축산업 탄소중립을 위한
메탄 저감사료부터
저탄소 가축관리시스템 구축까지

축산업은 시대와 소비자의 요구에 맞게 지속적인 성장을 해왔다. 단백질의 공급원이자 미식의 즐거움을 알게 해주었으며, 축산농가의 소득 향상, 연관 산업의 성장 등에 기여해 왔다. 하지만 축산업의 긍정적인 영향에도 불구하고 가축분뇨로 인한 악취, 수질오염, 토양의 양분 과잉 등의 환경문제를 발생시켰다.

특히 근래에는 탄소중립이 전 세계의 중요과제로 부상하면서 지구온난화를 가속화시키는 온실가스 배출원 중 하나로 지목되고 있다. 축산업에서 주요한 온실가스는 메탄이다. 메탄 발생은 반추가축의 분뇨처리와 장내발효 과정에서 발생되는 것으로 알려져 있다.

먼저 우리나라는 축산물 소비가 증가하면서 가축사육 마릿수가 증가해 연간 가축분뇨 발생량은 2010년 4,653만 톤에서 2019년 5,184만 톤으로 증가하였다. 또한 2018년 축산분야 온실가스 배출량은 941만 톤 CO_2eq.으로, 이중 가축분뇨처리로 494만 톤 CO_2eq., 가축의 장내 발효로 447만 톤 CO_2eq.이 배출되었다.

탄소중립 시대에 축산업의 지속가능한 발전을 위해서는 축산업의 경쟁력 강화와 함께 온실가스 배출 감축을 위한 노력이 병행되어야 하며, 정부의 ‘탄소중립 시나리오안’에는 축산분야와 관련해 ‘가축분뇨 자원순환 확대’, ‘저탄소 가축관리시스템 구축’ 등을 통한 온실가스 감축 수단이 제시되었다.

축산업에서 발생하는 온실가스인 메탄을 감축하기 위해서는 이를 산정할 수 있는 국가 고유 배출계수가 중요하다. 국내 산업을 반영한 배출계수가 없을 경우에는 ‘기후변화에 대한 정부 간 협의체(IPCC)’가 제공하는 기본 배출계수를 적용해야 해서 정확한 배출량 산정에 한계가 있기 때문이다.

이에 농촌진흥청은 2021년 1월, 젖소의 사료 소화과정에서 발생하는 메탄 양을 산정할 때 필요한 배출계수 3종을 추가 개발했다. 지난 2018년 한우 배출계수 3종이 개발된 상황에서 젖소에서도 배출계수 3종이 추가되면서 국내 축산업 고유 메탄 배출계수는 총 6종이 되었다.

개발된 메탄 배출계수를 통해 정밀한 메탄 배출량 산정이 가능해졌으며, 기본 배출계수(IPCC)를 적용할 때보다 약 8∼21% 낮게 산정되는 것으로 나타났다. 또한 개발한 배출계수는 환경부의 국가 온실가스 배출량 보고서에 적용되고, 해당 보고서는 유엔(UN) 기후변화 사무국 등 관련 국제기구에도 공유됨으로써 우리나라의 탄소중립 실현에 기여할 것으로 평가되고 있다.

이와 함께 메탄 감축을 위한 노력도 병행되고 있다. 농촌진흥청은 메탄 저감효과가 확인된 후보물질 4종의 사료화 기술을 통해 메탄 저감 사료를 개발하여 실증을 거친 후 축산농가에 보급할 예정이다. 일반적으로 가축이 섭취하는 사료의 탄수화물은 에너지원으로 이용되거나, 장내 미생물에 의해 분해되어 온실가스인 이산화탄소와 메탄 등으로 배출된다. 가축의 성장 등에 이용되는 단백질은 미생물에 의해 아미노산으로 분해되며, 상당 부분은 악취 유발 물질인 암모니아로 분해되거나, 분의 질소화합물로 배출되어 가축분뇨 처리 과정에서 아산화질소로 전환된다. 이에 따라 농촌진흥청은 가축의 생산성을 유지하면서 온실가스 발생량을 줄일 수 있는 메탄 저감 사료 개발에 핵심을 두고 연구를 추진 중이다.

또한 가축분뇨 자원순환 기술 개발 및 현장 확산에도 최선을 다하고 있다. 가축분뇨를 활용하여 고체연료 펠렛과 수소, 일산화탄소의 혼합가스인 합성가스를 만들어 석탄, 석유 등 화석연료를 대체할 수 있는 기술을 개발하고 사업화를 촉진할 계획이다. 2021년 가축분뇨 열분해 특성을 구명하였으며 오는 2025년까지 열분해 공정 개발 및 합성가스 생산을 거쳐 2030년에는 현장에 보급할 예정이다.

아울러 온실가스 배출량과 사료비를 줄일 수 있도록 한우 사육 기간을 31개월에서 3개월 단축한 기술을 보완하여 축산 현장에 확대 보급한다. 사육기간을 3개월 단축했을 경우, 두당 10.4%의 온실가스를 저감하고, 사료비는 9.2% 절감할 수 있어 탄소중립에 기여하는 것은 물론 축산농가의 비용절감에도 효과가 있을 것으로 기대되고 있다.

이밖에도 축종별 영양소 및 사료 급여 조절을 통한 저탄소 사양기술을 개발하고, 정보통신기술(ICT)을 활용한 스마트 축사 확대 등 저탄소 가축관리시스템을 구축하여 축산업 분야에서 탄소중립을 실현할 수 있도록 최선을 다하고 있다.

농촌진흥청은 2021년 9월 15일, 경상국립대학교, 합천축협과 함께 ‘초우량대형한우 집단 육성’을 위한 업무협약을 맺었다, 이번 업무협약은 사료 효율성이 높고 육질과 육량이 우수한 초우량대형한우 집단을 육성하여 농가 소득을 높임과 동시에 탄소중립 정책에 기여하고자 추진되었다.

축산물품질평가원 자료에 의하면 2020년 출하된 한우 76만 마리 가운데 도체중 600㎏ 이상인 약 1,700마리(0.2%)가 대형한우로 추정되고 있다. 이에 따라 거세우 평균 출하체중 1톤, 육질 1+등급 이상으로 초우량대형한우 집단 육성 목표를 세우고, 공동 연구를 통해 초우량대형한우의 종합적 분석 및 첨단 번식기술 적용으로 집단 육성 시기를 앞당길 방침이다.

농촌진흥청은 유전체, 육종, 번식, 질병, 사양 등 최근까지 개발된 전반적인 신기술을 투입할 예정이며, 경상국립대학교에서는 최신 수정란 생산과 이식기술(OPU)을 투입하기로 했다. 합천축협은 초우량대형한우 연구에 필요한 가축과 장소를 제공하고, 생산성 조사에 협력·지원할 계획이다. 초우량대형한우 집단 육성이 성공하면 육성기간을 단축함으로써 온실가스 발생을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

이처럼 농촌진흥청은 축산업에서 탄소배출을 줄이기 위한 연구 및 기술 개발에 노력하고 있다. 가축분뇨 자원순환 확대, 메탄 저감사료 개발, 저탄소 가축관리시스템 구축 등을 통해 탄소중립을 실현하고, 우리에게 건강한 먹거리를 제공하는 축산업의 발전에 최선을 다하고 있다. 또한 이를 위해 축산농가와 국민들의 관심과 참여도 중요할 것이다.