초록 ▼

4. 연구결과
4.1 축산물의 물발자국 산정방안 정립
○ 물발자국 구성 : 음용수, 세척수, 사료소비에 따른 간접수
VWC_a[e, a] = VWC_feed[e, a]+VWC_drink[e, a]+ VWC_serv[e, a]
○ 축산물의 물발자국 산정
- 한우(거세우)의 물발자국: 17736.7 ㎥/ton
- 양돈(비육돈)의 물발자국: 4441.4 ㎥/ton
- 닭(육계)의 물발자국: 2548.7 ㎥/ton
4.2 농작

4. 연구결과
4.1 축산물의 물발자국 산정방안 정립
○ 물발자국 구성 : 음용수, 세척수, 사료소비에 따른 간접수
VWC_a[e, a] = VWC_feed[e, a]+VWC_drink[e, a]+ VWC_serv[e, a]
○ 축산물의 물발자국 산정
- 한우(거세우)의 물발자국: 17736.7 ㎥/ton
- 양돈(비육돈)의 물발자국: 4441.4 ㎥/ton
- 닭(육계)의 물발자국: 2548.7 ㎥/ton
4.2 농작물 교역에 따른 가상수 교역량 산정 및 분석
4.2.1 우리나라의 농작물 가상수 교역량 산정 및 분석
○ 우리나라의 국외 가상수 의존도 분석
ㆍ 내부 물발자국: 40 G㎥, 외부 물발자국: 96 G㎥
⇒ 국외 가상수 의존도: 70 % 초과
ㆍ 주 사료용 작물인 옥수수와 두류작물의 경우 90% 이상이 국외 가상수 의존적임
○ 가상수 교역에 따른 국내 수자원 절감량 산정결과
ㆍ 2006년부터 2010년 동안 총 112 G㎥의 가상수 절약
4.2.2 전세계의 농작물 가상수 교역량 산정 및 분석
○ 전세계 가상수 교역 구조의 중심지 변화 분석
ㆍ 식량용 곡물(밀, 쌀, 보리, 기타 잡곡)의 경우 2006년과 2008년 미국의 외향 연결중심성이 가장 높게 나타남. 러시아는 2008년에는 낮은 연결중심성이 산정되었으나 2009년에는 높게 나타남. 호주와 우크라이나는 2006년 이후 외향 연결중심성이 점차 증가함.
ㆍ 사료용 작물 (옥수수, 대두, 대두박)의 경우 2008년 미국의 외향 연결중심성이 높고, 2009년에는 아르헨티나의 중심성이 급격히 낮아짐. 브라질의 외향 연결중심성은 조금씩 증가하는 추세로 나타남.
내향 연결중심성은 주 수입국인 중국이 가장 높고, 점차적으로 증가함
→ 주요 수출국의 수자원 변화 및 가상수 교역 구조를 고려한 물관리 정책 수립시 활용
ㆍ 우리나라의 국외 가상수 의존도가 높은만큼 향후 국외 주요 수출국의 수자원 변화 및 가상수 교역 구조의 변화에 민감하게 반응할 수 있는 수입 정책 수립시 활용 가능함.
ㆍ 국제적으로 최종 농산물에 소비된 물 소비량에 대한 관심이 높아지고 있는 시점에서 가상수 개념을 활용하여 FTA와 같은 자유무역에 의한 농산물의 수출입 물량에 따른 국제적인 물 수출입량을 파악하고 국제 농산물 거래에 의한 가상수 거래량을 평가할 수 있는 기술 기반이 구축되었다고 볼 수 있음.
4.3 국내식량정책과 물발자국에 따른 농업용수 사용량 변화 분석
4.3.1 국내의 1인당 농산물 소비에 따른 물발자국 추정
ㆍ 1985년: 264.9 ㎥/yr, 1995년: 275.4 ㎥/yr → 다소 증가하거나 비슷한 수준 유지
ㆍ 2005년과 2010년: 각각 252.6 ㎥/yr, 240.7 ㎥/yr → 감소 경향
4.3.2 식량자급률의 목표를 위하여 농산물 생산에 소요되는 잠재적 농업용수량 산정 결과
ㆍ 2015년: 백미, 보리의 경우 각각 479.8 백만㎥, 40.3 백만㎥씩 감소. 밀은 189.5 백만㎥ 증가 2020년: 백미, 보리의 경우 각각 716.4 백만 ㎥, 40.3 백만㎥씩 감소. 밀은 283.9 백만㎥ 증가
→ 미래의 식량정책 달성을 위해 추가적으로 사용되는 용수량 추정
ㆍ 물발자국을 활용할 경우 식량정책의 목표 달성을 위해 필수적으로 사용되는 수자원의 정량적인 산정을 위한 기초자료 제공이 가능함.
ㆍ 물발자국 데이터를 활용할 경우 향후 식량정책의 변화에 대비하여 농업용수관리기관으로서 한국농어촌공사의 선제적 대응이 가능하며 및 민간부분와 식량정책을 물발자국을 통하여 연계함으로서 물관련 이슈를 선점할 수 있음.
4.4 물발자국 인벤토리를 활용한 제품단위 물발자국 산정
4.4.1 농산물 가공식품 및 공업제품의 물발자국 산정
○ 대상제품 : 옥수수 수염차, 두부, 세탁기
○ 선정원칙 : 생산, 사용단계 물사용량이 많은 농산물 가공품/공산품
○ 범 위 : 원료취득, 제조, 사용(폐기단계 제외)
○ 물발자국 기초원단위: 1차년도 물사용강도 및 단가자료 이용해 사용량 원단위 이용
○ 자료수집 : 물품 자재표(BOM) 및 문헌자료
○ 물발자국 산정식 : WFIj = Σ Mij × WFi
WFIj: 제품 j의 물발자국
Mij: 제품 j에서 물질 i 의 투입량
WFi: 물질 i의 물발자국 원단위
여기서, WFIi는 1차년도에 산정한 물사용강도(㎥/원)에 단가 자료 곱하여 산출함. 이 연구에서 사용한 단가 자료는 한국은행에서 발간한 산업연관표 상의 2003년 기준 공급액 자료임.
4.4.2 농산물 가공식품 및 공업제품의 물발자국 산정 결과
○ 두부 100g 생산에 필요한 물사용량은 총 1,448 L이고 이중 두부제조와 포장을 위해 사용된 직접수는 21L에 불과하고, 원료물질 취득, 즉 콩재배에 필요한 물사용량이 1,427 L로 분석되었다. 직접수중 수세와 기기바닥세정에 필요한 물이 90.8%를 차지하고 침지를 비롯한 다른 공정에서 물사용량은 미미한 것으로 분석되었다.
○ 340mL의 옥수수수염차를 제조하는데 총 124.2L의 물이 필요하고, 이중 직접수는 0.97 L, 간접수는 123.3 L가 소요되는 것으로 분석되었다. 간접수가 전체 물사용량의 99%이상의 차지하고 직접수는 1%미만이다. 99%의 간접수중 가장 많은 부분을 차지하는 공정은 제품을 담는 PET를 생산하는데 많은 간접수가 필요하기 때문이다.
○ 세탁기 한 대를 5년간 사용할 경우, 총 물사용량은 108,804 L로 분석 되었고, 직접수와 간접수가 각각 80,607 L, 28,197 L로 직접수가 74% 이었다. 단계별 물사용량을 살펴보면, 원료취득단계 20%, 제조단계 1%, 사용단계 79%로 분석되었으므로 사용단계의 물사용량의 절감이 중요한 것으로 판단된다. 기존의 세탁기 사례분석결과(김우람, 2011) 와 비교해 보면, 원료취득단계의 물사용량은 이번 연구의 결과가 15.7%정도 크게 나타났고, 사용단계는 이번 연구결과가 작게 나타났는데, 이는 이 연구에서 개발된 물사용계수(DB)가 기존의 LCI DB의 물사용계수가 낮게 나타나기 때문이다.4.4.2 농산물 가공식품 및 공업제품의 물발자국 산정 결과
○ 두부 100g 생산에 필요한 물사용량은 총 1,448 L이고 이중 두부제조와 포장을 위해 사용된 직접수는 21L에 불과하고, 원료물질 취득, 즉 콩재배에 필요한 물사용량이 1,427 L로 분석되었다. 직접수중 수세와 기기바닥세정에 필요한 물이 90.8%를 차지하고 침지를 비롯한 다른 공정에서 물사용량은 미미한 것으로 분석되었다.
○ 340mL의 옥수수수염차를 제조하는데 총 124.2L의 물이 필요하고, 이중 직접수는 0.97 L, 간접수는 123.3 L가 소요되는 것으로 분석되었다. 간접수가 전체 물사용량의 99%이상의 차지하고 직접수는 1%미만이다. 99%의 간접수중 가장 많은 부분을 차지하는 공정은 제품을 담는 PET를 생산하는데 많은 간접수가 필요하기 때문이다.
○ 세탁기 한 대를 5년간 사용할 경우, 총 물사용량은 108,804 L로 분석 되었고, 직접수와 간접수가 각각 80,607 L, 28,197 L로 직접수가 74% 이었다. 단계별 물사용량을 살펴보면, 원료취득단계 20%, 제조단계 1%, 사용단계 79%로 분석되었으므로 사용단계의 물사용량의 절감이 중요한 것으로 판단된다. 기존의 세탁기 사례분석결과(김우람, 2011) 와 비교해 보면, 원료취득단계의 물사용량은 이번 연구의 결과가 15.7%정도 크게 나타났고, 사용단계는 이번 연구결과가 작게 나타났 는데, 이는 이 연구에서 개발된 물사용계수(DB)가 기존의 LCI DB의 물사용계수가 낮게 나타나기 때문이다.
4.5 물발자국의 정책적 활용 방안
4.5.1 기업/제품 단위의 물발자국 활용
ㆍ원료와 생산 그리고 유통에 이르는 과정에서의 물 사용량을 평가
ㆍ생산단계별 용수의 낭비요소 제거, 원가 절감, 환경 친화적인 재화 생산의 기회 제공
4.5.2 국가 단위의 물발자국 인증제 도입
ㆍ인증제를 통한 농축산물 생산과정의 물 이력 추적에 의한 제조단계별 물 사용량 평가
ㆍ지속가능한 수자원 이용 달성을 위한 정부와 산업체의 협력 체계구축시 연결고리로 활용
ㆍ사업 및 지역개발의 지속가능성 평가를 위한 물발자국 데이터의 활용
4.6 결 론
본 연구에서는 1차년도에 개발한 물발자국 DB 기초 자료를 고도화하고, 기 개발된 DB를 활용하여 농산물 가상수 교역분석과 제품단위의 물발자국산정 등과 같은 적용성을 분석하여 물발자국 활용방안을 제시하고자 하였다. 본 연구의 결과는 향후 각 분야별 물발자국과 지역 및 국가간 가상수 교역을 고려한 효율적인 국가 물관리계획 및 정책 수립의 지원 체계 구축을 위한 기초자료로 활용 가능하고, 물발자국 인증제도 등의 물발자국 정보를 활용한 국내 물관리 정책에 대한 지원 및 방향 제시를 위한 근거자료로서 활용 가능할 것이다. 또한 제품단위 생산과정의 물 이력 추적이 가능하며 이에 따라 생산 단계별 물 사용량을 평가하여 효율적인 수자원 활용에 기여 할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼

4. Results
4.1 Water footprint of live animals
○ The components of water footprint of live animals
VWC_a[e, a] = VWC_feed[e, a]+VWC_drink[e, a]+ VWC_serv[e, a]VWC_a[e, a] : Virtual water content of animal a in exporting country e
VWC

4. Results
4.1 Water footprint of live animals
○ The components of water footprint of live animals
VWC_a[e, a] = VWC_feed[e, a]+VWC_drink[e, a]+ VWC_serv[e, a]VWC_a[e, a] : Virtual water content of animal a in exporting country e
VWC_feed, VWC_drink, VWC_serv : Virtual water from feeding, drinking and servicing
○ Estimation of water footprint of live animals
- Beef cattle : 17736.7 ㎥/ton
- Swine : 4441.4 ㎥/ton
- Broiler chicken : 2548.7 ㎥/ton
4.2 Virtual water trade in agricultural products
4.2.1 Virtual water trade in Korea
○ Evaluation of water dependence by internal and external water footprint in Korea
ㆍInternal water footprint: 40 G㎥, External water footprint: 96 G㎥
⇒ Water dependence : over 70 %
ㆍMaize and pulse crops : over 90%
○ Water savings of virtual water trade in Korea
ㆍWater savings from 2006 to 2010 : 112 G㎥
(wheat: 17 G㎥, maize and pulse crops: 94 G㎥)
4.2.2 Global virtual water trade
○ Analysis of centrality of global virtual water trade
ㆍGrain crops (wheat, rice, barely etc.)
- High degree centrality in 2006, 2008 :　USA
- The degree centrality of Australia and Ukraine have been risen since 2006.
ㆍForage crops (maize, pulse crops)
- High out-degree centrality country :　USA, Argentina, Brazil
- High in-degree centrality country :　China, Korea, Japan
4.3 Analysis of virtual water use from water footprint and food self-sufficiency
ㆍPopulation growth and life-style change
⇒ Affecting the demand and supply of food, and land and water use
ㆍIncrease in population, rapid industrialization and urbanization during the last half century in Korea
⇒ higher foods demand & decreased arable lands
ㆍFood self-sufficiency ratio (SSR) in South Korea
⇒ SSR for grain (including feed): 56% (1980) to 27% (2010)
⇒ wheat, maize and beans: 0.5%, 1.0% and 9.8% in 2010
4.4 Estimation of water footprint of products using water inventory
4.4.1 Estimation of water footprint of agricultural products and industrial product
○ Target products: corn tea, bean curd and laundry machine
○ Principle of selection : products requiring more water at production and usage phase.
○ Scope : raw material acquisition, production and use (exception disposal)
○ Water inventory : database developed in the 1st year study.
○ Data collection : Bill Of Material, consulting data and literatures
○ Equation of calculation : WFIj = Σ Mij × WFi
WFIj: water footprint of product j
Mij: input i of for product j
WFi: water inventory for input i
where, WFIi can be obtained from the multiplication of Mij by WFi. Unit price used in the WFi is based on the Input Output table issued in 2003 by Bank of Korea.
4.4.2 Water footprint of agricultural products and industrial product
○ Total water footprint of 100g-bean curd is 1,448 L, where direct water for production and packing 21L, water for material acquisition, ie cultivation water for bean is 1,427 L. Out of total direct water in the production of bean curd 90.8% was used for washing and cleaning floor.
○ Water footprint of bottled 340mL-corn tea is 124.2L, where direct one is 0.97 L, and indirect 123.3 L. 99% of total water is indirect water, which is embodied water of product. Key user in the indirect water is PET production for plastic bottle.
○ 108,504 L of water is needed for one laundry machine using for 5 years. Indirect and direct water are 28,197 L and 80,607 L respectively, which is accounting for 74%. Raw material acquisition, production and use phase are 20%, 1% and 79% respectively. it seems to be important to reduce water use at usage phase overall. Comparing with Kim’s study (Kim, 2011), water footprint in this study was 15.7% higher than the previous study at material aquisition phase and shows a lower water at usage phase. It can be interpreted that water database developed in this study is lower than the previous study.
4.5 Application of water footprint in Korea
4.5.1 Water footprint of product and corporate
ㆍAssessment of WFP of product and water saving plan setting
ㆍSustainability assessment of a corporate
ㆍCertification for WFP and company impression for eco-friendly
4.5.2 Water footprint scheme
ㆍAssessment of water use in processes and provision information for water saving
ㆍEnvironment impact and environment friendly corporate and products
ㆍDetail information in terms of processes, commodity and consumption, not by industrial sectors
ㆍWater resources planning considering heavy trade countries
4.6 Conclusions
The objectives of this study is to polish water footprint database developed in the 1st year and to provide a basic data for water footprint scheme by testifying applicability of the database in Korea. It can be used for a basic data of national water management plan and policy formulation considering virtual water and water footprint. In addition, it will be useful for driving water footprint certification scheme for sustainable water management. Water footprint can provide information on how human activity relates to water use in holistic view with traceability for efficient water management.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 15
• 목 차 ... 23
• 표 목 차 ... 25
• 그 림 목 차 ... 27
• 1. 서 론 ... 31
• 1.1 연구배경 및 목적 ... 31
• 1.2 연구 내용 ... 33
• 1.3 연구방법 ... 34
• 1.4 기대효과 및 실용화 방안 ... 37
• 2. 축산물의 물발자국 산정방안 정립 ... 39
• 2.1 축산물의 물발자국 3요소 ... 39
• 2.2 축산물의 물발자국 산정 방법 ... 40
• 2.3 축산물의 물발자국 산정 결과 ... 41
• 3. 농작물 교역에 따른 가상수 교역량 산정 및 분석 ... 50
• 3.1 우리나라의 농작물 가상수 교역량 산정 및 분석 ... 51
• 3.2 전세계의 농작물 가상수 교역량 산정 및 분석 ... 69
• 4. 국내 식량정책과 물발자국에 따른 농업용수 사용량 변화 분석 ... 99
• 4.1 국내의 1인당 농작물 소비에 따른 물발자국 추정 ... 99
• 4.2 식량자급률과 물발자국에 따른 농업용수 사용량 변화 분석 ... 104
• 5. 농업분야의 불확실성 분석 ... 111
• 5.1 불확실성 분석 ... 111
• 5.2 민감도 분석 ... 114
• 5.3 불확실성 분석 결과 ... 118
• 6. 물발자국 인벤토리를 활용한 제품단위 물발자국 산정 ... 120
• 6.1 농산물 가공식품 및 공업제품의 물발자국 산정 방법 ... 120
• 6.2 농산물 가공식품 및 공업제품의 물발자국 산정 결과 ... 124
• 7. 물발자국의 정책적 활용 방안 ... 128
• 7.1 물발자국의 활용과 산업 ... 128
• 7.2 물발자국 인증 도입과 전망 ... 129
• 8. 결 론 ... 131
• References ... 136
• 부 록: 가상수 교역량 산정 결과 ... 145
• 끝페이지 ... 170