[논문]상세 공간단위 농업분야 온실가스 배출량 산정 방안 연구

김솔희; 전혜진; 최지연; 서일환; 전정배; 김태곤

doi:10.5389/ksae.2023.65.5.069

상세 공간단위 농업분야 온실가스 배출량 산정 방안 연구
Estimating GHG Emissions from Agriculture at Detailed Spatial-scale in Geographical Unit 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.65 no.5, 2023년, pp.69 - 80

김솔희 (Department of Smart Farm, Jeonbuk National University) , 전혜진 (Department of Smart Farm, Jeonbuk National University) , 최지연 (LOMA&RESEARCH) , 서일환 (Department of Rural Construction Engineering, Jeonbuk National University) , 전정배 (Spatial Information Research Institute, Korea Land and Geospatial Informatix Corporation) , 김태곤 (Department of Smart Farm, Jeonbuk National University)

Abstract ▼ AI-Helper

Carbon neutrality in agriculture can be derived from systematic GHG reduction policies based on quantitative environmental impact analysis of GHG-emitting activities. This study is to explore how to advance the calculation of carbon emissions from agricultural activities to the detailed spatial level to a spatial Tier 3 level (Tier 2.5 level), methodologically beyond the Tier 2 approach. To estimate the GHG emissions beyond the Tier 2.5 level by region for detailed spatial units, we constructed available activity data on carbon emission impact factors such as rice cultivation, agricultural land use, and livestock. We also built and verified detailed data on emission activities at the field level through field surveys. The GHG emissions were estimated by applying the latest national emission factors and regional emission factors according to the IPCC 2019 GL based on the field-level activity data. This study has significance that it explored ways to build activity data and calculate GHG emissions through statistical data and field surveys based on parcels, one of the smallest spatial units for regional carbon reduction strategies. It is expected that by utilizing the activity data surveyed for each field and the emission factor considering the activity characteristics, it will be possible to improve the accuracy of GHG emission calculation and quantitatively evaluate the effect of applying reduction policies.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1 Scheme for estimating agricultural greenhouse gas emissions by spatial level
그림 Fig. 2 The regional GHG emissions from agriculture and livestock (Rice cultivation, N2O in managed soils, enteric fermentation, and manure management) by metropolitan city level in 4th quarter, 2022
표 Table 1 The GHG emissions from agriculture (cultivation and livestock sectors) by city level in Jeollabuk-do in 2022 (Unit: TMT CO₂e)
그림 Fig. 3 The GHG emissions from agriculture (cultivation and livestock) by land lot in Baeksan-myeon, Gimje-si, Jeollabuk-do

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 지역별 상세 공간단위에서 농업부문 탄소배출량을 산정하는 방안을 모색하고자 한다. 이를 위해 공간범위를 시도단위, 시군단위, 읍면단위 (필지)로 설정하고 논벼 재배 및 농경지 이용, 가축 사육 등 탄소배출 영향인자에 대해 가용할 수 있는 활동자료를 구축하여 탄소배출량을 산정하고자 한다.
본 연구는 지역별 탄소저감 전략을 위해 최소 공간단위 중 하나인 필지를 기준으로 통계자료와 현장조사를 통해 활동자료를 구축하고 탄소배출량을 산정할 수 있는 방안을 모색한데에 의의가 있다. 필지별로 조사된 활동자료와 활동특성을 고려한 배출계수를 활용함으로써, 향후 온실가스 배출량 산정 정확도를 높이고 저감정책 적용에 따른 효과를 정량적으로 평가할 수 있을 것으로 기대한다.

제안 방법

5 수준 이상으로 탄소배출량을 산정하고자 논벼 재배 및 농경지 이용, 가축 사육 등 탄소배출 영향인자에 대해 가용할 수 있는 활동자료를 구축하였다. 또한 현장조사를 통해 필지단위의 배출 활동에 대한 상세자료를 구축하고 검증하였다. 구축된 필지단위의 활동자료를 바탕으로 IPCC 2019 GL에 따라 최신 국가배출계수와 지역배출계수를 적용하여 탄소배출량을 산정하였다.
본 연구는 공간단위 (시도, 시군, 읍면)로 Tier 2.5 수준 이상으로 탄소배출량을 산정하고자 논벼 재배 및 농경지 이용, 가축 사육 등 탄소배출 영향인자에 대해 가용할 수 있는 활동자료를 구축하였다. 또한 현장조사를 통해 필지단위의 배출 활동에 대한 상세자료를 구축하고 검증하였다.
따라서 본 연구에서는 지역별 상세 공간단위에서 농업부문 탄소배출량을 산정하는 방안을 모색하고자 한다. 이를 위해 공간범위를 시도단위, 시군단위, 읍면단위 (필지)로 설정하고 논벼 재배 및 농경지 이용, 가축 사육 등 탄소배출 영향인자에 대해 가용할 수 있는 활동자료를 구축하여 탄소배출량을 산정하고자 한다. 이를 통해 농업활동에 대하여 방법론적으로 Tier 2 이상, 공간적으로 Tier 3 수준 (Tier 2.
지역 온실가스 인벤토리 작성을 위한 활동자료 구축 시 지역배출량 산정을 위해 지자체에서 보유하고 있는 통계 또는 조사 내용을 우선으로 활용하며, 시군구 단위의 자료가 없는 경우에는 추가적인 자료 확보가 필요하다고 명시되어 있다. 이를 위해 본 연구에서는 지자체에서 보유하고 있는 자료를 최대한 활용하고자 하였으나 자료 확보가 어려운 경우 상위 공간 수준의 단위면적당 생산량 등의 값을 이용하여 추정값을 사용하였다. 이에 향후 공표되는 기초지자체 탄소배출량 값과 상이할 수 있다.

대상 데이터

국가통계인 ‘농림축산식품통계연보’가 4/4분기에 조사된 자료를 기초로 작성됨에 따라 자료 사용의 일관성을 유지하기 위해서 국가통계포털의 자료를 사용할 때는 4/4분기에 조사된 자료를 사용하였다
농업분야 탄소배출량 산정에 필요한 시도단위와 시군단위의 활동자료는 국가통계 및 지역통계 자료를 활용하였다. 시간적 범위는 2022년 4/4분기를 기준으로 설정하여 관련 활동자료를 수집하였다.
시군단위의 품목별 면적은 ‘지자체통계연보’를 활용할 수 있으나 최신년도에 대해 아직 공표하고 있지 않기 때문에 농림축산식품부의 ‘농업경영체 등록정보 통계 서비스’에서 지역별 품목별 현황 데이터를 활용하였다.
시도단위의 화학비료 시용량은 통계청의 ‘농축산물생산비조사’에서 제시하는 논벼/밭작물 주요투입물량의 무기질비료 자료 중 질소질비료 투입량을 사용하였다
읍면지역의 필지단위 탄소배출량을 산정하기 위해 읍면 중 농업분야의 탄소배출과 연관이 높은 경종 및 축산 농가가 밀집된 지역을 대상으로 하고자 전라북도 김제시 소재의 백산면을 대상으로 하였다. 백산면의 중심부에는 농공단지가 소재하고 있으며 그 주위를 둘러싸고 농경지가 소재하고 있다.
통계청의 농업면적조사의 경우 표본조사 방식을 이용하며, 표본으로 선정된 조사구 내 경지 (논과 밭, 필지 수준)에서 재배되고 있는 작물 면적을 조사한다. 작물재배면적 표본 약 22,000개를 포함하여 총 경지면적 조사는 약 32,000개를 대상으로 한다. 표본은 층화단순확률추출방법을 사용하여 전국 기준 1% 내외의 목표오차를 기준으로 산출한다.
매년 지자체에서 온실가스 인벤토리 작성을 위한 기초자료를 보고할 것으로 예상되지만, 항목이나 조사방법에 대하여 실증 연구가 더 필요하다고 판단된다. 최신년도 탄소배출량을 산정하기 위해서 사용할 수 있는 자료출처는 통계청과 농림수산식품부 자료가 있다. 공간수준별로 활동자료를 구축할 때, 데이터 관리주체별로 수집방법 및 처리과정을 고려하여, 어떤 자료가 현황을 효과적으로 대변할 수 있는지에 대한 연구와 논의가 필요하다.

이론/모형

또한 현장조사를 통해 필지단위의 배출 활동에 대한 상세자료를 구축하고 검증하였다. 구축된 필지단위의 활동자료를 바탕으로 IPCC 2019 GL에 따라 최신 국가배출계수와 지역배출계수를 적용하여 탄소배출량을 산정하였다.
상세 공간단위에서 탄소배출량 산정을 위해 IPCC 2019 GL을 기본으로 하며, 한국환경공단에서 발표한 ‘지자체 온실가스 배출량 산정지침 (Ver.4.1.)’과 환경부에서 공표한 국가고유 온실가스 배출⋅흡수계수를 적용하였다

후속연구

매년 지자체에서 온실가스 인벤토리 작성을 위한 기초자료를 보고할 것으로 예상되지만, 항목이나 조사방법에 대하여 실증 연구가 더 필요하다고 판단된다. 최신년도 탄소배출량을 산정하기 위해서 사용할 수 있는 자료출처는 통계청과 농림수산식품부 자료가 있다.
전국 광역⋅기초지자체 온실가스 인벤토리 작성을 위해 광역 및 기초지자체장은 ｢기후위기 대응을 위한 탄소중립⋅녹색성장 기본법｣ 제36조 3항 및 동법 시행령 제39조 6항에 따라 지역의 온실가스 정보 및 통계를 온실가스종합정보센터에 제출하게 되어 있다. 이에 향후 지역단위 온실가스 인벤토리는 지자체의 통계자료 구축 노력에 따라 매년 공표될 예정이다.
본 연구는 지역별 탄소저감 전략을 위해 최소 공간단위 중 하나인 필지를 기준으로 통계자료와 현장조사를 통해 활동자료를 구축하고 탄소배출량을 산정할 수 있는 방안을 모색한데에 의의가 있다. 필지별로 조사된 활동자료와 활동특성을 고려한 배출계수를 활용함으로써, 향후 온실가스 배출량 산정 정확도를 높이고 저감정책 적용에 따른 효과를 정량적으로 평가할 수 있을 것으로 기대한다.

참고문헌 (26)

Adewale, C., Reganold, J. P., Higgins, S., Evans, R.D.,？Carpenter-Boggs, L. 2018. Improving carbon footprinting？of agricultural systems: Boundaries, tiers, and organic？farming. Environmental Impact Assessment Review 71:？41-48. doi: https://doi.org/10.1016/j.eiar.2018.04.004.

상세보기
Cai, B., Cui, C., Zhang, D., Cao, L., Wu, P., Pang, L.,？Zhang, J., and D. Chunyan. 2019. China city-level？greenhouse gas emissions inventory in 2015 and？uncertainty analysis. Applied Energy, 253: 113579. doi:？https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.113579.

상세보기
Charkovska, N., Horabik-Pyzel, J., Bun, R., Danylo, O.,？Nahorski, Z., Jonas, M., and X. Xu. 2019. High-resolution？spatial distribution and associated uncertainties of？greenhouse gas emissions from the agricultural sector.？Mitigation and Adaptiation Strategies for Global Change,？24: 881-905. doi: https://doi.org/10.1007/s11027-017-9779-3.

상세보기
Choi, E., Kim, G., Lee, S., Lee, J., Yoon, J., and H. Gwon.？2020. Estimation of Greenhouse Gases Emission from the？Crop Cultivation Session of Agricultural Sector according？to 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines. Journal？of Climate Change Research, 11(6-2). 703-712. doi:？http://dx.doi.org/10.15531/KSCCR.2020.11.6.703.

상세보기
Gao, Y., Zhang, L., Huang, A., Kou, W., Bo, X., Cai, B.,？and J. Qu. 2022. Unveiling the spatial and sectoral？characteristics of a high-resolution emission inventory of？CO 2 and air pollutants in China. Science of The Total？Environment, 847: 157623. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157623.

상세보기
Hong, S., Ham, B., Choi, S., Kim, W., Ha, Ram, Park,？S., and W. Lee. 2021. Comparative Analysis on the？Sequestration of CO 2 Depending on Spatial Ranges for？Estimating Greenhouse Gas Inventory in Settlement.？Journal of Climate Change Research, 12(6): 767-776. doi:？http://dx.doi.org/10.15531/KSCCR.2021.12.6.767.

상세보기
IEA (International Energy Agency). 2021. Global Methane？Pledge. Retrieved from https://www.iea.org/topics/methane-emissions.
IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change),？2006, 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas？inventories.
IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change).？2019a. Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for？National Greenhouse Gas Inventories. Retrieved from？https://www.ipcc.ch/report/2019-refinement-to-the-2006-ipcc-guidelines-for-national-greenhouse-gas-inventories/.
IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change).？2019b. Climate Change and Land: an IPCC special report？on climate change, desertification, land degradation,？sustainable land management, food security, and？greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems. Retrieved？from https://www.ipcc.ch/srccl/.
Jeong, H., Kim, G., Lee, D., Shim, K., and K. Kang, 2011,？Assessment of greenhouse gases emission of agronomic？sector between 1996 and 2006 IPCC Guidelines, Korean？Society of Soil Science and Fertilizer, 44: 1214-1219. doi:？https://doi.org/10.7745/KJSSF.2011.44.6.1214.

원문보기 상세보기
Jeong, H., Lee, J., Choi, E., Kim, G., Seo, S., and K. So.？2014. A Comparison of the Changes of Greenhouse Gas？Emissions to the Develop Country-Specific Emission？Factors and Scaling Factors in Agricultural Sector. Journal？of Climate Change Research, 5(4): 349-357. doi:？https://doi.org/10.15531/KSCCR.2014.5.4.349.

상세보기
Jeong. H. and C. Kim. 2015. Agriculture's GHG Reduction？Targets and Response Strategies. Agriculture Focus, 115？(2015.10.23.), Korea Rural Economic Institute. Retrieved？from http://www.krei.re.kr/.
KEEI (Korea Energy Economics Institute), 2006. National？Greenhouse Gas Source/Sink Assessment. Retrieved from？http://www.keei.re.kr/keei/download/2006_YEARRPT.pdf
Kim, D. and J. Um. 2011. Evaluating Carbon Dioxide？Emission from Cadastral Category based on Tier 3？Approach. Spatial Information Research, 19(3): 11-22. UCI :？G704-000574.2011.19.3.005.
Kim, G. Y., Park, S. I., Song, B. H., & Shin, Y. K. 2002.？Emission characteristics of methane and nitrous oxide by？management of water and nutrient in a rice paddy soil.？Korean. Journal of Environmental Agriculture, 21(2),？136-143. doi: https://doi.org/10.5338/KJEA.2002.21.2.136.

원문보기 상세보기
Korea Seed & Variety Service, Government Supply Breed？Production/Supply. Retrieved from https://www.seed.go.kr/seed/.
Mackey, B., Moomaw, W., Lindenmayer, D., & Keith, H.？2022. Net carbon accounting and reporting are a barrier？to understanding the mitigation value of forest protection？in developed countries. Environmental Research Letters,？17(5), 054028. doi: http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/ac661b.

상세보기
MAFRA (Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs).？2021. Announcement of Korea's Task Reporting.
MAFRA (Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs).？Agricultural Business Information System. Retrieved from？https://uni.agrix.go.kr/webportal/main/portalIndex.do?webin.
Ministry of Environment. Livestock Manure Disposal？Statistics. Retrieved from https://www.index.go.kr/unity/potal/main/EachDtlPageDetail.do?idx_cd1475.
Park, E., Song, C., Ham, B., Kim, J., Lee, J., Choi, S.,？and W. Lee. 2018. Comparison of Sampling and？Wall-to-Wall Methodologies for Reporting the GHG？Inventory of the LULUCF Sector in Korea. Journal of？Climated Change Research, 9(4): 385-398. doi:？http://dx.doi.org/10.15531/KSCCR.2018.9.4.385.

상세보기
Park, S. J., Lee, C. W., Kim, S. H., and T. K. Oh. 2020.？Analysis of land use change for advancing national？greenhouse gas inventory using land cover map: focus on？Sejong City. Korean Journal of Agricultural Science,？47(4), 933-940. doi: http://dx.doi.org/10.7744/kjoas.20200077.

원문보기 상세보기
Reznik, A., Kissinger, M., and N. Alfasi. 2019.？Real-data-based high-resolution GHG emissions？accounting of urban residents private transportation.？International Journal of Sustainable Transportation. 13(4):？235-244. doi: https://doi.org/10.1080/15568318.2018.1459971.

상세보기
Rochette, P. and H. Janzen, 2005, Towards a revised？coefficient for estimating N 2 O from legumes, Nutr Cycl？Agroecosyst, 73: 171-179. doi: https://doi.org/10.1007/s10705-005-0357-9.

상세보기
UNFCCC (United Nations Framework Convention on？Climate Change). 2020. National Greenhouse Gas？Inventory Data for the Period 1990-2018. Retrieved from？https://unfccc.int/process-and-meetings/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-the-con.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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