보고서 정보
주관연구기관 |
국립산림과학원 Korea Forest Research Institute |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-01 |
주관부처 |
산림청 Korea Forest Service |
등록번호 |
TRKO201500013789 |
DB 구축일자 |
2015-08-15
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초록
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‘산림 바이오매스 자원의 잠재량 산정’ 연구는 다양한 바이오에너지원 중 유일한 탄소흡수원이자 재생가능한 자원인 산림에서의 이용가능한 목질계 바이오매스 자원량 산정 방법을 밝히고, 또한 지역별, 임상별, 시군구별 자원량 산정 연구를 통해 이의 에너지화 잠재력을 밝히고자 하였다.
본 연구에서는 바이오매스 자원량의 정의를 4가지로 대별하였다 ; 먼저 우리나라 전체 산림의 바이오매스 에너지 자원량으로 ①이론적 바이오매스 잠재량(Theoretical Potential), 산림 중 시업지에서의 연간 바이오에너지 자원량인 ②지리적
‘산림 바이오매스 자원의 잠재량 산정’ 연구는 다양한 바이오에너지원 중 유일한 탄소흡수원이자 재생가능한 자원인 산림에서의 이용가능한 목질계 바이오매스 자원량 산정 방법을 밝히고, 또한 지역별, 임상별, 시군구별 자원량 산정 연구를 통해 이의 에너지화 잠재력을 밝히고자 하였다.
본 연구에서는 바이오매스 자원량의 정의를 4가지로 대별하였다 ; 먼저 우리나라 전체 산림의 바이오매스 에너지 자원량으로 ①이론적 바이오매스 잠재량(Theoretical Potential), 산림 중 시업지에서의 연간 바이오에너지 자원량인 ②지리적 바이오매스잠재량(Geographical Potential), 시업지의 연간 바이오매스 생장량 중 뿌리와 잎이 제외된 바이오에너지 자원량인 ③기술적 바이오매스 잠재량(Technical Potential), 그리고 숲가꾸기, 상업적 벌채에서 나오는 바이오매스 중 원목, 기타 상업적 용재로 이용되고 남은(뿌리, 잎은 제외) 자원을 이용하는 바이오에너지 자원량인 ④시장 바이오매스 잠재량(Market Potential)으로 구분하였다.
FAO(FRA 2010)에 따르면, 전 세계의 총 바이오매스(지상부, 지하부)는 약 600기가톤 혹은 ha당 149 톤이며, ha당 가장 높은 바이오매스 축적량을 가진 지역은 남부아메리카와 서부 및 중앙아프리카와 같은 열대림 지역이라 밝혔다. 그리고 전 세계 산림의 고사목 축적량 경우 ha당 16.6톤 정도로 추정되는 것으로 보고하였다.
이 보고서에 의하면, 2010년 전 세계 산림 바이오매스의 총 탄소축적량은 2,888억톤으로 추정하고 있으며, 고사목과 낙엽층의 총 탄소축적량은 719억톤, ha당 17.8톤, 토양 탄소의 총 축적량은 2,917억톤, ha당 72.3톤으로 추정하여, 결과적으로 산림의 바이오매스, 고사목, 낙엽층, 토양 등에 대한 총 탄소량은 약 6,524억톤, ha당 161.8톤으로 추정하였다.
과거 임목은 목재생산을 위해 이용되었기에, 재적 단위로 거래되었으나, 20세기 후반부터 임목을 전체 이용가치로 인식하면서 중량 개념이 넓게 확산되기 시작하였다. 바이오매스에 대한 연구는 이보다 먼저인 19세기 초반 Hartig가 건중량에 대한 중요성을 역설하여 연구가 지속적으로 수행되었으며, 국가별로는 미국, 일본, 벨기에, 캐나다 등을 중심으로 연구가 이루어졌고, 학술단체로는 IUFRO, 캐나다의 ENFOR, 미국의 Biomass and Bioenergy 학회 등을 중심으로 활발한 학술활동이 진행되었다.
국내의 바이오매스 연구는 김준호(1970~1982)의 육상식물 생산력 추정으로 바이오매스 관련 연구가 시작되었다고 볼 수 있으며, 임경빈(1981~1984), 김갑덕(1982~1986), 박인협(1986~1996) 등의 연구가 수행되었고, 2000년대 들어 국립산림과학원에서 강원지방소나무 등 8수종 임목중량표 조제, 2012년 13수종으로 확대한 바이오매스 연구 수행 등이 중요한 연구 결과라 볼 수 있다.
산림부문 바이오매스 자원의 잠재량을 산정하기 위한 연구의 전반적인 분석체계는 우선적으로 침엽수, 활엽수 및 혼효림으로 구분하여 자원량을 산정하며, 이들은 다시 바이오매스 자원량 4가지 정의에 기준하여 기본계획구 및 시군구별로 산정하였다. 산림축적 자료로는 제5차 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI)의 결과를 활용하였으며, 이를 바이오매스로 전환하기 위하여 이용한 계수는 목재기본밀도 (침엽수 0.458, 활엽수 0.685, 혼효림 0.572), 바이오매스 확장계수(침엽수 1.346, 활엽수 1.427, 혼효림 1.387), 뿌리함량비1)(침엽수 0.278, 활엽수 0.338, 혼효림 0.308)를 적용하였다.
2010년말 현재 우리나라 전체 산림의 총 바이오매스 자원(이론적 바이오매스)은 804백만톤이며, 이 중 임상별로는 침엽수 264백만톤, 활엽수 282백만톤, 혼효림 257백만톤이 점유하고 있었고, 지역별로는 산림축적량에 비례하여 강원도가 가장 많은 바이오매스 양을, 다음이 경상북도, 경상남도 순이었다. 이를 에너지량으로 전환2)한 석유환산량 역시 마찬가지 분포 결과를 보여 주었다.
지리적 바이오매스 자원 잠재량은 25백만톤/yr.인 것으로 나타났으며, 이론적 바이오매스 자원량이 가장 많은 분포를 보이는 것으로 나타났던 강원도는 지리적 바이오매스 자원량 분포에 있어서는 경상북도 다음으로 나타나 상대적으로 시업지 산림면적이 상대적으로 적은 것으로 판단되었다.
기술적 바이오매스 자원 잠재량은 14백만톤/yr.인 것으로 산정되었으며, 이 잠재량은 앞서 설명한 지리적 바이오매스 잠재량에서 뿌리, 잎 등을 제외한 자원량이므로 다소 양은 적게 나타났다.
본 연구에서 가장 key issue인 시장 바이오매스 양은 실제 우리가 시장에서 거래가능한 자원이어야 하므로, 앞서 산정한 바이오매스와는 다른 자료로서 분석하였다. 즉, 우리 산림에서 작업이 이루어져 실제 수집·이용하는 목질계 바이오매스 자원은 ‘상업적 벌채’와 ‘숲가꾸기’에서 나오는 물량이 전부이므로, ‘상업적 벌채’에서 나오는 물량 중 목재(제재목, 합판재 등)로서 이용되는 물량을 제외한(목재로서 이용가능한 말구직경까지의 부위를 제외한 초두부, 가지부문) 부분과 숲가꾸기에서 나오는 물량 중 원목으로 수집된 것을 제외한 양을 시장 바이오매스 자원이라 간주하여 자원량을 산정하였다.
우리나라 산림에서 매년 상업적으로 벌채하여 제재목 등으로 이용되고 남은 목질부 바이오매스는 707천톤/yr. 정도가 되며, 숲가꾸기를 하여 원목으로 이용되는 양을 제외한 바이오매스 양은 592천톤/yr.으로 나타나, 우리나라에서 연간 시장으로 공급가능한 산림 바이오매스 자원은 약 1,300천톤/yr. 정도가 될 것으로 추정된다. 이를 석유환산량으로 전환하면 약 585천 toe/yr.가 된다. 이러한 자료는 기본계획구 및 시군구별로 분석자료를 DB화 하였다.
본 연구에서 분석한 결과를 토대로 바이오매스 자원 지도 프로그램을 만들었다. 바이오매스 자원 지도(BiomassMap V2.0) 프로그램은 축적, 바이오매스 총 저장량, 시업지 연간 바이오매스 생장량, 상업적 벌채에 의한 바이오매스 생산량, 숲가꾸기에 의한 바이오매스 생산량 등을 지도로 나타내고, 이들 정보를 관리할 수 있는 프로그램이다. 바이오매스 자원 지도는 시도별, 임상별도로 확인할 수 있으며 이용자의 사용 목적에 따라 작성될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 향후 본 바이오매스 지도는 산림이용 관리자들에게 유익한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
산림 바이오매스에 대한 현실적인 문제는 산지전용에 따른 산림 면적 감소이며, 이로 인한 바이오매스 자원량의 감소는 필연적이다. 재생가능한 에너지원으로서의 산림바이오매스는 기후변화 시대에 온실가스 흡수원 및 화석연료의 대체라는 또 다른 역할이 강조됨에 따라 전 지구적 차원에서 다시금 각광받고 있는데, 이에 새로운 차원에서의 바이오매스 연구도 시작되어야 할 시점이다.
목차 Contents
- 표 지 ... 1
- 발간사 ... 4
- 요약문 ... 6
- 목 차 ... 10
- 그 림 목 차 ... 12
- 표 목 차 ... 16
- 제1장 서론 ... 24
- 제2장 바이오매스 ... 27
- 제1절 바이오매스 자원 잠재량 정의 ... 27
- 제2절 바이오매스 종류 및 형태 ... 28
- 1. 목재와 농업생산물 ... 28
- 2. 고체 폐기물(Solid Waste) ... 29
- 3. 매립지 가스(Landfill gas) ... 29
- 4. 바이오에너지 ... 30
- 제3장 세계의 바이오매스 자원 ... 32
- 제1절 총 산림축적량 ... 32
- 제2절 바이오매스 자원량 ... 39
- 제3절 탄소축적량 ... 43
- 제4장 바이오매스 연구 ... 48
- 제1절 바이오매스 연구동향 ... 48
- 1. 임목의 바이오매스 평가 ... 49
- 2. 임분의 바이오매스 평가 ... 55
- 제2절 연구 전개방향 ... 59
- 제5장 우리나라 바이오매스 자원량 ... 61
- 제1절 바이오매스 자원량 산정 체계 ... 61
- 제2절 분석 자료 ... 63
- 1. 산림축적 자료 ... 63
- 2. 바이오매스 전환계수 ... 65
- 3. 에너지 전환계수 ... 66
- 제3절 바이오매스 자원량 산정 ... 67
- 1. 이론적 바이오매스 자원 잠재량 및 바이오에너지 ... 67
- 2. 지리적 바이오매스 자원 잠재량 및 바이오에너지 ... 70
- 3. 기술적 바이오매스 자원 잠재량 및 바이오에너지 ... 73
- 4. 시장 바이오매스 자원 잠재량 및 바이오에너지 ... 76
- 제6장 우리나라 바이오매스 자원 지도 ... 79
- 제1절 바이오매스 자원 지도 작성 체계 ... 79
- 1. 프로그램 구성 ... 79
- 2. 응용 S/W 개발범위 ... 82
- 3. 화면구성 ... 83
- 4. 프로그램 메뉴 구성 ... 86
- 제2절 바이오매스 자원 지도 ... 90
- 1. 바이오매스 자원 지도 ... 90
- 2. 바이오매스 자원 지도의 종류 ... 90
- 제3절 바이오매스 자원 지도 매뉴얼 ... 108
- 1. BiomassMapV2.0 프로그램 설치 ... 108
- 2. 주요 기능별 설명 ... 109
- 3. 메뉴별 사용 설명 ... 115
- 제7장 결론 ... 134
- 참 고 문 헌 ... 136
- 부록Ⅰ 산림 바이오매스 자원량 ... 138
- 부록Ⅱ 산림 바이오매스 자원량 ... 170
- 끝페이지 ... 262
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