오늘날 세계 각국은 기후변화로 인한 이상고온과 폭염, 홍수, 가뭄 등 다양한 이상기상을 겪고 있다. 특히 농업은 환경과 생태계에 의존하기 때문에 기후변화에 크게 영향을 받는다. 기후변화로 식량 생산에 약간의 차질이라도 생기면 인류의 생존까지 위협을 받을 수 있다.

기후변화는 지구온난화에 의해 발생되는데, 지구온난화의 가장 큰 원인으로 대기 중 이산화탄소 등 온실가스 농도 증가를 꼽을 수 있다. 이에 인류는 온실가스 감축과 적응 등의 내용이 포함된 기후변화 협약을 채택하여 추진하고 있다. 1994년 유엔기후변화 협약 발효를 시작으로 2015년 ‘파리협정문’을 채택하는 등 국제적인 논의와 협력이 이뤄졌다. 파리협정문은 선진국만 온실가스 감축 의무가 있었던 기존 협약과 달리 196개국이 온실가스 감축에 동참한다. 온실가스 감축과 기후변화 적응을 세계 공통의 목표로 세우고 이를 이행하기 위해 전 지구적인 노력이 시작된 것이다.

우리나라 또한 국제사회의 온실가스 감축 노력에 부응하기 위해 자발적 온실가스 감축목표를 만들었다. 2030년까지 배출전망치 대비 37% 감축을 목표로 산업분야별 감축량이 설정되었다. 농림어업분야는 160만 톤의 감축량이 할당되었다. 이에 다양한 감축 수단을 동원한 기후변화 대응 정책이 추진되고 있다.

작물 수확 후 발생하는 바이오매스를

산소가 없는 환경에서 열분해해 만든

탄소 함량이 높은 고형물

농촌진흥청은 농업환경 분야에서 발생하는 온실가스를 관리하고 감축하기 위해 다양한 연구를 수행하고 있다. 논에서 배출되는 메탄을 줄이기 위해 논물관리 및 유기물관리 등 8종, 밭에서 배출되는 아산화질소를 줄이기 위한 경운관리 및 녹비작물이용 등 5종의 감축기술을 개발하여 그 효과를 구명하였다. 기존 온실가스 감축기술 외에도 대기 중 이산화탄소를 토양에 격리하는 방안이 모색되고 있는데, 그 중 하나로 바이오차(biochar)가 주목받고 있다. 바이오차는 바이오매스(biomass)와 숯(charcoal)의 합성어로, 작물 수확 후 발생하는 바이오매스를 산소가 없는 환경에서 열분해하여 만든 탄소 함량이 높은 고형물이다.

탄소를 반영구적으로 저장해

토양 속에 격리 시킬 수 있어

바이오차를 토양에 투입하면 탄소격리 효과를 얻을 수 있다. 바이오차 내 탄소는 열분해를 거치면서 안정된 형태의 방향족 구조로 재배열돼 토양 미생물에 의해 쉽게 분해되지 않는다. 따라서 바이오차를 토양에 투입하면 탄소를 반영구적으로 저장해 토양 속에 격리시킬 수 있다. 석유나 석탄 등 화석연료 사용은 토양에 저장돼 있던 탄소를 대기 중으로 방출해 온실가스를 증가시키지만 바이오차는 대기 중 탄소를 토양에 격리하여 온실가스를 감축하는 개념이다.

토양개량을 통한 온실가스 감축 효과도 있다. 바이오차는 탄소 함량이 높고, 입자 사이의 틈이 많아 토양에 투입하면 토양의 수분 보유능력은 높이고 질소 등 작물에 필요한 영양분의 유출은 줄인다. 토양이 개량되면 농업 생산성은 물론, 질소 등 양분이용 효율이 높아진다. 질소질 비료 시비량이 줄어들면 아산화질소 등 온실가스원의 배출도 줄어들게 된다.

이외에도 바이오차는 토양 속 중금속이나 잔류 농약을 흡착해 불용 상태로 만드는 등 오염물질 정화에도 효과가 있다. 최근 바이오차 효과가 과학적으로 증명되면서 바이오차의 농경지 활용은 탄소격리, 온실가스 감축 등 기후변화 완화뿐만 아니라 농업환경을 개선할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다.

바이오차 활용 범위를 확장하기 위해

세계 어디에서도 적용할 수 있는 기술 개발해야

그러나 기후변화 완화를 위한 바이오차 활용은 아직 해결해야 할 것이 많다. 우선 바이오차를 효율적으로 생산하는 시스템이 구축되어야 하며, 바이오차의 온실가스 감축효과를 평가하는 명확한 기준도 정해져야 한다. 이후 농림축산식품부에서 시행하는 ‘농업·농촌 자발적 온실가스 감축사업’과 ‘저탄소 농축산물인증제’와 연계해 농업 현장에서 활용할 수 있도록 해야 한다. 장기적으로는 바이오차 활용 범위를 확장하기 위해 세계 어디에서도 적용할 수 있는 기술을 개발해야 한다. 기후변화는 피할 수 없는 현실로 다가왔다. 온실가스를 줄여 기후변화를 완화할 수 있도록 끊임없는 노력과 전 국민적 관심이 필요한 때이다.

기후변화생태과 과장 장은숙, 이선일연구사