[논문]연근해 자망과 통발 어업의 온실가스 배출량 현장실측 연구

이석형; 김현영; 양용수; 강다영

doi:10.3796/ksfot.2018.54.4.315

연근해 자망과 통발 어업의 온실가스 배출량 현장실측 연구
Comparative study of greenhouse gas emission from coastal and offshore gillnet and trap fisheries by field research 원문보기

수산해양기술연구 = Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology, v.54 no.4, 2018년, pp.315 - 323

이석형 (국립수산과학원 수산공학과) , 김현영 (국립수산과학원 수산공학과) , 양용수 (국립수산과학원 수산공학과) , 강다영 (국립수산과학원 수산공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Fossil fuel combustion during fishing activities is a major contributor to climate changes in the fishing industry. The Tier1 methodology calculation and on-site continuous measurements of the greenhouse gas were carried out through the use of fuel by the coastal and offshore gillnet (blue crabs and yellow croaker) and trap (small octopus and red snow crab) fishing boats in Korea. The emission comparison results showed that the field measurements are similar to or slightly higher than the Tier1 estimates for coastal gillnet and trap. In offshore gillnet and trap fisheries, Tier1 estimate of greenhouse gases was about $1,644-13,875kg\;CO_2/L$, which was more than the field measurement value. The $CO_2$ emissions factor based on the fuel usage was $2.49-3.2kg\;CO_2/L$ for coastal fisheries and $1.46-2.24kg\;CO_2/L$ for offshore fisheries. Furthermore, GHG emissions per unit catch and the ratio of field measurement and Tier1 emission estimate were investigated. Since the total catch of coastal fish was relatively small, the emission per unit catch in coastal fisheries was four to eight times larger. The results of this study could be used to determine the baseline data for responding to changes in fisheries environment and reducing greenhouse gas emission.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 국내 주요 어업 중 하나인 연근해자망과 통발어업어선의 조업 중 연료 사용량을 활용하여 산출한 온실가스 이론 배출량(Tier1)과 현장실측을 통한 어선의 온실가스 실제 배출량을 정량적으로 비교․평가하고자 하였다. 그리고 어업생산량과 연료사용량 당 온실가스 배출량 등 대상어업의 원단위 별 온실가스 배출량을 분석 및 비교하여 자망과 통발어선어업의 온실가스 감축 목표 및 저감 방안 마련을 위한 어선 실측조사 방법의 기초 자료를 도출하고자 하였다.
본 연구에서는 Tier1 산정방법론으로 산출한 배출량과 실제 어선 운용 시 발생하는 온실가스의 배출량 차이를 정량적으로 분석하기 위해서 굴뚝연속자동측정기를 활용한 연속측정방법을 어선에 적용하여 현장실측을 실시하였다(Bang et al., 2008, NIER, 2014).
본 연구에서는 국내 주요 어업 중 하나인 연근해자망과 통발어업어선의 조업 중 연료 사용량을 활용하여 산출한 온실가스 이론 배출량(Tier1)과 현장실측을 통한 어선의 온실가스 실제 배출량을 정량적으로 비교․평가하고자 하였다. 그리고 어업생산량과 연료사용량 당 온실가스 배출량 등 대상어업의 원단위 별 온실가스 배출량을 분석 및 비교하여 자망과 통발어선어업의 온실가스 감축 목표 및 저감 방안 마련을 위한 어선 실측조사 방법의 기초 자료를 도출하고자 하였다.
본 연구는 연근해자망 및 통발어업어선의 연구대상 선박을 선정하고 각 어선의 실제 연료 사용량에 따른 온실가스 배출량 이론적 산정(Tier1)과 어선 배기가스 현장실측 온실 가스 배출량을 비교하고, 어획량 및 연료사용량 원단위에 따른 온실가스 배출계수를 비교 ·분석하였다. 본 연구의 결과는 어업의 업종에 따른 온실가스 배출관리와 감축 목표 및 저감 방안을 마련하고 현장 실측연구 방법 개발을 위한 기초자료로 활용하기 위하여 수행하였다.

제안 방법

실측기간 동안 연안 꽃게자망어선은 12항차, 연안 낙지통발어선은 14항차 조업을 실시하였다. 각 항차 당약 10시간 전후로 조업을 하며, 평균 약 200~300L의 연료를 사용하였다. 꽃게자망어선은 ‘이동-투망-이동양승’을 반복하였고, 낙지통발어선은 ‘이동-양승-이동투승’ 형태의 어업을 반복 진행하였다.
근해 참조기자망어선과 근해 붉은대게통발어선은 각 항차 당 6~7일 조업 형태로 진행되었으며, 각각 2항차, 3항차 동안 측정을 실시하였다. 근해어업은 연안어업과 비교하여 항차 당 조업기간이 길고 어장까지의 긴 이동 거리로 인해 연료사용량에서 큰 차이를 나타내었다.
꽃게자망어선은 ‘이동-투망-이동양승’을 반복하였고, 낙지통발어선은 ‘이동-양승-이동투승’ 형태의 어업을 반복 진행하였다.
현장 실측은 연안자망(꽃게), 근해자망(참조기), 연안통발(낙지) 그리고 근해통발(붉은대게) 어업어선이 출항하여 조업 후 입항하는 일련의 과정을 1항차로 분류하고, 각 어업당 12~18일 동안 각 항차별 현장 실측을 실시하였다. 대상 어선의 온실가스 배출 현장실측값과 온실가스 배출량 이론적 산정을 비교하기 위하여 입항 전ㆍ후 사용된 연료량을 조사하였다.
본 연구는 연근해자망 및 통발어업어선의 연구대상 선박을 선정하고 각 어선의 실제 연료 사용량에 따른 온실가스 배출량 이론적 산정(Tier1)과 어선 배기가스 현장실측 온실 가스 배출량을 비교하고, 어획량 및 연료사용량 원단위에 따른 온실가스 배출계수를 비교 ·분석하였다.
본 연구에서 적용한 Tier1 방법론은 어선의 온실가스 배출량 산정 시 기본 활동도(Activity level)의 지표로 연료사용량 정보를 활용하고, 활동도 수준별 배출계수(Emission factor)를 곱함으로써 배출량을 산정하였다. Tier1 방법은 가장 간단한 산정방법으로서 기본 배출계수를 적용한다.
Tier1 방법은 가장 간단한 산정방법으로서 기본 배출계수를 적용한다. 본 연구에서는 수협의 면세유 공급 자료와 배출계수에 근거하여 다음의 수식으로 산출한다(Choi et al., 2009).
실측기간 동안 연안 꽃게자망어선은 12항차, 연안 낙지통발어선은 14항차 조업을 실시하였다. 각 항차 당약 10시간 전후로 조업을 하며, 평균 약 200~300L의 연료를 사용하였다.
실시간 연속 측정용 장비는 대상 선박엔진 배출가스의 배출구 형태를 파악한 후 설치하였다. 어선의 엔진 배기구 연통에서 배출가스 측정하기 위하여 고온의 배출가스를 견딜 수 있는 서스 배관과 테플론 재질의 튜브를 사용한 가스 프로브 라인을 제작 및 설치하였고, 배출가스 중 수분의 응축 방지와 먼지 제거 및 장비보호를 위해 Heating Line이 포함된 샘플링 프로브를 연결하여, 굴뚝 배기가스가 샘플가스 전처리장치(에코시스텍)를 거쳐 굴뚝배출가스 연속 자동측정기(Vario Plus Industrial, MRU instrument inc.)로 유입되도록 구성하였다. 온실가스 유량 측정을 위한 배기가스 유속측정은 피토관식유속계 또는 열선 유속계를 사용하여 측정하였다.
어업 형태는 연안어업과 유사하게 ‘이동-조업-이동’을 반복하여 수행하였다.
)로 유입되도록 구성하였다. 온실가스 유량 측정을 위한 배기가스 유속측정은 피토관식유속계 또는 열선 유속계를 사용하여 측정하였다. 출항 전 측정 장비 설치 및 가동과 운항에 관련한 기본 정보를 어업인과 문답을 통해 확보하였고, 조업 중 측정 장비를 연속 가동하여 온실가스 등 배출가스 측정자료 및 운항 정보를 축적하였다.
출항 전 측정 장비 설치 및 가동과 운항에 관련한 기본 정보를 어업인과 문답을 통해 확보하였고, 조업 중 측정 장비를 연속 가동하여 온실가스 등 배출가스 측정자료 및 운항 정보를 축적하였다. 입항 후 조업 중 연속 측정된 자료와 항차별 유류 사용량, 엔진RPM, 항해경로 등 운항 정보를 즉시 확보하였다. 측정에 사용된 장비와 설치장면을 Fig.
온실가스 유량 측정을 위한 배기가스 유속측정은 피토관식유속계 또는 열선 유속계를 사용하여 측정하였다. 출항 전 측정 장비 설치 및 가동과 운항에 관련한 기본 정보를 어업인과 문답을 통해 확보하였고, 조업 중 측정 장비를 연속 가동하여 온실가스 등 배출가스 측정자료 및 운항 정보를 축적하였다. 입항 후 조업 중 연속 측정된 자료와 항차별 유류 사용량, 엔진RPM, 항해경로 등 운항 정보를 즉시 확보하였다.
측정 장비를 통해 축적된 데이터의 신뢰성 확보와 정확성, 정밀도 및 소급성 유지를 위하여 각 어업어선별 장비 설치에 앞서 정도검사 및 형식승인 전문기관에서 장비의 검ㆍ교정을 실시하였다.
57로 모두 1 미만의 값을 가졌다. 평균 연료사용량을 활용하여 산출한 이론적 산정량(Tier1)과 운항 중 실측 온실가스 평균 농도로 산출한 온실가스 평균 배출량을 연안어업과 근해어업으로 구분하여 Fig. 3에 비교하였다.
Table 1에 대상 업종과 주 어획 대상 어종 및 어선 기본 정보를 나타내었다. 현장 실측은 연안자망(꽃게), 근해자망(참조기), 연안통발(낙지) 그리고 근해통발(붉은대게) 어업어선이 출항하여 조업 후 입항하는 일련의 과정을 1항차로 분류하고, 각 어업당 12~18일 동안 각 항차별 현장 실측을 실시하였다. 대상 어선의 온실가스 배출 현장실측값과 온실가스 배출량 이론적 산정을 비교하기 위하여 입항 전ㆍ후 사용된 연료량을 조사하였다.

대상 데이터

본 연구는 연근해자망어업과 통발어업에 등록된 어선 척수와 유류사용량 그리고 어업 대상 어종의 어획량 등 통계자료를 바탕으로 국내 주요 어선어업분야에서 자망어업과 통발어업의 중요도가 높다고 보고, 국내 어업 온실가스 배출량 산정을 위한 기초 연구대상으로 선정하였다. 선정된 연안꽃게자망어어업, 근해참조기자망어업, 연안낙지통발어업 그리고 근해붉은대게통발어업 어선을 각 1척씩 선정하여 연구를 실시하였다.
본 연구는 자망어업과 통발어업의 대표적인 업종 중 하나인 연안꽃게자망어업과 근해참조기자망어업 그리고 연안낙지통발어업과 근해붉은대게통발어업을 현장 실측연구대상으로 선정하였다. 2011년 어획통계에 의하면 꽃게의 어획량은 약 26,600톤으로 이중 연안자망에 의한 어획이 전체 꽃게 생산량의 64%를 차지하는 것으로 조사되었다(Park et al.
본 연구는 연근해자망어업과 통발어업에 등록된 어선 척수와 유류사용량 그리고 어업 대상 어종의 어획량 등 통계자료를 바탕으로 국내 주요 어선어업분야에서 자망어업과 통발어업의 중요도가 높다고 보고, 국내 어업 온실가스 배출량 산정을 위한 기초 연구대상으로 선정하였다. 선정된 연안꽃게자망어어업, 근해참조기자망어업, 연안낙지통발어업 그리고 근해붉은대게통발어업 어선을 각 1척씩 선정하여 연구를 실시하였다.

이론/모형

측정 장비는 환경오염공정시험기준 대기분야 굴뚝연속자동 측정기기의 성능 규격 및 정도관리방법을 적용하여 온실가스 배출량 산정에 적합한 비분산적외선흡수방식(NDIR)을 사용하고, 환경부의 형식승인(ASGAM-2007-5호)을 받은 장비로 선정하였다(Table 2).

성능/효과

각 어업의 단위 어획량 당 실측 온실가스 배출량 대비이론 배출량(Tier1)의 비율(어획량 당 현장실측 배출계수 / 어획량 당 Tier1 산정계수 비율)을 보면 연안어업이 근해어업에 비해 높은 값을 나타냈다. 연안낙지통발어업을 제외한 꽃게, 참조기, 붉은대게어업의 비율은 1보다 적으므로, 실측치에 비해 이론 산정치의 배출량이 더 많은 것으로 확인되었다.
2%와 근해어업 어선의 12%를 차지하고 있다. 수협중앙회에서 공급되는 면세유 공급량의 4.58%를 연안통발어업이 소비하고, 근해통발어업은 6.7%를 소비하는 것으로 나타났다.
8 kg CO₂가 많은 것으로 조사되었다. 실측 온실가스 배출량 대비 이론 배출량(Tier1)의 비율 (현장실측배출값 / Tier1 산정값 비율)은 연안어업의 경우 꽃게자망은 0.96, 낙지통발은 1.24로 그 값이 1과 유사한 수준이거나 높았으나, 근해어업은 참조기자망 0.87, 붉은대게통발은 0.57로 모두 1 미만의 값을 가졌다. 평균 연료사용량을 활용하여 산출한 이론적 산정량(Tier1)과 운항 중 실측 온실가스 평균 농도로 산출한 온실가스 평균 배출량을 연안어업과 근해어업으로 구분하여 Fig.
연료를 원단위로 하여 현장실측을 통해 산정된 온실가스의 배출계수는 연안꽃게자망과 낙지통발어업이 각각 2.49 kg CO₂/L와 3.2 kg CO₂/L이고, 근해참조기자망이 2.24 kg CO₂/L 그리고 붉은대게통발어업이 1.46 kg CO₂/L 으로 산정되었다. 그리고 단위 어획량을 원단위로 한 현장 실측 및 이론적 산정방법(Tier1)의 온실가스 배출량의 ‘단위 어획물 당 온실가스의 배출계수’와 ‘실측 배출량 대비 이론 배출량의 비율’을 Fig.
연료소비량을 기반으로 현장실측을 통해 확인된 온실 가스 실측 배출계수는 연안어업이 2.49~3.2 kg CO₂/L로 근해어업(1.46~2.24 kg CO₂/L)에 비해 높았다. 이것은 연안어업의 조업패턴이 복잡하고, 짧은 조업시간 내 지속적으로 고속 운행을 통해 배기가스 배출이 고농도로 유지되기 때문인 것으로 보인다.
엔진 고속 운행 시 CO₂ 농도는 6~10%였고, 저속 가동 시 1~2%로 연안 어선에 비교하여 유사하거나 낮은 농도를 나타냈다. 연안과 근해어업은 항차별 평균 조업시간과 유류 사용량 등의 차이가 있었으며, 이산화탄소의 실측 농도 범위는 근해어업이 연안어업에 비해 낮았다. 대상 어선들의 평균 조업시간 및 연료사용량, 평균 어획량과 CO₂, NO_X 농도 정보를 Table 3에 나타내었다.
각 어업의 단위 어획량 당 실측 온실가스 배출량 대비이론 배출량(Tier1)의 비율(어획량 당 현장실측 배출계수 / 어획량 당 Tier1 산정계수 비율)을 보면 연안어업이 근해어업에 비해 높은 값을 나타냈다. 연안낙지통발어업을 제외한 꽃게, 참조기, 붉은대게어업의 비율은 1보다 적으므로, 실측치에 비해 이론 산정치의 배출량이 더 많은 것으로 확인되었다.
87로 조사되었다. 연안어업어선의 현장실측 배출량과 이론 산정량의 차이는 상대적으로 적게 조사되었으나, 대상 근해어업어선은 이동거리와 항차별 조업기간이 길기 때문에 상대적 유류 사용량이 많으므로 Tier1 산정값이 현장 실측값에 비해 온실가스 배출량이 많은 것으로 나타났다.
단위어획물 당 온실가스 배출량은 연안어업의 경우 현장실측값과 이론산정량이 유사하거나 실측 배출량이 많은 수준이었으나, 근해어업은 모두 이론 산정량(Tier1)이 많았다. 연안어업에서 발생하는 단위 어획물 당 온실가스 발생량은 근해 어업에 비해 약 4~8배 높았다. 이것은 연안어업의 어선 및 어업규모가 작고 조업시간이 짧아 총 어획물 중량이 근해 어업에 비해 매우 적기 때문이었다.
단위 어획량 당 온실가스 배출량은 연안어업의 경우 현장실측 배출량과 이론산정 배출량(Tier1)이 유사한 수준이거나 실측 배출량이 많았으나, 근해어업은 모두 이론적 산출량(Tier1)이 많았고, 연안어업이 근해어업 보다 약 4~8배 많았다. 이중 연안낙지통발어업의 배출량은 모든 산정방법에서 모두 타 대상 어업에 비해 배출량이 크게 많은 것으로 조사되었다.

후속연구

따라서 현장 실측치의 신뢰도 향상과 Tier1 이론 산정치의 정확도 향상을 위해서는 장기간 연속측정 시 발생하는 측정기기의 불확도 요인을 제거하여야 할 것으로 판단된다. 또한 본 연구를 통해 일부 업종에 대한 현장실측 자료를 확보한 것은 의미가 있으나 해당 업종을 대표하기 위해서는 각 어업의 선박 톤급 및 선형, 엔진 마력과 사용연수, 해황, 어구, 조업 방식에 따른 표본 선박을 추가 선정하여, 반복된 현장 실험을 통해 모집단을 대표할 수 있는 현장실측 결과와 배출계수를 생산하고 연료 소모량 및 현장 조업 중 실제 운용 형태(조업시, 항행시 등)에 따른 활동자료의 정확도 검증이 필요할 것으로 판단된다.
추후 본 연구조사 방법을 적용하여 기타 연근해어업 어선 실측연구에 적용함으로써 국내 어선어업의 온실가스 배출량 관리의 현장측정방법의 기초자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	1992년 채택된 기후변화협약의 내용은 무엇인가?	기후변화에 관한 정부 간 패널(IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change)은 2007년 IPCC 4차 보고서에서 온실가스 배출에 의한 지구 평균기온의 상승과 북극 해빙의 감소 그리고 지속적인 해수면 상승과 같은 전 지구적 기후변화의 진행을 보고하였다(IPCC, 2007). 기후변화 대응을 위해 1992년 채택된 기후변화협약(UNFCCC: The United Nations Framework Convention on Climate Change)은 가입 당사국들이 온실가스 배출량의 감축목표를 제시하고, 감축 이행 목표 달성을 위한 과학적인 배출량 산정방법을 확보하여 온실가스 배출을 감축하도록 하였다 (Kim et al., 2012).
	수산업 분야와 관련한 온실가스 문제는 언제 국제적 관심 분야로 떠올랐는가?	, 2012). 수산업 분야와 관련한 온실가스 문제는 2010년 제16차 UNFCCC 당사국 총회와 유엔환경개발 회의에서 책임이 있는 어업에 관한 국제규범(The Code of Conduct for Responsible Fisheries)에 연계하여 중요한 관심분야로 제기되었다(Shin et al., 2016, Kim et al.
	국내 연근해어업은 어업형태가 다양하고 운항형태와 운항거리 등 활동도 자료가 복잡함을 해결하기 위한 방안은 무엇이 있는가?	, 2016). 이러한 문제를 극복하고 국내 어업분야 온실가스 배출량을 정확하게 산정 및 관리하기 위해서는 국내 선박부문 전체 배출량과 별개로 어선어업의 온실가스 배출량 실측조사를 포함하여 국가 통계자료를 활용한 배출량 산정과 전과정평가 방법을 통합한 어선어업의 온실가스 배출량 자료를 생산하여야 한다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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