초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
- 농축산분야 암모니아 및 미세먼지 배출실태 조사
- 농축산분야 대기오염물질 배출량 산정을 위한 배출계수 및 활동도 수집 체계 구축
- 활동도 자료와 배출계수·인벤토리 구축 및 관리를 위한 DB 플랫폼 구축
- GIS 기반의 시기별, 지역별 미세먼지 배출량 시각화 시스템 개발

○ 전체 내용
■ 농축산분야 미세먼지 배출활동자료 개선 및 실태조사 연구
: 농축산분야 대기오염물질 배출량 산정 시스템 구축 방안 도출을 위해 국립환경과학원 (2013)

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
- 농축산분야 암모니아 및 미세먼지 배출실태 조사
- 농축산분야 대기오염물질 배출량 산정을 위한 배출계수 및 활동도 수집 체계 구축
- 활동도 자료와 배출계수·인벤토리 구축 및 관리를 위한 DB 플랫폼 구축
- GIS 기반의 시기별, 지역별 미세먼지 배출량 시각화 시스템 개발

○ 전체 내용
■ 농축산분야 미세먼지 배출활동자료 개선 및 실태조사 연구
: 농축산분야 대기오염물질 배출량 산정 시스템 구축 방안 도출을 위해 국립환경과학원 (2013)의 “국가 대기오염물질 배출량 산정방법 편람”과 미국 EPA의 NEI(National Emissions Inventory) 보고서, 유럽 EMEP/EEA air pollutant emission inventory 보고서, 유럽 각국의 IIR(Informative Inventory Report)을 통해 농축산분야의 국내ㆍ외 암모니아 인벤토리를 조사하여 비교하였음.
: 현행 비료사용농경지와 분뇨관리 부문의 활동자료는 아래와 같은 문제점이 있음.
< 비료사용농경지 부문 >
① 시간배분
- 현행 3월부터 10월까지 8개월을 농업활동기간으로 가정
→ 암모니아 배출량 균일 배분함에 따라 실제 농업활동 반영 못함.
- 비료 판매시기와 실제 사용 시기 간 차이로 시간배분 부정확함.
② 공간배분
- 실제 어느 위치에 얼마나 시비되는지 정보 부정확함.

< 분뇨관리 부문 >
① 시간배분
- 연중 사육두수 변동성 크지만 사육두수의 변화 반영하지 못함.
→ 연간 사육두수 동일하다고 가정함에 따라 시간배분 부정확함.
② 인벤토리
- 사육방식, 분뇨 성상, 분뇨처리방식, 계절 등에 영향을 받지만, 국내 암모니아 배출량 산정 과정에서 고려하지 못함.

: 현행 농업활동, 축산활동 부문의 활동자료는 아래와 같은 문제점이 있음.
< 농업활동 부문 >
① 시간배분
- 작물별 농업활동 일정을 반영하지 않고 연간 배출량이 동일하다고 가정하고 있음.

< 축산활동 부문 >
① 시간배분
- 연중 사육두수 변동성 크지만 사육두수의 변화 반영하지 못함.
→ 연간 사육두수 동일하다고 가정함에 따라 시간배분 부정확함.

■ 농축산분야 미세먼지 배출 활동자료 및 인벤토리 개선 연구
< 비료사용농경지 >
① 비료사용농경지 부문 암모니아 배출원 분류체계 개선안
: 현행 비료사용농경지의 암모니아 배출원 분류체계는 농지 형태 구분 없이 농경지 전체에 대해 무기질비료(화학비료) 종류에 따라 분류하고 있음. 하지만, 실제 농경지 이용 형태가 다양하고, 토지 이용 행태에 따라 작물 재배 특성이 상이하므로 국내 현황을 반영한 새로운 배출원 목록의 설정이 필요한 상황임. 또한, 2019년 기준, 부숙유기질비료의 공급량이 화학비료 공급량의 4배로 집계되고 있으므로 부숙유기질비료에 의한 암모니아 배출량을 산정하는 것이 필요함.
: 따라서, 현행 소분류의 ‘농경지’를 실제 토양 이용 행태를 반영하여 ‘논’,‘밭’, ‘시설’,‘과수’로 구분하고, 현행 세분류의 무기질비료 10종을 비료 특성에 따라 ‘무기질비료’,‘부산물비료’로 구분하는 것을 제안하였음. 세세분류에서는 무기질 비료는 요소, 복합비료, 황산암모늄, 기타질소로 구분하고, 부산물비료는 ‘부숙유기질비료’, ‘액비’ 로 구분하는 것을 제안하였음.
② 비료사용농경지 부문 활동자료 개선
: 비료사용농경지 부문의 배출량 산정 고도화를 위하여 농지(논, 밭) 구분에 따른 작물별 재배면적을 수집하였으며, 작물별 재배면적 비율을 기준으로 선정한 대표작물 (80% 수준)의 농작업일정과 표준시비량을 정리하였음. 표준시비량을 고려한 월별 가중치를 산정한 후, 가중치를 고려한 농지별 암모니아 배출량을 산정함.
③ 비료사용농경지 부문 배출량 산정 고도화
: 농지 구분없이 3월부터 10월까지 배출량을 균등하게 배분하는 현행 배출량 산정방법과 비교해 실제 작물 재배 현황이 반영됨에 따라 월별 배출량의 변화로 시간적인 해상도가 개선되었음.

< 분뇨관리 >
① 분뇨관리 부문 암모니아 배출원 분류체계 개선안
: 현행 분뇨관리 부문의 암모니아 배출원 분류체계는 사육방식이나 분뇨처리 방식에 대한 구분 없이 가축의 종류에 따라 연령/월령만 구분하여 암모니아 배출량을 산정토록 분류되어 있음. 하지만, 축산분뇨로 인해 발생된 암모니아가 대기 중으로 휘산되는 메커니즘을 고려했을 때, 암모니아는 분뇨 발생부터 최종 처분까지 전과정에 걸쳐 발생하고 있으나, 현행 분류체계는 이를 고려하지 않고 있으므로 국내 현황을 반영한 새로운 배출원 목록의 설정이 필요한 상황임.
: 현재 국가 온실가스 인벤토리에서는 ‘일반 소’를 ‘한·육우’로 표현하고 있어 대기오염물질 및 온실가스 배출원의 통합관리를 위하여 현행 소분류의 ‘일반 소’를 ‘한·육우’로 변경하는 것을 제안함. 또한, 실제 축사의 사육환경을 반영하기 위하여 현행 세분류의 연령별(1년 미만, 1~2년, 2년 이상)로 구분되어 있는 ‘일반소’를 연령 구분없이 통합할 것을 제안함. 돼지의 경우, 현행 자돈, 육성돈, 비육돈, 모돈으로 되어있는 세분류를 실제 축사의 사육환경을 반영하여 자돈, 육성돈+비육돈, 모돈으로 구분하는 것을 제안함. 또한, 분뇨관리 전과정의 배출량을 산정하기 위하여 세세분류(축사, 분뇨처리-퇴비화, 분뇨처리-액비화)를 추가할 것을 제안하였음.
② 분뇨관리 부문 활동자료 개선
: 우리나라의 현행 사용중인 농업부문 암모니아 인벤토리를 개선하고, 정확한 배출량 산정을 위한 방법론을 제안하고자 하였음. 외국사례(2019 UK 보고서)를 참고하여 축사배출, 배출후 처리과정, 농지환원 및 위탁처리까지의 전 과정을 고려하여 암모니아 배출량을 산정하고 있어, 영국의 사례를 참조하여 국내실정에 맞는 축산분야 암모니아 배출량 산정 방법론을 제안하였음.
: 국내 암모니아 배출량의 정확성을 위해서는 축종별로 분뇨 흐름 전과정에 대하여 각 과정별로 분뇨흐름(활동도)와 배출계수를 도출하였음.
③ 분뇨관리 부문 배출량 산정 고도화
: 분뇨관리 전과정의 배출량을 고려하여 배출원 분류체계를 개선하고, 분뇨 처리과정별로 분뇨량을 배분하여 각 과정별 암모니아 배출량을 산정하여 배출량 산정방법을 고도화함.

< 농업활동(수확, 경지정리) >
① 농업활동(수확, 경지정리) 부문 활동자료 개선
: 최근 10년간 월평균 풍속과 월별 건기일수 및 작물별 농업일정을 고려하여 월별 가중치를 산정하고, 가중치를 고려하여 경지별, 작물별 비산먼지 배출량을 산정함.
② 농업활동(수확, 경지정리) 부문 배출량 산정 고도화
: 현재 농업활동 부문 비산먼지 배출량은 연중 작물별 농업활동 일정을 반영하지 않고, 연간 배출량을 동일하게 분배하고 있음. 재배작물에 따라 농업활동 일정이 상이하고, 비산먼지 특성상 풍속과 강우에 영향을 받을 수 있어 이를 고려함에 따라 월별 배출량의 변화로 시간적인 해상도가 개선되었음.

< 축산활동 >
① 축산활동 부문 활동자료 개선
: 통계청 가축동향조사의 분기별 가축 사육두수를 활용하여 월별 가중치 산정하였고, 이를 고려하여 배출량을 산정함.
② 축산활동 부문 배출량 산정 고도화
: 기존 축산활동 부문 비산먼지는 사육두수의 변화를 고려하지 않고 배출량을 연간 균일하게 배분하고 있음. 실제 분기별 축종별 사육두수가 반영됨에 따라 월별 배출량의 변화로 시간적인 해상도가 개선되었음.

■ GIS 기반 시기별, 지역별 미세먼지 배출량 DB 구축 연구
: 농축산분야에 최적화된 ‘팜맵’과 ‘농업경영체 통계’ 자료를 활용하여 GIS DB를 구축하였으며, 수집된 자료를 기반으로 활동도자료 DB관리 플랫폼을 개발함.
: GIS 기반 미세먼지 배출량 시각화 시스템을 개발하였으며, 원활한 플랫폼 운영을 위하여 운영자 및 사용자 기반의 매뉴얼을 개발함.

□ 연구개발성과
- 국내·외 적용중인 농업분야 암모니아 및 미세먼지 인벤토리를 조사하고 시사점을 도출함.
- 농축산분야 암모니아 배출량 산정 고도화 및 활동자료 개선을 위하여 비료사용농경지 및 분뇨관리 부문의 암모니아 배출원 분류체계 개선안을 국가미세먼지정보센터에 정책제안하였음.
- 국내 농축산분야에서 발생하는 암모니아 및 미세먼지 활동자료 수집체계의 시공간 해상도에 대한 개선사항을 도출함.
- 국내 분뇨흐름 전과정을 고려하기 위하여, 현행 축종별/처리방법별 농가수 자료를 사용하여, 축종별로 분뇨흐름 전과정을 도출하였고, 영국 사용 배출계수를 이용하여 각 과정별 배출량을 산정하였고, 산정된 배출량을 토대로 개선된 배출계수를 제안 도출하였음.
- 농축산분야 암모니아 및 비산먼지 활동자료와 배출계수 인벤토리 구축 및 관리를 위한 DB 플랫폼을 구축하였고, GIS 기반의 시기별, 지역별 미세먼지 배출량 시각화 시스템을 개발함.
- 농축산분야 암모니아 분류체계 개선 연구 및 현장 실험에 관한 논문을 SCI 1건, 비SCI 1건 게재함.
- 농축산분야 미세먼지 및 암모니아 인벤토리 개선에 관한 학술발표를 1차년도 4건, 2차년도 8건을 완료함.
- 농업활동에 따른 미세먼지 배출량 산출 시스템을 개발하여 특허출원을 완료함.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 농축산 유래 암모니아 및 미세먼지 배출 특성의 기초자료로 활용 가능
- 농업분야 미세먼지 발생과 대응을 위한 과학적 근거 자료로 활용 가능
- 활동도 자료 DB 관리 플랫폼 구축, 지리정보를 포함하는 활동도 자료 구축, 플랫폼 운영 매뉴얼 개발을 통한 미세먼지 배출량 산정의 신뢰성, 정확도 확보 가능
- GIS 기반의 시기별, 지역별 미세먼지 배출량 시각화 시스템 개발을 통한 영농시기별 미세먼지 및 원인물질 배출량, 전국 시군별 농업지역 미세먼지 및 원인물질 배출량 파악
- 농축산분야 미세먼지 및 원인물질 배출량 정보를 제공하여 국내 미세먼지 관리에 대한 합리적이고 안전한 대책을 강구하도록 하여 농업분야 대기 정책에 기여
- 농축산분야 미세먼지 배출 원인 물질을 종합적으로 관리하여 농업분야 배출량을 관리하는 플랫폼으로 확장 가능
- 농축산분야 미세먼지 배출량을 관리하는 플랫폼으로 개발되는 국내 최초 기술이며, 국내 미세먼지 관리 기술 중 주요한 평가 기술로 활용 가능
- 농축산분야 미세먼지 배출원 정보를 빅데이터로 구축하여 미세먼지 배출량을 산정하고 관리하는 플랫폼을 구축하여 새로운 차원의 미세먼지 관리의 장을 열 것으로 기대됨.
- 농축산분야 미세먼지 배출원에 대한 관리를 통해 농축산 분야 산업 활동을 통한 배출량을 줄이는 기술을 적용하여 국민에게 더 안전한 환경을 제공하도록 유도함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 6
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 7
• 제2장 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 9
• 제1절 농축산분야 암모니아 인벤토리 현황 및 개선안 도출 ... 9
• 제2절 비료사용농경지 암모니아 인벤토리 개선 ... 43
• 제3절 분뇨관리 암모니아 인벤토리 개선 ... 80
• 제4절 농축산분야 미세먼지 인벤토리 현황 및 개선안 도출 ... 117
• 제5절 농축산분야 미세먼지 인벤토리 개선 ... 166
• 제6절 농축산분야 미세먼지 관련 정책 ... 190
• 제7절 농축산분야 활동도 DB/GIS DB 관리 플랫폼 개발 ... 193
• 제3장 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 250
• 제4장 목표 미달 시 원인분석 ... 270
• 제5장 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 271
• 제6장 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 272
• 붙임자료 ... 274
• 참고 문헌 ... 635
• 끝페이지 ... 637