의 사회적·경제적 요소를 측정하는 데 이용되는 발자국 지표들은 대부분 최근에 등장했고 잘 알려져 있지 않기 때문에 대략적인 종류만 열거하기로 한다. 사회 지표 관련 발자국에는 어떤 기관의 사회적 지속가능성 수행 성과를 정량화하여 측정하는 사회적 발자국(social footprint), 잠재적 인권 실천 상황을 나타내어 정치적 조치와 제도적 변화를 이끌어 내기 위한 인권 발자국(human right footprint)을 비롯하여, 부패 발자국(corruption footprint), 빈곤 발자국(poverty footprint), 온라인 사회 발자국(online social footprint), 직무 발자국(job footprint), 작업 환경 발자국(work environmental footprint), 식량-에너지 발자국(food-toenergy footprint), 건강 발자국(health footprint) 등이 있다. 그리고 경제 지표 관련 발자국으로는 재정 발자국(financial footprint)과 경제 발자국(economic footprint)등이 문헌에 나타나지만, 정확한 정의나 단위가 설정되어 있지는 않다( u ek et al., 2012).

2.2. 탄소발자국과 관련한 연구 동향

   탄소발자국이라는 용어가 널리 사용되기 시작한 시기가 상대적으로 짧지만, 그 짧은 기간 동안 투여된 연구 노력은 폭발적으로 증가하여 그와 관련된 동향을 파악하는 것이 쉽지 않다(Fig. 2). 국외에서의 활발한 연구 성과와는 달리 국내의 경우에는 그 수가 매우 적다. 탄소발자국과 관련한 주요 연구 성과들을 되짚어보고 그 동향을 살펴보기 위해 구글 학술(http://scholar.google.co.kr/) 및 Scopus(http://www.scopus.com/) 검색을 활용하였다.

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   ‘탄소발자국’을 주제어로 하여 검색된 총 430여 편의 국내 관련 문헌(2015년 8월 말 현재) 중에서, 제목에 포함된 것은 16 편에 지나지 않는다. 중복된 검색 결과를 제외하면 그 수는 더욱 줄어든다. 제목에 포함된 문헌들을 살펴 보면, 크게 환경 교육과 관련된 연구(Yeo et al., 2012; Lee et al., 2013; Oh and Lee, 2013)와 산업 제품들에 대한 탄소발자국 산정에 관한 연구(Ju et al., 2012; Kwak et al., 2012; Kim et al., 2013)로 나누어지며, 농업 부문을 다루고 있는 것은 Deurer et al.(2011)의 “과수의 탄소발자국 표지를 위한 LCA 동향 및 해석”이 유일하다. 이들은 우리나라의 경우 제품의 탄소발자국을 표시하는 ‘탄소성적표지제도’에서 아직까지 농산물을 그 인증 대상에서 제외하고 있음을 지적하며, 선진국 및 국제표준화기구(International Standardization Organization, ISO)의 방법들을 준용하여 조속히 관련 제도를 도입할 것을 제안하였다. 제목과 관계없이 관련 문헌으로 검색된 것들은 주로 전과정평가(life cycle assessment, LCA)와 연계된 상품이나 서비스의 온실가스(또는 탄소) 배출량 산정, 기후변화 및 그에 관한 교육, 탄소성적표지제도와 그에 따른 소비자의 선택 및 사회적·정책적 접근법 등을 다루는 과정에서 탄소발자국의 개념이 등장한다. 그 중에서 농림 분야와 관련된 주요 문헌들을 Table 3에 정리하였다. 국내의 경우, 한국전과정평가학회, 한국기후변화학회, 한국토양비료학회, 한국유기농업학회, 한국농림기상학회 등이 이 주제와 관련하여 비교적 활발한 참여를 보이고 있다.

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   인터넷 학술 논문 검색 사이트인 Scopus를 사용하여 ‘carbon footprint’를 주제어로 국외 문헌들을 검색하면, 총 8,000여 편의 관련 문헌이 등장하며, 지난 십 년간 그 수가 약 30배 가량의 비약적인 증가를 보인다(Fig. 2). 연구 주제별로 살펴보면, 환경과학(38%), 공학(26%), 에너지(14%), 농업 및 생명과학(10%) 분야가 주를 이루고 있다. 탄소발자국을 직접 다루고 있는 논문들의 경우, 크게 (1) 탄소발자국의 정의와 경계 및 방법론적 접근법과 같이 이론적인 부분을 주제로 한 것들(예로, Matthews et al., 2008; Weidema et al., 2008; Pandey et al., 2011; Wright et al., 2011), (2) 연구 초기에 많이 등장하였던 국가·도시·지역·부문별 온실가스 배출량의 산정 및 분석과 관련된 것들(예로, Weber and Matthews, 2008; Druckman and Jackson, 2009; Hertwich and Peters, 2009; Sovacool and Brown, 2010; Minx et al., 2013), (3) 조달, 생산, 인벤토리 관리 등 경영상의 의사결정을 위한 탄소 발자국 모델링에 관한 것들(예로, Sundarakini et al., 2010; Hua et al., 2011; Benjaafar et al., 2013), (4) LCA를 활용한 개별 상품이나 서비스의 탄소발자국 산정 기법과 관련된 것들(예로, Friedrich et al., 2009; R拓s et al., 2010; Dias and Arroja, 2012; Weber and Clavin, 2012), (5) 환경 관련 지속가능성을 평가하는 지표로서 탄소발자국을 다룬 것들(예로, Dubey and Lal, 2009; Laurent et al., 2012; Rugani et al., 2013) 등이 있다. 그 외에 농림 분야와 관련해서는, 농업 부문에서 발생하는 온실가스 배출량을 작물의 종류와 경작 방식에 따른 분석(Hillier et al., 2009), 산림파괴로 인한 이산화탄소 배출 수지의 재분석(Van der Werf et al., 2009), 낙농 생산 시스템의 탄소발자국(Rotz et al., 2010), 경작 방식의 다양화를 통한 탄소발자국 저감 효과(Gan et al., 2011), 늘어나는 인구를 부양하기 위해 증산에 힘을 쏟았던 중국 농업 부문의 탄소발자국 산정(Cheng et al., 2011), 임산물의 전과정평가에서 온실가스 배출량 및 흡수량 처리에 관한 여러 접근법들의 요약·분석·평가(Helin et al., 2013), 여러 유형의 육류에 대한 전과정평가를 통한 환경 지표로서의 탄소발자국 평가(R拓s et al., 2013), 캐나다 낙농 제품의 탄소발자국 계산과 관련된 문제 논의(Vergé et al., 2013) 등이 있다.

2.3. 탄소발자국의 활용 사례-탄소성적표지제도(carbon labelling)

   탄소발자국을 개별 상품이나 서비스에 대해 표시함으로써, 소비자들에게는 비교·선택의 기회를 제공하고 생산자들의 자발적인 온실가스 배출 감축 활동을 장려하기 위한 정책이 ‘탄소성적표지(carbon labelling)’ 제도이다. 이 제도는 환경적 측면에서 지속가능한 발전의 바탕이 될 뿐만 아니라 경제적 측면에서 제품이나 서비스의 경쟁력을 강화하여 해당 기업 또는 국가의 이미지를 향상시키기 위해 유용하게 활용될 수 있다(Deurer et al., 2011). 그러나 실제로는 국내·외를 막론하고 평소 환경 의식이 높은 소비자들일수록 탄소성적표지를 고려한 소비 활동을 벌이지만, 일반 소비자들에게는 잘 알려지지 않아 그들의 구매 행동에 실질적인 영향을 주지 못하므로 더 많은 홍보와 정책적 지원의 필요성이 지적되었다(Kim and Shin, 2010; Upham et al., 2011; Vanclay et al., 2011; Hartikainen et al., 2014; Jung and Cho, 2014).
   탄소성적표지제도는 2007년 영국에서 시작되어 스위스, 스웨덴 등의 유럽 국가를 비롯하여 미국과 캐나다는 물론 일본, 태국, 대만 등의 아시아 국가로까지 세계 전역으로 지속적으로 확산되어 왔다(Boardman, 2008; Kim et al., 2009; Hong, 2012). 이 제도를 시행하고 있는 국가들은 일반적으로 자발적인 인증 기준을 채택하거나 영국표준협회(British Standards Institute, BSI)의 공개 활용 규격(Publicly Available Specifications, PAS) 2050 및 2060, ISO 14025, ISO 14040, ISO 14044, ISO 14067 등의 국제 표준을 토대로 제품의 탄소발자국을 산정한다(Table 4). EU 차원에서는 이미 2000년부터 환경오염을 덜 일으키거나, 자원·에너지를 절약할 수 있는 친환경 제품에 대한 품질 인증 제도인 Eco Flower 제도(http://ec.europa.eu/environment/ecolabel/index_en.htm)를 시행하고 있으며, 최근에는 이 제도의 적용 범위와 등급 표시의 강화를 통해 보급과 활용을 더 확대하고 있다. 특히 세계적으로 400여 개가 넘는 환경 관련 라벨들로 인해 발생하는 소비자의 혼란과 불신을 없애기 위해, 관련 제도를 통합 및 정비하고 검증 절차를 강화하여 ‘유럽연합 제품 환경 발자국(EU Product Environmental Footprint)’이라는 새로운 시범 사업을 진행하고 있다. 현재 비영리기관을 통해 탄소성적표지제도를 운영하고 있는 국가로는 영국과 호주(Carbon Trust), 스위스(Climatop), 미국(Climate Conscious), 캐나다(Carbon Counted) 등이 있고, 태국(태국온실가스관리기구)과 타이완(환경보호처) 등은 정부산하기관이 담당하고 있으며, 일본(일본산업환경관리협회)이나 프랑스(Casino Group)처럼 민간기업이 자체적으로 운영하는 경우도 있다. Schaefer and Blanke(2014)는 여러 국가와 기관의 탄소성적표지를, (1) 배출량을 숫자로 표기하는 방식, (2) 배출 강도를 색으로 나타내는 방식, (3) 배출량을 조금 더 포괄적인 다른 지표(예를 들어, 자동차 운행거리)로 변환하여 보여주는 방식, (4) 어떤 상품 범주 내에서 일정 범위의 최상급 제품에만 일시적으로 인증하는 방식, (5) 웹 기반의 정보에 접근할 수 있도록 QR(Quick Response) 코드로 부착하는 방식을 비롯하여 총 10 가지 범주로 구분하였다(Fig. 3).

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   우리나라의 탄소성적표지제도는 “저탄소 녹색성장 기본법” 제57조, “환경기술 및 환경산업 지원법” 제18조, 그리고 “탄소성적표지 인증업무 등에 관한 규정(환경부 고시 제 2014-150호)”에 의거하여 2009년 2월부터 본격적으로 시행되었다. 환경부에서 주관하는 이 제도는 기업의 자발적인 참여에 의한 인증 제도로서 상품이나 서비스의 원료 채취, 생산, 수송 및 유통, 사용, 폐기 등 전과정에서 발생하는 온실가스 배출량을 CO2로 환산한 정보를 소비자에게 공개함으로써 지속가능한 소비·생산 체계의 구축을 유도하여 기후변화에 대응하는 데 목적을 두고 있다(KEITI, 2015a). 현재 한국환경산업기술원이 환경부로부터 탄소성적표지제도의 운영을 위탁 받아 “탄소성적표지 작성지침” 제정 및 개정 업무, 인증 및 사후관리 업무 등을 처리하고 있다. 이 제도는 탄소 배출량 인증(1단계), 저탄소제품 인증(2단계), 탄소중립제품 인증(3단계)으로 구성되어 있으며, 각 단계의 인증 심사를 통과한 후에 사용할 수 있는 마크가 Fig. 4에 나타나 있다. 기업이 자발적으로 상품이나 서비스의 전과정에서 발생되는 온실가스 배출량을 정량적으로 산정한 후에 인증 심사를 통과하게 되면 1단계의 탄소 배출량 인증이 이루어진다. 2단계의 저탄소제품 인증은 1단계 인증을 받은 제품 가운데 탄소 배출량이 동종 제품군의 평균 배출량보다 더 적거나 정부의 국가 온실가스 감축목표에 따라 배출량을 줄인 경우에, 3단계의 탄소중립제품 인증은 2단계 인증을 받은 저탄소제품 중에서 탄소배출권을 구매하거나 산림 조성 사업 등을 통해 배출된 온실가스의 양을 상쇄하여 영(zero)으로 만드는 경우에 부여된다. 2015년 8월 말까지 200개 기업의 366개 사업장에서 1,812개 제품 또는 서비스가 탄소성적표지 인증을 받았다. 보다 자세한 사항은 한국환경산업기술원 홈페이지(http://www.keiti.re.kr/home/index.do)나 탄소(환경)성적표지 홈페이지(http://www.edp.or.kr/)에서 찾을 수 있다. 주의해야 할 점은 명칭에 ‘탄소’를 쓰고 있지만, 그 의미는 온실가스 전체를 나타내고 있다는 것이다. 그리고 모든 상품과 서비스가 탄소성적표지 인증을 받을 수 있지만, 1차(가공되지 않은 자연 상태의) 농수축산물 및 임산물의 경우에는 제품 전과정에서 온실가스 배출량 산정을 위한 데이터 수집의 어려움과 불확실성이 크고 자발적인 온실가스 감축 효과를 기대하기 어렵기 때문에(KEITI, 2015b), 인증대상에서 제외되고 있다는 사실에도 주목해야 한다.

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   농림 분야의 기후변화로 인한 영향 예측과 대책 수립, 그리고 온실가스 배출량 산정과 감축 활동을 총괄하고 있는 농림축산식품부는 일종의 농업 분야 탄소성적표지라고 할 수 있는 ‘저탄소농축산물인증제’를 2012년부터 시범적으로 운영하고 있으며, 2018년부터 정식으로 시행할 예정이다. 여기에서 ‘저탄소농축산물’은 저탄소 농업기술을 적용하여 농축산물의 생산 전과정에서 필요한 에너지 및 농자재 투입량을 줄이고 온실가스 배출을 감축한 농산물을 말하며, 인증을 신청한 농업경영체(농업인 및 농업법인)의 대상 농축산물이 품목별 평균 온실가스 배출량보다 더 적은 양을 배출하는 경우에 Fig. 5의 인증 마크를 부여 받게 된다. 현재 적용되고 있는 저탄소 농업기술에는 화학비료 절감, 녹비작물 재배, 자연 순환형 농법, 친환경 비료 사용 등을 통한 비료 절감 기술, 토양 경운 관리, 고효율 농기계 이용, 농기계 활용 효율화 기술 적용 등을 통한 농기계 에너지 절감 기술, 고효율 난방기술, 보온터널, 신재생 에너지 사용 등을 통한 난방 에너지 절감 기술, 기타 논의 물 관리와 농자재 재활용 등이 포함된다. 농촌진흥청은 이 제도의 본격적인 도입을 위해 관련 농축산물의 품목별 LCI(life cycle inventory, 농축산물의 생산 전과정 별 온실가스 배출 현황 목록)구축을 서두르고 있으며, 농업기술실용화재단은 이 제도의 운영과 인증 실무 및 사후관리 업무를 맡아 처리하고 있다. 이 제도와 관련한 보다 자세한 사항은 재단 홈페이지(http://www.fact.or.kr/)와 스마트그린푸드 홈페이지(http://www.smartgreenfood.org/)에서 얻을 수 있다. 여기에서도 ‘탄소’라는 용어는 모든 온실가스를 포함하며, 특히 농산물의 경우에는 온실가스 배출량을 산정함에 있어 작물이 배출·흡수하는 이산화탄소의 양이 고려되지 않고 있음에 유의해야 하고, 이 내용에 대해서는 3장에서 자세히 다룰 것이다.

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III. 탄소발자국의 산정 방법

3.1. 전과정평가 (life cycle assessment, LCA)와 제품의 탄소발자국 산정

   이론상의 탄소발자국 개념을 탄소성적표지제도로 운영하기 위해서는 해당 상품이나 서비스에 대한 탄소발자국을 현실적으로 산정할 수 있어야 한다. 그런데 서론의 Table 2에 나와 있는 탄소발자국에 대한 여러 정의에서 볼 수 있듯이, 대부분의 정의가 ‘생애 전과정’에 걸친 배출량을 고려하게 되어 있다. 그로 인해 탄소발자국의 산정 방법은 ‘제품·공정·활동의 전과정(원료 채취 → 제조 → 유통 → 사용 → 폐기)에 걸쳐 투입되고 산출되는 에너지 및 물질들의 양과 이들이 환경에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고 환경개선 방안을 모색하고자 하는 환경 경영 기법’인 전과정평가의 이론을 상당 부분 따르고 있다(KEITI, 2015b). 다만 자원의 소비 및 배출, 기후변화, 오존층 파괴, 토양 및 수자원의 산성화, 부영양화, 광화학적 산화물 생성, 자원 고갈 등과 같이 환경에 미치는 모든 수준의 영향을 다루는 완전한 LCA와는 달리, 탄소발자국 산정은 기후변화라는 단 하나의 범주에 미치는 영향만을 고려하는 단일 속성 LCA라고 할 수 있다(ISO, 2013). 전자의 완전한 LCA를 거쳐 제품의 환경성 정보를 정량화하여 표시하는 정책이 ‘환경성적표지제도 (environmental labelling, ISO 14020 시리즈)’이며, 따라서 후자의 단일 속성 LCA만을 수행한 결과를 나타내는 ‘탄소성적표지제도’는 환경성적표지제도의 일부라고도 할 수 있다. LCA에 관한 보다 자세한 내용은 Guinée et al.(2002)의 “Handbook on Life Cycle Assessment” 또는 ISO 14040 시리즈를 참조하기 바란다. 이 장에서는 탄소발자국 산정의 기본이 되는 전과정평가의 중요 사항들을 설명하고, 이를 통해 탄소 발자국의 일반적인 산정 절차를 소개하고자 한다.
   LCA는 환경관리 분야의 핵심 주제로서, 그 역사는 1970년대 초반으로 거슬러 올라간다. 그 후 LCA가 발전하고 널리 활용되는 데에는 국제환경독성학 및 화학회(Society of Environmental Toxicology and Chemistry, SETAC), ISO, 그리고 UNEP 등의 역할이 컸다(Guinée et al., 2002). 이들의 노력을 통해 다듬어진 현재의 LCA는 정부나 공공기관의 정책적 의사결정(법적 규제 수단이나 규제의 우선순위 결정, 정책 수립, 공공 교육 등), 기업의 환경적 측면 개선이나 제품의 환경성 향상(상품이나 서비스의 환경 부하량을 정량화하여 마케팅에 활용, 공급 업체의 선정, 설계 최적화, 환경 경영 전략의 수립 등), 소비자들에게 제품의 환경적 측면에 대한 정보(정부나 기업에 대한 비판 자료, 구매 의사결정 지원 등)를 제공하는 데 널리 활용되고 있다(KEITI, 2015b). 현업에서 사용되는 LCA의 방법론적인 기본 얼개는 Fig. 6과 같다. 일반적인 LCA 절차의 첫 단계는 연구 수행 목적 및 결과 활용 범위의 정의로 시작되며, 기능 단위와 시스템의 경계, 할당 방법, 데이터의 품질 요건 등이 미리 설정되어야 한다. 두 번째 단계는 전과정 목록 분석(life cycle inventory analysis, LCI)으로, 필요한 데이터를 수집하고 계산하여 해당 시스템에 적합한 투입물 및 산출물을 정량화한다. 세 번째 단계는 전과정 영향 평가(life cycle impact assessment, LCIA)로서, 작성된 LCI 항목들이 환경에 미치는 잠재적인 영향을 분류하고, 특성화하고, 정규화하고, 가중치 부여 등을 통해 평가한다. 마지막은 해석 단계로서 결과를 분석하여 주요 환경 영향을 규명하며 개선 사항을 권고하고 해당 연구의 신뢰성 및 투명성을 제시한다. LCA의 핵심 특징은 그것의 ‘총체적 (holistic)’ 성격에 있다고 할 수 있지만, 이것이 장점이자 동시에 단점이 되기도 한다. 우선 LCA는 전 지구적·지역적 문제에 초점을 맞추고 있기 때문에 국지적인 영향을 평가하는 데에는 적합하지 않을 수 있으며, 목록 분석과 영향 평가에 적용된 모델은 처음 수립한 가정에 의해 제한되므로 모든 잠재적인 영향을 반영하지 못할 수도 있다. 또한 LCA에는 많은 기술적 가정과 특정 값들이 처방되어 있어서 자의성이 개입될 여지가 있으며, 수집된 데이터의 접근성, 활용성, 품질 등이 가변적일 수도 있고, 목록 데이터의 시공간적 특성으로 인해 가정 및 상황이 동일한 경우에만 직접적인 비교가 가능하다는 점 등이 한계로 지적된다(Guinée et al., 2002; KEITI, 2015b).

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   2013년 “온실가스 – 제품 탄소발자국 – 산정 및 정보전달을 위한 요구사항 및 지침”에 관한 ISO/TS 14067 기술표준이 발간되기 전까지는 ISO 14020 시리즈 및 14040 시리즈(Table 4 참조), BSI PAS 2050 및 2060, IPCC (2006)의 “국가 온실가스 배출 목록 작성을 위한 지침”, 그리고 세계자원연구소(World Resources Institute, WRI)와 세계지속가능발전기업협의회(World Business Council for Sustainable Development, WBCSD)의 “Greenhouse Gas Protocol (http://www.ghgprotocol.org/)” 등이 탄소발자국을 산정하는 국제 표준으로 널리 인정되며 사용되었다(Pandey et al., 2011). 우리나라도 2015년 6월 30일 산업통상자원부 국가기술표준원에서 이 ISO/TS 14067 기술표준을 한국산업표준(Korean Industrial Standards, KS)으로 제정·고시함에 따라 이에 대한 확실한 이해가 더욱 필요하게 되었다. 이 기술표준은 기존의 국제 표준인 ISO 14020, 14024, 14025, 14040 및 14044에 기초하여, 상품 및 서비스의 전과정에서 발생하는 온실가스의 배출량 및 제거량에 근거한 제품 탄소발자국의 정량화와 정보전달을 위한 원칙, 요구사항 및 지침을 구체화하여 제시하고 있다(ISO, 2013). 고려의 대상이 되는 주요 온실가스의 종류와 해당 온실가스의 질량을 이산화탄소 상당량으로 환산하는 데 필요한 지구온난화지수(global warming potential, GWP)가 Table 5에 나와 있다. 그러나, 일반 부문의 실제 산정에 관여하는 온실가스는 대개 이산화탄소, 메탄, 아산화질소로 국한되는 경우가 많은데, 다른 온실가스들은 주로 산업 공정 부문의 전기·전자 소재 및 부품 제조 과정에서 발생하기 때문이다. 또한 이들 온실가스들의 지구온난화지수는 높을지라도 대기로 배출되는 그 절대량이 매우 적기 때문에(Table 5), 일반 제품을 생산하는 과정에서 투입된 원료물질과 보조물질의 누적질량기여도 상위 95%에 대해서만 관련 자료를 수집하고 나머지는 제외(cut-off)할 수도 있다는 조항에 의해 이 부분에서 발생하는 미량의 온실가스 배출량이 누락되기도 한다.

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   ISO 14067 기술표준에 따른 탄소발자국의 산정은 앞에 설명한 전과정평가의 네 단계를 포함하며, 제품의 탄소발자국을 산정하는 일반적인 방식은 Fig. 7과 같이 나타낼 수 있다. 이 과정에서 온실가스의 배출량과 제거량을 모두 합산하여 산정 결과에 반영하는 것이 원칙이지만, 농림분야를 제외한 여타 부문에서는 대개 배출량만으로 계산된다. Fig. 7을 살펴보면, 상품과 서비스의 원료 채취로부터 생산·사용·폐기에 이르는 전 단계 및 각 단계들 간의 수송 과정에서 온실가스를 배출하는 공정들의 활동 단위를 파악, 해당 공정의 온실가스 배출계수를 곱하고 이를 모두 합산하여 대상 제품의 탄소발자국을 얻는다. 이 그림에는 제품의 탄소발자국 계산이 이루어지는 시스템의 경계도 표시되어 있는데, 연구 목적에 따라서는 하나 또는 그 이상의 선택된 단계 내지 공정에 기반한 자료만을 이용하는 부분적인 탄소발자국 산정도 가능하다. 탄소발자국 평가 결과를 공개할 의도가 있다면 전과정의 모든 단계에 대한 정량화를 시도하는 ‘cradle to grave’ 접근법(Fig. 7의 적색 파선 범위)을 택하는 것이 일반적이며, 부분적인 탄소발자국을 산정하거나 다른 이유로 일부 자료의 확보가 어려운 경우에는 ‘cradle to gate’(Fig. 7의 청색 파선 범위)나 ‘gate to gate’ 접근법을 사용한다. 최근에는 폐기물까지 100% 재활용하려는 차원에서 닫힌 고리(closed loop) 형태의 ‘cradle to cradle’ 접근법(Fig. 7의 녹색 파선 범위)도 등장하였다(Boardman, 2008; Herva et al., 2011; u ek et al., 2012). 어떤 접근법을 선택하든 시스템의 경계 설정은 탄소발자국의 산정에 어느 단위 공정이 포함되는지를 결정하기 위한 근거가 되므로 연구 목적과 일관성이 있어야 한다. 그리고 여기에 사용된 기준과 어떤 과정을 생략하는 정당한 이유 및 그 영향도 명확하게 설명되어야 하며, 단계별 온실가스 배출량 및 제거량이 중복 계산되지 않도록 주의해야 한다.

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   개인이나 개별 기업이 앞에 설명한 절차에 따라 모든 관련 자료를 수집하고 계산하기까지는 엄청난 노력과 비용, 시간이 필요하며, 중간에 오류가 발생할 가능성도 높다. 따라서 국가 기관이나 LCI 전문 업체들이 제품에 대한 전과정평가를 수행하는 데 반드시 필요한 기초 자료를 ISO 14044의 절차에 따라 수집하여, 정확성과 신뢰성이 보장되는 LCI 데이터베이스(DB)를 개발 중에 있다. 우리나라도 한국환경산업기술원을 통해 1998년부터 ‘한국 LCI DB 정보망’ 구축사업을 시작하였고, 매년 LCI DB 제정 및 개정 작업, 그리고 산정에 필요한 전용 소프트웨어 보급 사업을 벌이고 있다(http://www.edp.or.kr/lci/lci_intro.asp). 2015년 9월 현재, 물질 및 부품 제조·가공 공정·수송·폐기 단계의 416개 단위 공정에 대해 제품 1 단위에 투입되는 자원(환경에서 채취한 자원, 에너지, 광물 포함)의 양과 제품의 전과정을 통해 환경으로 나가는 배출물(대기, 수계, 토양) 및 폐기물의 발생량을 목록화한 자료가 제공되고 있다. 또한 탄소발자국 산정에 필요한 다른 필수 요소인 국가 공인 탄소성적표지배출계수도 연료 및 에너지 생산, 연료원별 사용, 화학반응 공정, 수송 모드, 폐기물 처리 방법 등에 따라 제공되며, 탄소성적표지 인증을 위한 전용 계산 프로그램인 ‘COOL(V 2.0)’을 내려 받아 사용할 수도 있다(Fig. 8). 주로 활용되는 해외 유료 LCI DB로는 스위스의 Ecoinvent, 네덜란드의 SimaPro database, 독일의 GaBi database 등이 있으며, EU의 European Platform on Life Cycle Assessment(http://eplca.jrc.ec.europa.eu/)는 무료로 이용이 가능하다.

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3.2. 농림 부문 탄소발자국 산정 방법의 특징과 문제점

   농림 부문의 탄소발자국 산정은 농림 부문만이 갖고 있는 특수성으로 인해 나타나는 특징과 문제들이 존재한다. 또한 개별 제품의 온실가스 배출량 산정 방식과 범위가 확장된 부문별·국가별 산정 방식 간에도 차이가 있다. 우선 농림 부문은 ‘국가 온실가스 인벤토리 보고서(National Greenhouse Gas Inventory Report, NIR)’에 들어있는 여러 부문들 중에서 유일하게 배출량뿐만 아니라 제거량(흡수량)도 고려해야 한다(GIR, 2014b, Fig. 1 참조). 이로 인해 탄소발자국 산정에 필요한 기본 자료의 측정이 쉽지 않다. 또한 농림 부문의 생산물에 대해 원칙에 따라 전과정평가를 수행하기에는 ‘사용 및 폐기’ 단계에서 현실적으로 어려운 측면들이 많기 때문에, 탄소발자국 산정을 위한 시스템의 경계 설정에도 한계가 있다. 실제 농산물의 생산 단계에서 온실가스를 배출하는 공정들의 활동 단위를 파악하는 과정에도 아직까지 확고하게 수립되지 않은 선택적 사항들이 남아 있어 일관성 있는 발자국 산정이 어렵다. 특히 다른 분야에 비해 관련 연구가 늦게 시작되어 농축산물의 품목별 LCI 구축 및 특정 단위 공정의 국가 고유 온실가스 배출계수(앞장에 나온 제품의 탄소성적표지 인증을 위한 배출계수와는 다르다) 개발이 한창 진행 중에 있기 때문에, 축적된 자료의절대량 부족으로 인한 불확실성이 크다.
   유엔기후변화협약의 온실가스 의무감축 대상국가들은 2015년부터 새로운 2006년 IPCC 지침을 적용하여 NIR을 작성하도록 의무화되었다. 우리나라는 현재의무감축 대상국가가 아니지만, 2006년 지침의 의무적용에 대비하여 2015년부터 기존 배출량 산정 방식의 제도적·기술적 보완을 통해 단계적인 준비 작업에 들어갔으며, 2023년부터는 이를 전면 적용하여 국가 공식 통계를 작성·발표할 예정이다. 1996년 지침과 2006년 지침의 주요 차이점으로는, 산정 부문이 현행 에너지·산업 공정·농업·토지 이용과 토지 이용의 변화 및 임업·폐기물의 5개에서 에너지·산업 공정 및 제품 이용(Industrial Process and Product Use, IPPU)·농업과 임업 및 기타 토지 이용(Agriculture, Forestry and Other Land Use, AFOLU)·폐기물의 4개로 바뀌면서 분야별로 기존 부문의 통합 및 신규 부문의 추가로 세부 항목이 변경되었다. 또한 신규 배출원의 추가 및 보다 구체화된 산정 방법론을 제시하고 있어 상세한 활동 자료의 활용이 요구되며, 국가별 통계의 일관성 및 비교 가능성 확보를 위해 고려되어야 하는 공통기준에 대한 구체적인 지침을 제시하고 있다(IPCC, 2006). AFOLU 부문의 변경된 공통 보고 양식(Common Reporting Format, CRF) 코드와 범주 명칭이 Table 6에 나타나 있다. 각 코드 범주들의 인벤토리 조사에 사용되는 접근법들은 방법론적 복잡성의 수준에 따라 크게 3 단계(tier)로 구분되어 있는데, (1) Tier 1 접근법은 산정을 위한 계산식과 기본 모수 값들(예를 들어, 배출계수나 탄소축적 변화량 등)이 지침에 제공되므로 국가별 활동량 통계 자료나 가용한 전 세계 활동량 추정 자료를 토대로 가장 간편하게 사용할 수 있도록 설계되어 있으며, (2) Tier2 접근법은 방법론적으로 Tier 1과 동일하지만 시공간적으로 더 높은 해상도의 활동량 자료와 국가 고유배출계수를 이용함으로써 해당 국가의 기후 지역·토지 이용 시스템·가축 분류 범주에 더 적합한 산정이 이루어질 수 있고, (3) Tier 3 접근법은 국가 이하의 하위 단계로까지 세분된 활동량 자료 및 국가별 상황에 따른 기후 맞춤형 모델과 인벤토리 측정 시스템을 여러 차례 반복적으로 사용함으로써 앞의 접근법들보다 연간 변동을 포함하여 훨씬 더 확실한 산정값을 제공할 수 있다. 일반적으로 보다 상위 Tier의 접근법을 이용할수록 인벤토리의 정확성은 향상되고 불확도는 감소하지만, 조사에 필요한 자료의 요구 사항이나 복잡성도 함께 증가한다.

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   AFOLU 부문의 탄소발자국 산정과 관련하여 주의해야 할 사항은 ‘관리된 토지’에서 발생하는 온실가스의 배출·흡수량만이 산정에 고려된다는 점이다. 여기에서 관리된 토지란 생산 및 생태적·사회적 기능을 수행하기 위해 인간의 개입과 활동이 있어 왔던 땅을 말한다. 또한 단순히 활동량 자료에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정하던 기존의 방식에 추가하여, 살아있는 바이오매스나 죽은 유기물질에 들어 있는 탄소축적량이 시간이 지남에 따라 변하는 것을 통해 CO2 흡수·배출량을 산정하는 질량 수지 기법(mass balance method)이 도입되었다는 점도 중요하다. Tier1 수준의 접근법에서는 일년생 작물의 경우, 작물이 성장하며 흡수한 탄소의 양과 수확 후 또는 사후 배출되는 탄소의 양이 제시된 불확도의 범위 내에서 같다는 가정하에 순 탄소 배출량이 영으로 처리되고, 다년생 바이오매스에 축적되는 탄소의 변화량과 비CO2 온실가스의 배출량만으로 산정이 이루어진다. 그러나 더 높은 수준의 접근법을 사용하여 제거량과 배출량이 균형을 이루지 않는다는 것이 확인되는 경우에는 탄소축적 변화량의 산정을 통해 이 차이가 추가적으로 반영되어야만 한다(IPCC, 2006).
   우리나라는 현재 1996년 IPCC 지침을 기반으로 농업 부문의 축산과 농작물 재배 활동(경종)에 따른 CH4와 N2O 배출량을 산정하는데, 축산 분야의 장내 발효 범주에서는 가축의 소화기관 내 발효에 의한 CH4 배출량을, 그리고 가축의 분뇨 처리 범주에서는 가축 분뇨의 혐기적 분해에 의한 CH4와 N2O 배출량을 산정한다. 농작물 재배 활동과 관련해서는 논에 시용된 유기물의 혐기적 분해에 의한 CH4 배출량을 산정하는 벼재배 범주, 농경지에 시용되는 화학 비료, 가축 분뇨, 작물 잔사에서 배출되는 N2O를 산정하는 농경지 토양 범주, 그리고 농작물 잔사의 소각 과정에서 발생하는 CH4와 N2O 배출량을 산정하는 작물 잔사 소각 범주가 포함된다. LULUCF 부문에서는 산림지로 유지된 산림지의 입목 바이오매스의 탄소축적 변화량, 농경지와 초지의 토양 탄소축적 변화량, 습지로 유지된 습지 범주에서는 인공 담수지의 CO2 배출·흡수량을 산정하고 있다(GIR, 2014b). 그러나 활동량 자료가 충분치 않거나 아예 존재하지 않는 일부 범주의 특정 항목들(예를 들어, 농경지로 유지되거나 다른 토지에서 전용된 농경지의 다년생 입목 바이오매스의 CO2 배출·흡수량, 다른 토지로 전용된 산림지·습지·주거지·기타 토지의 CO2·CH4·N2O 배출량 등)은 미산정 배출·흡수원으로, 활동량 자료가 분리되지않는 항목들(예를 들어, 다른 토지에서 전용된 산림지의 CO2 배출·흡수량, 가축 분뇨 처리의 N2O 배출량 등)은 다른 범주에 합산된 배출·흡수원으로 처리되고 있다. 향후 2006년 지침이 적용될 경우, 기본 배출계수 값들이 감소하여 일부 항목에서는 배출량이 줄어들겠지만, 여섯 가지 토지 이용 범주별 면적과 각 범주들 간의 전용 면적에 대한 통계 자료가 부족하여 산정에 어려움을 겪을 것으로 예상된다. 또한, Tier 2 수준의 산정 방법론을 적용하기 위해서는 더 많은 활동량 자료의 구축이 필요하며, 2014년까지 개발된 기존 국가 고유 배출계수(예를 들어, 벼재배 메탄 기본 배출계수, 볏짚 시용 보정계수, 물관리 보정계수, 밭작물의 아산화질소 통합 배출계수, 산림지의 목재 기본밀도, 산림지의 바이오매스 확장계수 등)의 검증 및 적용뿐만 아니라 추가적인 배출계수의 개발도 요구된다.
   농림 부문에서 생산된 제품들은 탄소발자국의 산정에 필요한 자료 수집의 어려움으로 인해 탄소성적표지제도의 인증 대상에서 제외되어 있으며, 시범 사업으로 진행 중에 있는 저탄소농축산물인증제도 또한 품목별 LCI 구축이 충분치 않고 불확도가 높아 구체적인 자료 공개가 이루어지지 않고 있다. 이처럼 이 분야의 탄소발자국 연구와 활용이 뒤쳐지는 근본적인 이유 중의 하나는 바로 전과정평가를 제대로 수행하기가 어렵다는 점에 있다. 특히 ‘사용 및 폐기’ 단계에서 적절하면서도 충분한 활동량 자료를 확보하기가 쉽지 않다. 농림 부문에서 생산된 1차 생산물들은 인간이 먹는 음식의 기본 재료나 가축의 사료로 공급되며, 식품·음료 산업의 주원료로 사용되기도 하고 바이오 연료로 가공되기도 한다. 공산품과는 달리 각각의 용도에 따른 사용 시나리오가 매우 다양하게 나타나기 때문에, 그에 따른 폐기 절차 또한 경우에 따라 달라지게 된다. 따라서 이들 제품에 대한 탄소발자국 산정이 이루어지는 시스템의 경계 설정이 생산 단계로 한정되는 경향이 있으며, 실제로 지금까지 수행된 연구들의 상당 수가 Fig. 7의 ‘cradle to gate’ 접근법을 따르고 있다(예로, Espinoza-Orias et al., 2011; Yoon and Yang, 2012; Lee et al., 2014; Shrestha et al., 2014). 시스템의 경계 설정이 이루어진 뒤에도 농작물의 실제 생산과 관련된 단위 공정들의 활동량 자료를 수집하는 과정에서 아직까지 표준화되지 않은 여러 항목들이 선택을 기다리고 있다. 일반적으로 농작물의 생산 시스템은 파종 또는 육묘, 정식, 재배, 수확 과정으로 이루어지는데, 작물의 종 및 재배 방식에 따라 비료, 농약, 농기계, 상토(모판 바닥에 까는 흙), 에너지원(휘발유·경유·중유·가스·전기), 기타(비닐·지주대·끈·짚·왕겨·보온재 등) 여러 가지 다른 농자재가 투입되며(Jung et al., 2011), 이들 각각에 대한 탄소 발자국이 산정되어 있어서 활용할 수 있어야 한다. 특히 비료와 농약, 농기계 등은 그것들의 생산 과정에서 발생한 온실가스 배출량을 농작물에도 적용할 것인지가 중요하다. 그리고 사용 단계가 아닌 생산 단계에서 발생한 폐기물의 처리, 경작 활동을 위한 운송 수단의 이용, 휴경 기간의 토지 등에서 발생한 배출량의 포함 여부와 함께 관행 농법과 유기농법 간의 선택, 토양 경운 관리, 논의 물 관리, 시설 재배 등도 해당 작물의 탄소발자국 산정에 영향을 미칠 수 있다.

IV. 농림 부문에서의 탄소발자국 활용 전망

   이 장에서는 지금까지 논의된 탄소발자국의 의미, 연구 동향, 활용 사례, 개별 제품 및 부문별 산정 방법을 토대로 농림 부문 전체 또는 이 부문의 개별 생산물에 적용할 수 있는 구체적인 활용 방안에 대해 다루게 될 것이다. 여기에서 중요한 것은 어떤 식으로 활용이 되든 결국 탄소발자국의 산정 결과는 해당 부문 또는 제품에 대해 하나의 값으로 제시된다는 점이다. 따라서 그 값이 의미하는 것이 정확히 이해되고 전달될 수 있어야 가치가 있을 것이다. 탄소발자국의 절대적 수치가 낮을수록 그만큼 기후변화에 미치는 영향이 작다는 뜻이므로 긍정적이라 할 수 있지만, 과연 어느 수준부터 낮다고 판단할 수 있는지는 그 기준이 주관적이고 비교 대상의 적절성, 지역적·시간적 차이에 따라 가변적일 수밖에 없다. 그러므로 어떤 제품에 대한 탄소발자국을 산정하여 단순히 표시만 하는 것은 큰 의미가 없을 수도 있다. 더 나아가 기존 동일 제품보다 탄소발자국을 대폭 줄이거나 비교 가능한 동일 품목의 평균보다 더 낮은 수치를 보일 때 비로소 그 진정한 의미를 찾을 수 있을 것이다. 그러나 개별 제품에 대한 정확한 탄소발자국의 산정 및 표기가 여러 감축 활동의 출발점이 되므로 그 의미가 아주 없다고는 할 수 없다.
   이미 언급한 것처럼, 농림 부문에서 생산된 1차 생산물들은 인간과 동물의 식량이나 여러 산업 분야의 원재료로 이용된다. 이 과정에서 구매자의 윤리적 소비가 가능하도록 제품의 환경성을 판단할 수 있는 근거가 필요한데, 이 역할을 제품에 표시된 탄소성적표지가 대신할 수 있으며, 특히 식용 농산물의 경우에는 ‘유기농·무농약’ 인증과 함께 ‘저탄소농축산물인증제’가 큰 호소력을 지닐 수 있어 이것의 확대·보급이 시급하다. 산업 부문에서도 원재료의 탄소발자국이 생산된 최종 제품의 그것에 그대로 반영이 되기 때문에, 원재료의 탄소발자국을 정확히 산정하고 이왕이면 낮은 값을 갖는 원재료를 선택하는 것이 중요하다. 특히 농림 부문에서 생산한 원재료의 온실가스 배출량이 제품 전체 배출량의 상당 부분을 차지하는 식품·음료제조업의 경우에는 이것이 더욱 민감한 사안이 될 수 있다. ISO 14067 기술 표준에 따르면, 이와 같이 바이오매스 기원의 제품에 일정 기간 동안 저장되어 있는 CO2는 해당 제품의 탄소발자국에 포함되지는 않더라도, 계산이 이루어진다면 별도로 기록되어야 하고 관련 정보가 다음 단계로 전달될 수도 있다. 이에 해당되는 CO2의 양이 어느 정도인지는 분명치 않지만, 이 기간만큼은 지구온난화에 관여하지 않는 것이 확실하므로 온실가스 감축에 일정한 기여를 하고 있는 셈이다(Moon et al., 2003). 따라서 정밀한 측정을 통해 이를 정량화할 수 있다면, 매년 수확된 후 소모되거나 자연스런 고사를 통해 장기적인 탄소 축적이 이루어지지 않는 일년생 작물의 경우 실질적인 탄소발자국의 감소로 이어지지는 않지만, 일정 부분의 온실가스 상쇄 효과를 가늠해 볼 수 있을 것이다.
   또한 위의 기술 표준에는 바이오매스에서 기원하는 온실가스의 제거·배출량이 제품의 탄소발자국에 당연히 포함되어야 한다고 적혀 있지만, 3.2 장에서도 논의된 바와 같이, 완전히 산화가 된 시점에서는 바이오매스에서 배출된 CO2의 양과 흡수한 CO2의 양이 동일하게 되어 결국 순 CO2는 영이 된다고 부연 설명이 되어 있어서, 실질적으로 이 부분의 CO2는 제품의 탄소발자국에 아무런 영향도 주지 못한다. 그러나 해당 조항의 비고에 나와 있듯이 바이오매스의 탄소가 메탄이나 비메탄휘발성유기물(non methane volatile organic compounds, NMVOC) 혹은 다른 전구 물질(precursor gases)로 변환되는 경우에는 상황이 달라질 수 있다. 실제로 작물이 생산 단계를 거쳐 수확이 되었을 때, 일반적으로 전체 바이오매스의 일부만이 상품으로 활용되고 나머지는 부산물로 남게 된다. 이 부산물 바이오매스 중에서 일부 볏짚이나 왕겨, 콩깍지 등은 가축 사료 및 퇴비 등으로 활용되지만, 대부분의 부산물들은 재이용 방법이 마땅치 않거나 간헐적으로 소량 발생되어 수집·보관이 어렵기 때문에, 농경지에 방치된 후 자연 분해되거나 소각 처리된다(Choi et al., 2012). 그러나 자연 분해 부산물 중의 일부는 수확되지 않고 토양에 남아 있던 작물의 그루터기와 함께 경운 과정을 통해 토양 유기 탄소로 축적되면서 해당 탄소가 대기로 배출되지 않게 된다(Lee et al., 2012). 특히 우리나라 전체 경지 면적의 55%를 차지하고 있는 논에서는 토양 유기 물질이 관개에 의한 담수 상태에서 혐기성 분해를 통해 메탄으로 배출된다. 이와 같이 메탄을 비롯한 다른 물질로 변환된 일년생 작물의 탄소 제거량은 Tier 2 이상의 접근법이 사용된다면, 해당 작물의 탄소발자국 산정에서 포함시켜야할 요소가 된다.
   농림 부문의 탄소발자국 산정에서 가장 중요하고 의미 있는 것 중의 하나는 다른 부문과는 달리 온실가스의 배출량뿐만 아니라 제거량(흡수량)도 함께 고려한다는 것이다. 이로 인해 산정 과정이 보다 복잡해지고 어려워지면서 아직까지 활동량 자료를 제대로 확보하지 못한 부분도 존재한다. 그 중에 대표적인 것이 농경지의 다년생 입목 바이오매스(주로 과수)의 탄소 저장량 변화 자료이다. 온실가스의 다른 주요 흡원인 산림의 경우에는 탄소 저장량에 대한 연구가 이미 활발히 진행된 상태이지만(Lee et al., 2001; Jeong et al., 2013; Kim et al., 2013; Kim et al., 2014; Son et al., 2014), 농업의 특성상 투입된 많은 인위적인 요인들을 산정 과정에서 평가해야 하는 과수에 대한 연구는 그리 많지 않다(Choi et al., 2014). 장기적인 탄소 축적이 불가능한 곡물이나 야채와 같은 일년생 작물들과는 달리, 과수원 등에서 자라는 다년생 목본 식생은 한 곳에서 비교적 오랜 기간 재배되므로 토양과 바이오매스에 상당한 탄소를 축적할 수 있으며, 그 양은 종의 유형·품종·밀도·성장률·수확 및 가지치기 방법·토양 특성 등에 따라 달라진다(IPCC, 2006). 또한 식생활 변화에 의한 수요 증가, 식품·음료 산업의 가공 원료 공급 확대, 농가들의 고소득 과수 작물로의 전환, 기후변화로 인한 열대성 수종 도입 등으로 과수 재배 면적은 향후 꾸준히 증가할 것으로 예상된다. 따라서 이들 과수에 대한 탄소발자국 산정을 통해 다년생 입목 바이오매스에 축적된 탄소의 변화량을 계산할 수 있다면 AFOLU 부문의 전체 온실가스 배출량을 상당 부분 감축할 수 있을 것으로 판단된다.
   현재 국가농림기상센터에서는 농림생태계의 물질 및 에너지 순환을 지속적으로 감시하기 위한 플럭스 타워 관측망을 전국적으로 운영하고 있다. 이들 타워에서는 생태계와 대기 사이에 교환되는 에너지 및 수증기·이산화탄소·메탄과 같은 물질들을 정량화하는 미기상학적 방법인 에디 공분산 기법을 이용하여 다년간에 걸쳐 플럭스를 관측해오고 있다. 플럭스 관측은 3차원 초음파 풍향풍속계와 적외선 기체 분석기를 통해 이루어지며, 이 플럭스 관측 자료의 보정 및 활용에 필요한 보조 기상 자료들(온도, 습도, 복사, 강수, 토양 수분, 토양 온도 등)도 함께 측정·수집되고 있다. 이 관측 자료들의 분석을 통해 얻을 수 있는 결과 중의 하나가 바로 대기와 생태계 사이에서 일어나는 연간 이산화탄소의 변화를 나타내는 순 생태계 교환량(net ecosystem exchange, NEE)이다. 이 값을 통해 관측대상 농림생태계가 이산화탄소를 흡수(제거)하고 있는 지(음의 값인 경우), 아니면 배출하고 있는지(양의 값인 경우)를 정량화 할 수 있다(Kang et al., 2014).
   Fig. 9는 NEE를 이용하여 특정 농림생태계의 탄소발자국을 산정하는 하나의 개념적 사례를 제시하고 있으며, 여기에 사용된 NEE 자료는 지난 2008년 해남 플럭스 관측 타워에서 측정된 것이다(더 자세한 정보는http://www.ncam.kr/page/koflux/database 참조). Fig. 9(a)는 해남 플럭스 관측 타워 주변 경관을 보여주며, 이 지역은 논과 밭이 혼재된 곳으로 보리와 벼의 그루갈이가 이루어진다. 플럭스의 발자국 분석을 통해 각 지점이 타워에서 관측된 플럭스에 기여하는 정도를 알아본 결과, 대부분의 플럭스가 타워 남북 방향의 100m 이내에서 발생하였다. 일년 동안의 이산화탄소 플럭스를 적산하면 NEE가 계산되며, 해당 자료의 경우 NEE가 음의 값이므로 2008년에는 이산화탄소의 흡수량이 배출량보다 많아 해당 농림생태계가 흡원으로 작용했음을 보여준다(Fig. 9(b)). 기존의 산출 방법에서는 앞의 3.2장에 설명된 농림 부문의 탄소발자국 산정에 영향을 미치는 각 공정과 요소들의 활동량을 개별적으로 산출하고 합산해야 했지만, 이 NEE 값에는 이 모든 효과가 한데 어우러져 반영된다. 따라서 수확 후 상품화되어 외부로 반출되는 부분에 대해 단위 질량당 탄소 함유량을 계산하여 차감한다면, 해당 농림생태계의 이산화탄소 배출량(흡수량)을 대표할 수 있다. 여기에 관측 대상지에 가해진 인위적인 활동에 의한 다른 온실가스들의 배출량을 추가적으로 고려한다면, 관심 대상 지역의 탄소발자국을 산정하는 것이 가능해진다. Fig. 9의 사례를 살펴보면, 해남 농경지의 이산화탄소 배출량은 -8876 kg CO2 ha−1이다. 그리고 직접 측정이 이루어지지 않은 메탄과 아산화질소의 배출량은 국가 온실가스 인벤토리 보고서에 사용된 IPCC 지침의 계산식 및 관련 연구 결과들을 참고하여 얻었으며, 각각 11725와 51 kg CO2e ha−1가 산출되었다(IPCC, 2006; Lee et al., 2012; GIR, 2014b; Kim et al., 2015). 따라서 주어진 값을 모두 더하면 관측이 이루어지는 해남 농경지 생태계의 탄소발자국이 2900 kg CO2e ha−1로 산정된다(Fig. 9(c)). 다만, 이 계산에는 당시의 수확량 자료가 없어 생태계 외부로 반출된 탄소가 반영되어 있지 않으며, 다른 온실가스의 배출량 계산에도 생략된 요소가 있기 때문에, 과소 평가된 값일 가능성이 크므로 정확한 값이 아닌 방법론적 소개를 위한 예시로 이해해야 한다.

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   만일 관측 대상지가 단일 품목(예를 들어, 벼나 특정 과수 또는 특정 수종의 산림과 같이)으로 구성된 곳이라면, 별도의 작업 없이 수확량 자료를 통해 해당 품목의 탄소발자국을 얻을 수도 있다. 비록 여러 가지 품목이 혼재된 곳이라 하더라도, 할당을 통한 계산 과정이 다소 복잡해질 수는 있겠지만, 각각의 품목에 대해 탄소발자국을 산정하는 것도 가능하리라 여겨진다. 또한 메탄 분석기가 추가로 설치된 곳(예로, 철원 플럭스 관측지, NCAM, 2015)에서는 또 다른 온실가스인 메탄의 배출량도 함께 산정할 수 있어, 더욱 자세한 자료를 확보할 수 있게 된다. 따라서 보다 정확하게 아산화질소의 배출량을 산정할 수 있는 직간접적인 방법을 찾을 수 있다면, 일반적인 산정 대상인 상품이나 서비스, 혹은 부문 전체에 대한 탄소발자국이 아닌, 관측의 대상이 되는 농림생태계 중심의 탄소발자국이 산정될 수 있다. 더 나아가 이것은 해당 농림생태계의 지속가능성을 나타내는 하나의 지표로서도 사용할 수 있을 것이다.

V. 요약 및 제언

   지구 온난화를 유발하는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황 등의 온실가스들은 지난 수십 년 동안 기후변화의 주범으로 줄곧 관심의 대상이 되어 왔다. 이 온실가스들의 구체적인 배출량을 정량화하는 수단으로서 2000년대 중반부터 ‘탄소발자국’ 개념이 발전하여, 최근에는 이에 대한 활발한 연구 활동과 더불어 환경과 관련된 여러 분야에서 널리 사용되고 있다. 이 용어의 폭넓은 쓰임새에도 불구하고, 초기에는 명확한 정의나 측정 단위 또는 범위에 대한 규정이 존재하지 않았으나, ‘개인이나 조직에 의해 제품의 전 생산 과정에서 직간접적으로 대기로 배출된 전체 온실가스의 양을 이산화탄소 상당량으로 나타낸 것’이라는 넓은 의미로 사용되는 경향이 점점 더 두드러지고 있다. 현재 탄소발자국은 생태 발자국, 물 발자국과 함께 주변 환경에 미치는 인간의 압력을 추적할 수 있는 대표적인 지표로서 활용되고 있다.
   과거에는 ISO 14020 및 14040 시리즈, BSI PAS 2050 및 2060, IPCC(2006)의 “국가 온실가스 배출목록 작성을 위한 지침”, 그리고 WRI와 WBCSD의 “Greenhouse Gas Protocol” 등이 제품의 탄소발자국 산정을 위한 국제 표준으로 인정되어 사용되었다. 최근 국가산업표준으로 제정된 ISO/TS 14067 기술표준은 상품 및 서비스의 전과정에서 발생하는 온실가스의 배출량 및 제거량에 근거한 제품 탄소발자국의 정량화와 정보전달을 위한 원칙, 요구사항 및 지침을 구체화하여 제시하고 있다. 이 표준에 따른 탄소발자국의 산정은 전과정평가의 네 단계, 즉 (1) 목적 및 범위의 정의, (2) 전과정 목록 분석, (3) 전과정 영향 평가 및 (4) 전과정 해석을 포함하고 있다. 제품의 원료 채취로부터 생산·사용·폐기에 이르는 전 단계 및 각 단계들 간의 수송 과정에서 온실가스를 배출하는 단위 공정들의 활동량 자료에 해당 공정의 온실가스 배출계수를 곱하고 이를 모두 합산하여 산정한다. 개인이나 기업이 이에 필요한 자료를 수집하고 계산하는 데에는 많은 비용과 어려움이 따르므로, 한국환경산업기술원을 통해 ‘국가 LCI 데이터베이스’와 국가 공인 탄소 성적표지 배출계수 및 전용 계산 프로그램을 제공하고 있다.
   개별 상품이나 서비스에 대한 탄소발자국을 표시하여 소비자들에게 비교·선택의 기회를 제공하고 생산자들의 자발적인 온실가스 배출 감축 활동을 장려하기 위해, ‘탄소성적표지’ 제도가 우리나라를 비롯하여 전세계적으로 다양하게 시행되고 있다. 그러나 우리나라는 1차 농수축산물 및 임산물의 경우 데이터 수집의 어려움과 불확실성이 크고 자발적인 온실가스 감축 효과를 기대하기 어렵다는 이유로 인증대상에서 제외되어 있다. 대신 농림축산식품부에서 시범적으로 운영하고 있는 ‘저탄소농축산물인증제’는 본격적인 시행을 위해 보다 충분한 자료의 축적이 필요하나, 식용 농산물의 경우 구매자의 윤리적 소비를 돕는 판단 근거로서 큰 호소력을 지닐 것으로 기대된다. 또한 현재의 자발적인 탄소성적표지는 점차 의무적인 규제로 옮겨갈 것이고, 향후 농축산물의 수출입은 이에 의해서 상당한 제약이 가해질 것으로 예상되어, 각종 농축산물에 대한 탄소발자국의 도입이 적극 필요한 실정이다(Deurer et al., 2011).
   농림 부문의 탄소발자국 산정에서 나타나는 특징 중에 대표적인 것은 ‘국가 온실가스 인벤토리 보고서’에 들어 있는 여러 부문들 중에서 유일하게 배출량뿐만 아니라 제거량도 고려해야 한다는 것이다. 여기에서 일년생 식생의 CO2 제거량과 배출량이 동일하게 처리 되는 Tier 1 접근법이 사용된다면 탄소발자국의 산정에 영향을 주지 않지만, 추후 적용될 2006년 IPCC 지침에 따라 보다 상위의 접근법을 사용하는 경우 그 차이가 존재한다면 탄소 축적량의 변화가 탄소발자국의 산정에 반영되어야 한다. 또한 농림 부문의 생산물에 대한 전과정평가의 경계를 설정함에 있어 사용 및 폐기 단계를 제외한 ‘cradle to gate’ 접근법이 주로 사용되며, 작물의 종 및 재배 방식에 따라 투입되는 여러 가지 다른 농자재뿐만 아니라 폐기물의 처리, 경작 활동을 위한 운송 수단의 이용, 관행 농법과 유기농법 간의 선택, 토양 경운 관리, 논의 물 관리 등도 해당 작물의 탄소발자국 산정에 영향을 미칠 수 있다. 현재 활동량 자료를 확보하지 못해 탄소발자국 산정이 이루어지지 않고 있는 농경지의 다년생 입목 바이오매스(주로 과수)에 축적된 탄소의 변화량을 계산할 수 있다면 AFOLU 부문의 전체 온실가스 배출량을 상당 부분 감축할 수 있을 것으로 판단된다.
   국가농림기상센터에서는 에디 공분산 기법을 이용하여 농림생태계의 물질 및 에너지 순환을 지속적으로 감시하기 위한 플럭스 타워 관측망을 전국적으로 운영하고 있다. 이 관측 자료들의 분석을 통해 대기와 생태계 사이에서 일어나는 연간 이산화탄소의 순 교환량을 나타내는 NEE를 산출할 수 있으며, 여기에 인위적인 활동에 의한 다른 온실가스들의 배출량을 추가적으로 고려하면 다양한 관측지에 대한 탄소발자국 산정이 가능해진다. 실제로 해남 농경지의 플럭스 관측 자료를 바탕으로 탄소발자국을 산정한 사례를 통해, 일부 요소가 빠진 값임에도 해남 농경지 생태계는 온실가스를 대기로 배출하고 있다는 것, 즉 식량 생산을 위해서는 온실가스의 배출을 피할 수 없다는 사실을 알 수 있다. 이는 국제연합 식량농업기구(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)가 제안한 기후 스마트 농업(Climate-Smart Agriculture, CSA)의 3대 원칙인 (1) 농업 생산성과 소득의 지속가능한 증가, (2) 기후변화에 대한 적응 및 탄력성 구축, (3) 온실가스 배출량의 감축 또는 흡수(FAO, 2013)를 동시에 만족시키는 것이 쉽지 않음을 보여준다. 따라서 이를 달성하기 위해서는 농림생태계에
대한 구체적인 모니터링이 지속적으로 이루어져야 하며, 이를 기반으로 하여 보다 정밀한 탄소발자국 산정이 가능해질 수도 있다. 또한 실제 플럭스 관측이 이루어지고 있는 지역을 대상으로 한 계속적인 사례 연구와 함께, 과수원에 대한 추가 관측 및 메탄과 아산화질소 등 다른 온실가스에 대한 배출량 관측이 더불어 수행된다면 탄소발자국 산정 방법은 더욱 정교해질 것이다. 이와 같은 연구 결과가 누적되고 다른 분야의 연구 성과 및 고해상도의 상세 모델링 기법과 결합된다면, 수요자들에게 해당 지역 또는 작물에 대한 탄소발자국을 실시간 서비스로 제공할 수 있을 것이다.

적요

   지구 온난화를 유발하는 온실가스들의 구체적인 배출량을 정량화하는 수단으로서 2000년대 중반부터 ‘탄소발자국’의 개념이 발전하였다. 아직도 명확한 정의나 측정 단위 또는 범위에 대한 규정이 존재하지 않지만, ‘개인이나 조직에 의해 제품의 전 생산 과정에서 직간접적으로 대기로 배출된 전체 온실가스의 양을 이산화탄소 상당량으로 나타낸 것’이라는 의미로 널리 사용되고 있다. ISO/TS 14067에 따르면, 제품의 탄소발자국은 온실가스를 배출하는 단위 공정들의 활동량 자료에 해당 공정의 배출계수를 곱하고 이를 모두 합산하여 산정한다. 이를 바탕으로 소비자들에게 비교·선택의 기회를 제공하고 생산자들의 자발적인 온실가스 배출 감축 활동을 장려하기 위한 ‘탄소성적표지’ 제도가 전 세계적으로 다양하게 시행되고 있다. 이 제도의 일환으로 농업 분야에서 시범 운영되고 있는 ‘저탄소농축산물인증제’는 구매자의 윤리적 소비를 돕는 판단 근거로서 활용 가치가 클 것으로 기대된다. 이 과정에서 농산물에 대한 전과정평가의 경계를 설정하는 데에는 주로 사용 및 폐기 단계가 제외된 ‘cradle to gate’ 접근법이 사용된다. 범위를 넓혀 농림 부문 전체에 대한 탄소발자국 산정은 “국가 온실가스 인벤토리 보고서”에서 유일하게 배출량뿐만 아니라 제거량도 고려해야 하는 특징을 가지고 있다. 현재 산정이 이루어지지 않는 농경지의 다년생 입목 바이오매스에 축적된 탄소의 변화량을 계산할 수 있다면 전체 온실가스 배출량을 상당 부분 감축할 수 있을 것이다. 이를 위해 전 과정의 이산화탄소 교환을 직접 정량화할 수 있 는 타워 기반의 플럭스 관측이 사용될 수 있다. 탄소발자국 정보는 다른 지표들과 융합하여 지속가능한 농림생태계를 위한 좀 더 총체적인 지표 개발에 사용될 수 있다.

감사의 글

   이 연구는 기상청 “차세대 도시·농림 융합 스마트 기상서비스 개발(WISE) 사업”의 지원(KMIPA-2012-0001-2)으로 수행되었습니다. 세심한 지적과 제안을 통해 이 논문의 완성도를 높여 주신 세 분의 심사위원께 깊은 감사를 드립니다.

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