"농업, 기후위기 최악의 변수 '메탄' 배출 폭증…가축·벼농사 배출 억제 시급" < 인사이트·화이트페이퍼 < 기사본문 - 넷제로뉴스
WRI, '농업 메탄 저감 기술·경제·정책 고려 사항' 보고서 발표
▶ 가축이 농업 메탄 배출의 3분의 2 차지…벼농사·농작물 폐기물 소각도 주요 원인
▶ 메탄 억제제, 저메탄 품종, 분뇨 관리 기술 등 다양한 해결책 필요
자료: WRI
[넷제로뉴스/인사이트] 전 세계 메탄 배출량의 절반 가까이가 농업에서 발생하고 있으며, 식량 수요 증가로 인해 배출량이 지속적으로 늘어날 것으로 예상되고 있습니다. 이에 따라 농업 부문의 메탄 감축이 기후 변화 대응의 핵심 과제로 떠오르고 있습니다.
WRI(World Resources Institute)는 최근 발표한 보고서 ‘농업에서의 메탄 저감 기회: 기술, 경제 및 규제 고려 사항’에서 25가지 이상의 메탄 저감 솔루션을 분석하고 최신 연구 결과를 제시했습니다. 보고서는 농업 부문에서 메탄 배출을 줄이기 위한 다양한 방법을 소개하며, 이를 실현하기 위해 기술 개발과 정책적 지원이 필요하다고 강조했습니다.
메탄은 이산화탄소(CO₂)보다 20년 동안 84배 강력한 온실가스로, 단기간에 지구 온난화를 가속화하는 주요 원인으로 꼽히고 있습니다. WRI는 “지금 메탄 배출을 줄이면 기후 변화를 늦추는 데 빠르고 강력한 영향을 미칠 수 있다”고 밝혔습니다.
자료: WRI
▶농업 메탄 배출의 주요 원인
전 세계 농업 부문에서 발생하는 메탄 배출의 가장 큰 원인은 가축 사육, 벼농사, 농작물 폐기물 소각 등으로 나타났습니다.
가축이 농업 부문의 메탄 배출에서 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 그중에서도 반추동물(소, 양, 염소)의 소화 과정에서 발생하는 장내 발효와 분뇨 관리가 주요 원인으로 분석되고 있습니다.
반추동물은 위 속 미생물이 사료를 분해하는 과정에서 메탄을 생성하며, 이 메탄은 트림을 통해 대기 중으로 방출됩니다. 전 세계적으로 반추 가축은 농업 메탄 배출량의 절반 이상을 차지하고 있으며, 이에 대한 감축 대책이 필수적으로 요구되고 있습니다.
특히 대규모 공장식 축산업에서는 습식 시스템을 사용해 분뇨를 액체 상태로 저장하는데, 이 과정에서 메탄을 생성하는 미생물이 활발히 번식하면서 배출량이 더욱 증가하는 것으로 분석됐습니다. 반면, 중소규모 농가는 분뇨를 건조하거나 퇴비화하는 방식으로 관리하는 경우가 많아 메탄 배출량이 상대적으로 적은 것으로 나타났습니다.
벼농사는 농업 메탄 배출량의 18~20%를 차지하는 주요 원인으로 지목되고 있습니다. 논에 물을 가득 채우면 산소가 부족해지면서 메탄 생성 박테리아의 활동이 활발해집니다. 또한 물 관리 방식, 토양 유형, 비료 사용 방식에 따라 메탄 배출량이 달라질 수 있는 것으로 분석되고 있습니다.
농작물 폐기물 소각도 농업 메탄 배출량의 3~4%를 차지하고 있으며, 이 과정에서 미세먼지와 일산화탄소 등 대기오염 물질도 함께 배출되는 것으로 나타났습니다. 일부 국가에서는 벼, 밀 등 농작물의 줄기와 부산물을 태우는 관행이 일반적으로 이루어지고 있으며, 이로 인해 대기 질 악화와 건강 문제가 발생할 가능성이 높아지고 있습니다.
자료: WRI
▶농업 메탄 저감을 위한 주요 대책
WRI 보고서는 농업 부문에서 메탄 배출을 줄일 수 있는 다양한 방법을 제안하고 있으며, 각국 정부와 기업의 적극적인 지원이 필요하다고 강조했습니다.
우선 가축의 생산성을 높이면 단위 생산량당 메탄 배출량을 줄일 수 있습니다. 사료 품질을 개선하고 고품질 가축을 선별해 사육하며 동물 건강을 관리하면 메탄 배출을 줄이는 데 효과적일 수 있습니다. 예를 들어, 미국에서는 1990년부터 2021년까지 우유 생산량이 53% 증가한 반면, 단위당 메탄 배출량은 25% 감소한 것으로 나타났습니다.
메탄 억제제도 중요한 해결책으로 꼽히고 있습니다. 3-NOP(3-니트로시프로판올) 등의 메탄 억제제를 사료에 첨가하면 장내 발효 과정에서 발생하는 메탄을 30%가량 줄일 수 있습니다. 홍해초를 활용한 사료도 메탄 저감 효과가 있는 것으로 나타났으며, 일부 연구에서는 최대 90%의 감축 효과를 보였다고 밝혔습니다.
이와 함께 저메탄 젖소 품종을 개발해 사육하면 유전적으로 메탄 배출량이 적은 소를 선별해 키울 수 있습니다. 실제로 저메탄 품종을 도입한 실험에서 일반 젖소보다 평균 22%의 메탄 배출 감소 효과가 확인됐습니다.
분뇨 관리를 개선하는 것도 메탄 저감의 핵심 방안 중 하나입니다. 유기물 분해 시설을 활용하면 분뇨에서 발생하는 메탄을 포집해 전기로 전환하거나 재생 가능 천연가스로 활용할 수 있습니다. 또한 고액분리 기술을 적용하면 메탄 배출을 최대 60%까지 줄일 수 있는 것으로 분석됐습니다.
자료: WRI
벼농사에서는 대체 습식 및 건조법(AWD)을 적용하면 논에서 발생하는 메탄을 40~45%까지 감축할 수 있습니다. 또한 저메탄 품종을 개발해 보급하면 벼농사에서 배출되는 메탄량을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
WRI 보고서가 제시하고 있는 6가지 솔루션을 구체적으로 살펴보면 다음과 같습니니다.
1) 가축의 생산 효율성 향상
많은 개발도상국에서는 미국과 같은 곳의 농장보다 가축당 우유와 육류 생산량이 훨씬 적습니다. 동물 사료의 품질을 개선하고, 고품질의 가축을 사육하며, 동물 건강을 개선함으로써 가축 생산을 더 효율적으로 만들 수 있는 큰 기회가 있습니다. 이러한 개선은 우유나 육류의 단위당 생산되는 메탄이 생산량 증가를 상쇄할 만큼 충분히 감소하는 한, 총 메탄 배출량을 늘리지 않고도 농가의 생산성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
이를 위한 한 가지 입증된 방법은 소화가 잘되는 사료more digestible feed를 더 많이 먹이면 트림 횟수를 줄이고 성장과 우유 생산에 필요한 영양분을 더 많이 흡수할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 미국에서는 1990년부터 2021년 사이에 우유 생산량이 53% 증가한 반면, 우유 단위당 장내 메탄 배출량enteric methane emissions은 약 25% 감소했습니다(이 기간 동안 분뇨 관리 배출량도 크게 증가). 선진국의 많은 농장은 이미 소화가 잘되는 사료를 사용하고 있지만, 아프리카와 남아시아의 농부들은 볏짚이나 밀짚과 같은 저품질 농작물 잔재물을 젖소 사료의 최대 70%까지 먹이는 경우가 많습니다. 농작물 잔재물을 동물에게 먹이면 소각으로 인한 탄소 배출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 농부들은 농작물 잔재물에 영양분과 생화학적 방법을 더해 동물의 생산성을 높일 수 있습니다. 이러한 이점은 특히 저생산성 젖소의 경우 메탄 배출을 줄이면서 더 크게 성장하고 더 많은 우유를 생산할 수 있도록 도와줍니다.
향후 프로젝트에서 WRI는 에티오피아 및 네팔의 국제축산연구소(ILRI)와 협력하여 작물 잔여물을 고품질 동물 사료로 전환하는 지속 가능한 방법을 개발하여 메탄 배출을 줄이고 생산량을 늘리며 지역 일자리를 창출할 수 있도록 할 것입니다.
2) 메탄이 유출되기 전에 차단하기: 메탄 억제제
농장에서 메탄 배출을 더 줄일 수 있는 한 가지 방법은 메탄 억제 사료 첨가제methane-inhibiting feed additives를 사용하는 것으로, 소가 소화하는 동안 발생하는 메탄의 양을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 소규모 농장에서는 비용이 부담스러울 수 있고 메탄 억제제가 항상 생산성 향상으로 이어지는 것은 아니기 때문에 이러한 억제제는 특히 상업용 및 대규모 농장에 적합합니다.
예를 들어, 3-니트로시프로판올(3-NOP)이라는 합성 분자는 지난 몇 년 동안 광범위한 R&D 실험을 거쳐 60개국 이상에서 소나 젖소에 사용할 수 있는 규제 승인을 획득하면서 관심을 모았습니다. 소의 사료를 통해 소량으로 투여하면 메탄 발생량을 약 30%까지 줄일 수 있습니다. 현재 비육우의 소에게 적용 가능하며, 방목하는 소에게 3-NOP를 공급할 수 있는 시스템도 개발 중입니다. 하지만 생산성을 높이는 것은 아니기 때문에 비용에 따라 수용 여부가 결정될 것입니다. Arla Foods UK와 같은 일부 식품 및 공급망 회사는 주요 소매업체와 함께 낙농장에서 상업적으로 승인된 3-NOP(Bovaer)를 시험하고 있습니다.
광범위한 안전성 연구에도 불구하고 소비자들의 잘못된 정보로 인해 일부 반발을 불러일으켰습니다. 또한, 최근의 한 장기 연구에 따르면 3-NOP의 효과는 사료 유형에 따라 크게 달라질 수 있으며 젖소의 수유 주기가 진행됨에 따라 감소할 수 있다고 합니다. 이는 3-NOP를 대체할 수 있는 보완적인 두 번째 억제제가 있다면 매우 유용할 수도 있음을 시사합니다.
최근 몇 년 동안 시장에서 상당한 관심을 받고 있는 또 다른 메탄 저감 사료 첨가제는 홍해초red seaweed 또는 아스파라거스입니다. 홍해초는 호주가 원산지이며 호주 내 소 사육장에서 사용하도록 승인되었습니다. 연구에 따르면 홍해초의 메탄 저감 잠재력은 최대 90%에 달할 수 있지만, 장기 실험 결과 약 30%의 메탄 저감 효과가 있는 것으로 나타났습니다.
비용을 절감할 수 있는 한 가지 옵션은 브로모폼(bromoform. CHBr₃)의 활성 성분을 어떤 형태로든 사용하는 것입니다. 문제는 브로모포름이 소량을 사료에 첨가하면 소의 소화기관에서 분해될 가능성이 높지만 '인체 발암 가능성 물질'로 확인되었다는 점입니다. 일부 대규모 생산이 시작되었지만, 잠재적으로 높은 생산 비용과 인체 건강에 미치는 영향을 해결하기 위해서는 더 많은 연구개발이 필요합니다.
3) 저메탄 젖소 사육
소의 메탄 생산은 유전과 관련이 있으며, 일부 소는 선천적으로 다른 소보다 더 많은 메탄을 생산합니다. 더 건강하고 사료 효율이 높은 우수한 품질의 품종을 선택하는 것은 오랜 농장의 관행입니다. 마찬가지로 자연적으로 메탄을 적게 배출하는 '저메탄 소low-methane cows'를 사육하고 선별하는 것도 가능합니다. 평균적으로 저메탄 젖소는 고메탄 젖소보다 메탄 배출량을 22% 더 적게 배출할 수 있습니다. 메탄 억제제와 달리 메탄 저감 효과는 소의 전 생애에 걸쳐 지속되며 심지어 자손에게까지 유전될 수 있습니다.
캐나다와 뉴질랜드 등 전 세계에서 일부 시범 운영이 이루어지고 있지만, 이 접근법이 광범위한 영향을 미치려면 아직 상당한 연구개발과 농부 교육이 필요합니다. 그러나 이 솔루션은 모든 생산 시스템과 지역에 적용될 수 있으므로 널리 채택된다면 메탄 저감의 이점은 매우 클 수 있습니다.
4) 메탄 방지 백신
초기 연구 단계에 있는 또 다른 새로운 솔루션은 소의 위장에서 메탄이 생성되는 것을 방지하는 백신에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 메탄 백신은 다른 백신과 마찬가지로 송아지에게 접종할 수 있으며, 그 효과는 소의 일생 동안 지속됩니다. 현재 메탄가스 30% 감소를 목표로 하는 몇몇 유망한 백신 연구개발 노력이 진행되고 있습니다. 메탄 백신이 성공한다면 전 세계 대부분의 지역에서 백신 인프라가 잘 발달되어 있기 때문에 더 광범위하게 채택될 가능성이 높습니다.
5) 분뇨 분해 시설의 대안
분뇨 관리에서 발생하는 메탄을 줄이는 데 있어 가장 주목받는 것은 유기물 분해 시설digesters입니다.
유기물 분해 시설을 통해 메탄과 이산화탄소의 혼합물인 바이오가스를 생산합니다. 유기물 분해 시설 프로젝트는 이 메탄을 포집하여 전기를 생산하거나 압축하여 "재생 가능한 천연 가스renewable natural gas"를 만듭니다. 유기물 분해 시설은 메탄 배출을 줄일 수 있지만, 누출되는 메탄과 유기물 분해 시설에서 마지막에 나와 메탄을 생성하는 젖은 물질인 "분해물digestate"에서 배출되는 메탄을 고려하지 않아 감축량이 과대평가되는 경우가 많다고 보고서는 지적합니다.
유기물 분해 시설의 가장 큰 문제 중 하나는 비용입니다. 미국에서는 일반적으로 한 농장에서 유기물 분해 시설을 설치하려면 최소 500마리의 소가 있어야 경제성을 확보할 수 있습니다. 따라서 중소 규모의 농장은 유기물 분해 시설 설치가 불가능합니다. 동시에 유기물 분해 시설은 재생 에너지 솔루션으로서 막대한 보조금과 정책적 지원을 받습니다. 또한 유기물 분해 시설은 생분뇨보다 암모니아를 더 많이 배출하고 수질에 부정적인 영향을 미치는 폐수를 생성합니다. 또 다른 잠재적 문제는 많은 국가에서 유기물 분해 시설에 농작물을 추가한다는 것입니다. 농작물 재배에 따른 토지 사용 요건과 관련 배출량, 그리고 메탄 누출은 유기물 분해 시설의 메탄 저감 효과를 약화시키는 경향이 있습니다.
한편 인도와 중국과 같은 국가에서는 수십 년 동안 수백만 개의 소규모 가정용 유기물 분해 시설이 사용되어 왔습니다. 유기물 분해 시설은 조리 연료를 공급하고 에너지 안보를 강화하지만, 모니터링이 부실하고 메탄 누출로 인해 전체 배출량이 증가했을 수 있습니다.
이러한 이유로 유기물 분해 시설을 대체할 수 있는 대안이 필요합니다. 유망한 대안 중 하나는 다양한 형태의 '고액분리solid-liquid separation' 방식입니다. 이 접근 방식에서 농부들은 기계 장비를 사용하여 분뇨의 고체 부분을 액체에서 분리합니다. 그런 다음 고체 부분은 일반적으로 퇴비화하거나 건조하거나 소의 침구로 사용하고 액체 부분은 탱크나 석호에 저장합니다. 이 방법은 사용되는 기술 유형에 따라 메탄을 최대 60%까지 줄일 수 있으며, 비용도 유기물 분해 시설보다 훨씬 적게 드는 것으로 추정됩니다. 캘리포니아의 대체 분뇨 관리 프로그램은 주 내 여러 고체 분리기 설치를 지원했지만, 농가를 위한 보조금grants, 지원금subsidies 또는 기타 금융 수단의 부족으로 인해 전 세계적으로 도입이 아직 제한적입니다.
또 다른 유망한 기술은 산성화 또는 분뇨와 산을 혼합하는 것입니다. 산성화된 분뇨는 메탄 생성 미생물에게 불리한 조건을 만들어 메탄 배출을 줄입니다. 이 방법은 덴마크의 암모니아 관리 규정의 일부로 덴마크에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 메탄, 아산화질소, 암모니아 배출량 감소를 위한 산성화 효과는 문헌에 따르면 산성화의 효과는 산의 사용 빈도, 종류, 용량에 따라 다르지만, 그 정도는 매우 높습니다. 연구자들은 산성화 용량이 높을 경우 메탄이 최대 89% 감소하고 용량이 낮을 경우 46% 감소한다고 보고합니다.
이러한 대체 기술은 아직 도입 초기 단계에 있으며 효능, 장단점 및 잠재적인 공동 이익을 테스트하기 위해 더 많은 농장 내 시험이 필요합니다.
6) 쌀에서 메탄 배출 억제
쌀 생산량 1kg당 메탄 배출량을 크게 낮출 수 있는 다수확 쌀 품종을 채택하는 것부터 시작하여 쌀 농업에서 메탄 배출을 줄이는 데 도움이 되는 많은 접근 방식이 있습니다. 또한 전 세계 수천 종의 벼 품종 중에는 자연적으로 메탄 배출량이 적은 품종도 있습니다. 이러한 저메탄 품종을 찾아 재배하면 메탄 배출량을 22~51%까지 줄일 수 있습니다.
이러한 유망한 품종 중 하나는 세계 일부 지역에서 채택된 '수시바SUSIBA 2'입니다. 2025년에 발표된 한 연구에서는 수시바 2가 메탄을 적게 배출하는 생화학적 메커니즘, 즉 뿌리 시스템에 있는 메탄 억제 화학물질이 밝혀진 것으로 보입니다. 이러한 혁신은 메탄을 최대 70%까지 적게 배출하는 우수한 벼 품종을 육종할 수 있는 길을 열어줄 수 있습니다.
쌀 생산에서 메탄을 줄이는 간단하고 저렴한 방법은 대체 습식 및 건조(AWD. Alternative Wetting and Drying)입니다. 벼는 '침수된' 논에서 자라는데, AWD는 물을 완전히 말린 후 다시 물을 대는 방식입니다. 이 방법에는 여러 가지 변형이 존재하며 메탄 배출량을 40~45%까지 줄일 수 있습니다. 또한 이 방식은 물을 절약할 수 있어 물이 부족한 지역에 도움이 됩니다. 그러나 AWD를 사용할 수 있는지는 배수 및 물 공급의 신뢰성에 달려 있습니다. 대부분의 벼농사 농가는 작은 땅을 가지고 있기 때문에 여러 농가가 물 관리를 조정할 때 AWD를 채택하는 것이 가장 효과적입니다. 이를 위해서는 수위를 효과적으로 관리하고 농부들에게 적절한 지원과 인센티브를 제공하기 위한 지역 사회 차원의 프로젝트가 필요합니다.
▶정부·민간 협력 필요…지속 가능한 정책 마련 시급
각국 정부는 농업 부문의 메탄 저감 기술을 적극 도입하고 이를 농업 정책에 반영해야 한다는 목소리가 커지고 있습니다. WRI는 “에너지 부문에서 추진했던 감축 정책처럼 농업 메탄 감축 기술에도 재정적 지원이 필요하다”며 “지속 가능한 기술 개발을 위해 목표 보조금 지급과 연구개발(R&D) 투자 확대가 필수적”이라고 강조했습니다.
민간 부문도 적극적으로 나서야 합니다. 기업들이 연구개발과 실증 프로젝트에 투자해 새로운 저감 기술을 발전시키고, 소비자의 수용성을 높이기 위한 파일럿 프로젝트를 확대해야 한다는 지적이 나오고 있습니다.
특히 가축과 벼농사에서 발생하는 메탄 배출을 줄이기 위해 각국은 자국의 생산 시스템을 면밀히 분석하고, 식량 안보를 해치지 않는 범위 내에서 실효성 있는 감축 정책을 도입해야 한다는 점이 강조되고 있습니다.
"농업, 기후위기 최악의 변수 '메탄' 배출 폭증…가축·벼농사 배출 억제 시급" < 인사이트·화이트페이퍼 < 기사본문 - 넷제로뉴스
WRI, '농업 메탄 저감 기술·경제·정책 고려 사항' 보고서 발표
▶ 가축이 농업 메탄 배출의 3분의 2 차지…벼농사·농작물 폐기물 소각도 주요 원인
▶ 메탄 억제제, 저메탄 품종, 분뇨 관리 기술 등 다양한 해결책 필요
[넷제로뉴스/인사이트] 전 세계 메탄 배출량의 절반 가까이가 농업에서 발생하고 있으며, 식량 수요 증가로 인해 배출량이 지속적으로 늘어날 것으로 예상되고 있습니다. 이에 따라 농업 부문의 메탄 감축이 기후 변화 대응의 핵심 과제로 떠오르고 있습니다.
WRI(World Resources Institute)는 최근 발표한 보고서 ‘농업에서의 메탄 저감 기회: 기술, 경제 및 규제 고려 사항’에서 25가지 이상의 메탄 저감 솔루션을 분석하고 최신 연구 결과를 제시했습니다. 보고서는 농업 부문에서 메탄 배출을 줄이기 위한 다양한 방법을 소개하며, 이를 실현하기 위해 기술 개발과 정책적 지원이 필요하다고 강조했습니다.
메탄은 이산화탄소(CO₂)보다 20년 동안 84배 강력한 온실가스로, 단기간에 지구 온난화를 가속화하는 주요 원인으로 꼽히고 있습니다. WRI는 “지금 메탄 배출을 줄이면 기후 변화를 늦추는 데 빠르고 강력한 영향을 미칠 수 있다”고 밝혔습니다.
자료: WRI
▶농업 메탄 배출의 주요 원인
전 세계 농업 부문에서 발생하는 메탄 배출의 가장 큰 원인은 가축 사육, 벼농사, 농작물 폐기물 소각 등으로 나타났습니다.
가축이 농업 부문의 메탄 배출에서 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 그중에서도 반추동물(소, 양, 염소)의 소화 과정에서 발생하는 장내 발효와 분뇨 관리가 주요 원인으로 분석되고 있습니다.
반추동물은 위 속 미생물이 사료를 분해하는 과정에서 메탄을 생성하며, 이 메탄은 트림을 통해 대기 중으로 방출됩니다. 전 세계적으로 반추 가축은 농업 메탄 배출량의 절반 이상을 차지하고 있으며, 이에 대한 감축 대책이 필수적으로 요구되고 있습니다.
특히 대규모 공장식 축산업에서는 습식 시스템을 사용해 분뇨를 액체 상태로 저장하는데, 이 과정에서 메탄을 생성하는 미생물이 활발히 번식하면서 배출량이 더욱 증가하는 것으로 분석됐습니다. 반면, 중소규모 농가는 분뇨를 건조하거나 퇴비화하는 방식으로 관리하는 경우가 많아 메탄 배출량이 상대적으로 적은 것으로 나타났습니다.
벼농사는 농업 메탄 배출량의 18~20%를 차지하는 주요 원인으로 지목되고 있습니다. 논에 물을 가득 채우면 산소가 부족해지면서 메탄 생성 박테리아의 활동이 활발해집니다. 또한 물 관리 방식, 토양 유형, 비료 사용 방식에 따라 메탄 배출량이 달라질 수 있는 것으로 분석되고 있습니다.
농작물 폐기물 소각도 농업 메탄 배출량의 3~4%를 차지하고 있으며, 이 과정에서 미세먼지와 일산화탄소 등 대기오염 물질도 함께 배출되는 것으로 나타났습니다. 일부 국가에서는 벼, 밀 등 농작물의 줄기와 부산물을 태우는 관행이 일반적으로 이루어지고 있으며, 이로 인해 대기 질 악화와 건강 문제가 발생할 가능성이 높아지고 있습니다.
▶농업 메탄 저감을 위한 주요 대책
WRI 보고서는 농업 부문에서 메탄 배출을 줄일 수 있는 다양한 방법을 제안하고 있으며, 각국 정부와 기업의 적극적인 지원이 필요하다고 강조했습니다.
우선 가축의 생산성을 높이면 단위 생산량당 메탄 배출량을 줄일 수 있습니다. 사료 품질을 개선하고 고품질 가축을 선별해 사육하며 동물 건강을 관리하면 메탄 배출을 줄이는 데 효과적일 수 있습니다. 예를 들어, 미국에서는 1990년부터 2021년까지 우유 생산량이 53% 증가한 반면, 단위당 메탄 배출량은 25% 감소한 것으로 나타났습니다.
메탄 억제제도 중요한 해결책으로 꼽히고 있습니다. 3-NOP(3-니트로시프로판올) 등의 메탄 억제제를 사료에 첨가하면 장내 발효 과정에서 발생하는 메탄을 30%가량 줄일 수 있습니다. 홍해초를 활용한 사료도 메탄 저감 효과가 있는 것으로 나타났으며, 일부 연구에서는 최대 90%의 감축 효과를 보였다고 밝혔습니다.
이와 함께 저메탄 젖소 품종을 개발해 사육하면 유전적으로 메탄 배출량이 적은 소를 선별해 키울 수 있습니다. 실제로 저메탄 품종을 도입한 실험에서 일반 젖소보다 평균 22%의 메탄 배출 감소 효과가 확인됐습니다.
분뇨 관리를 개선하는 것도 메탄 저감의 핵심 방안 중 하나입니다. 유기물 분해 시설을 활용하면 분뇨에서 발생하는 메탄을 포집해 전기로 전환하거나 재생 가능 천연가스로 활용할 수 있습니다. 또한 고액분리 기술을 적용하면 메탄 배출을 최대 60%까지 줄일 수 있는 것으로 분석됐습니다.
벼농사에서는 대체 습식 및 건조법(AWD)을 적용하면 논에서 발생하는 메탄을 40~45%까지 감축할 수 있습니다. 또한 저메탄 품종을 개발해 보급하면 벼농사에서 배출되는 메탄량을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
WRI 보고서가 제시하고 있는 6가지 솔루션을 구체적으로 살펴보면 다음과 같습니니다.
1) 가축의 생산 효율성 향상
많은 개발도상국에서는 미국과 같은 곳의 농장보다 가축당 우유와 육류 생산량이 훨씬 적습니다. 동물 사료의 품질을 개선하고, 고품질의 가축을 사육하며, 동물 건강을 개선함으로써 가축 생산을 더 효율적으로 만들 수 있는 큰 기회가 있습니다. 이러한 개선은 우유나 육류의 단위당 생산되는 메탄이 생산량 증가를 상쇄할 만큼 충분히 감소하는 한, 총 메탄 배출량을 늘리지 않고도 농가의 생산성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
이를 위한 한 가지 입증된 방법은 소화가 잘되는 사료more digestible feed를 더 많이 먹이면 트림 횟수를 줄이고 성장과 우유 생산에 필요한 영양분을 더 많이 흡수할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 미국에서는 1990년부터 2021년 사이에 우유 생산량이 53% 증가한 반면, 우유 단위당 장내 메탄 배출량enteric methane emissions은 약 25% 감소했습니다(이 기간 동안 분뇨 관리 배출량도 크게 증가). 선진국의 많은 농장은 이미 소화가 잘되는 사료를 사용하고 있지만, 아프리카와 남아시아의 농부들은 볏짚이나 밀짚과 같은 저품질 농작물 잔재물을 젖소 사료의 최대 70%까지 먹이는 경우가 많습니다. 농작물 잔재물을 동물에게 먹이면 소각으로 인한 탄소 배출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 농부들은 농작물 잔재물에 영양분과 생화학적 방법을 더해 동물의 생산성을 높일 수 있습니다. 이러한 이점은 특히 저생산성 젖소의 경우 메탄 배출을 줄이면서 더 크게 성장하고 더 많은 우유를 생산할 수 있도록 도와줍니다.
향후 프로젝트에서 WRI는 에티오피아 및 네팔의 국제축산연구소(ILRI)와 협력하여 작물 잔여물을 고품질 동물 사료로 전환하는 지속 가능한 방법을 개발하여 메탄 배출을 줄이고 생산량을 늘리며 지역 일자리를 창출할 수 있도록 할 것입니다.
2) 메탄이 유출되기 전에 차단하기: 메탄 억제제
농장에서 메탄 배출을 더 줄일 수 있는 한 가지 방법은 메탄 억제 사료 첨가제methane-inhibiting feed additives를 사용하는 것으로, 소가 소화하는 동안 발생하는 메탄의 양을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 소규모 농장에서는 비용이 부담스러울 수 있고 메탄 억제제가 항상 생산성 향상으로 이어지는 것은 아니기 때문에 이러한 억제제는 특히 상업용 및 대규모 농장에 적합합니다.
예를 들어, 3-니트로시프로판올(3-NOP)이라는 합성 분자는 지난 몇 년 동안 광범위한 R&D 실험을 거쳐 60개국 이상에서 소나 젖소에 사용할 수 있는 규제 승인을 획득하면서 관심을 모았습니다. 소의 사료를 통해 소량으로 투여하면 메탄 발생량을 약 30%까지 줄일 수 있습니다. 현재 비육우의 소에게 적용 가능하며, 방목하는 소에게 3-NOP를 공급할 수 있는 시스템도 개발 중입니다. 하지만 생산성을 높이는 것은 아니기 때문에 비용에 따라 수용 여부가 결정될 것입니다. Arla Foods UK와 같은 일부 식품 및 공급망 회사는 주요 소매업체와 함께 낙농장에서 상업적으로 승인된 3-NOP(Bovaer)를 시험하고 있습니다.
광범위한 안전성 연구에도 불구하고 소비자들의 잘못된 정보로 인해 일부 반발을 불러일으켰습니다. 또한, 최근의 한 장기 연구에 따르면 3-NOP의 효과는 사료 유형에 따라 크게 달라질 수 있으며 젖소의 수유 주기가 진행됨에 따라 감소할 수 있다고 합니다. 이는 3-NOP를 대체할 수 있는 보완적인 두 번째 억제제가 있다면 매우 유용할 수도 있음을 시사합니다.
최근 몇 년 동안 시장에서 상당한 관심을 받고 있는 또 다른 메탄 저감 사료 첨가제는 홍해초red seaweed 또는 아스파라거스입니다. 홍해초는 호주가 원산지이며 호주 내 소 사육장에서 사용하도록 승인되었습니다. 연구에 따르면 홍해초의 메탄 저감 잠재력은 최대 90%에 달할 수 있지만, 장기 실험 결과 약 30%의 메탄 저감 효과가 있는 것으로 나타났습니다.
비용을 절감할 수 있는 한 가지 옵션은 브로모폼(bromoform. CHBr₃)의 활성 성분을 어떤 형태로든 사용하는 것입니다. 문제는 브로모포름이 소량을 사료에 첨가하면 소의 소화기관에서 분해될 가능성이 높지만 '인체 발암 가능성 물질'로 확인되었다는 점입니다. 일부 대규모 생산이 시작되었지만, 잠재적으로 높은 생산 비용과 인체 건강에 미치는 영향을 해결하기 위해서는 더 많은 연구개발이 필요합니다.
3) 저메탄 젖소 사육
소의 메탄 생산은 유전과 관련이 있으며, 일부 소는 선천적으로 다른 소보다 더 많은 메탄을 생산합니다. 더 건강하고 사료 효율이 높은 우수한 품질의 품종을 선택하는 것은 오랜 농장의 관행입니다. 마찬가지로 자연적으로 메탄을 적게 배출하는 '저메탄 소low-methane cows'를 사육하고 선별하는 것도 가능합니다. 평균적으로 저메탄 젖소는 고메탄 젖소보다 메탄 배출량을 22% 더 적게 배출할 수 있습니다. 메탄 억제제와 달리 메탄 저감 효과는 소의 전 생애에 걸쳐 지속되며 심지어 자손에게까지 유전될 수 있습니다.
캐나다와 뉴질랜드 등 전 세계에서 일부 시범 운영이 이루어지고 있지만, 이 접근법이 광범위한 영향을 미치려면 아직 상당한 연구개발과 농부 교육이 필요합니다. 그러나 이 솔루션은 모든 생산 시스템과 지역에 적용될 수 있으므로 널리 채택된다면 메탄 저감의 이점은 매우 클 수 있습니다.
4) 메탄 방지 백신
초기 연구 단계에 있는 또 다른 새로운 솔루션은 소의 위장에서 메탄이 생성되는 것을 방지하는 백신에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 메탄 백신은 다른 백신과 마찬가지로 송아지에게 접종할 수 있으며, 그 효과는 소의 일생 동안 지속됩니다. 현재 메탄가스 30% 감소를 목표로 하는 몇몇 유망한 백신 연구개발 노력이 진행되고 있습니다. 메탄 백신이 성공한다면 전 세계 대부분의 지역에서 백신 인프라가 잘 발달되어 있기 때문에 더 광범위하게 채택될 가능성이 높습니다.
5) 분뇨 분해 시설의 대안
분뇨 관리에서 발생하는 메탄을 줄이는 데 있어 가장 주목받는 것은 유기물 분해 시설digesters입니다.
유기물 분해 시설을 통해 메탄과 이산화탄소의 혼합물인 바이오가스를 생산합니다. 유기물 분해 시설 프로젝트는 이 메탄을 포집하여 전기를 생산하거나 압축하여 "재생 가능한 천연 가스renewable natural gas"를 만듭니다. 유기물 분해 시설은 메탄 배출을 줄일 수 있지만, 누출되는 메탄과 유기물 분해 시설에서 마지막에 나와 메탄을 생성하는 젖은 물질인 "분해물digestate"에서 배출되는 메탄을 고려하지 않아 감축량이 과대평가되는 경우가 많다고 보고서는 지적합니다.
유기물 분해 시설의 가장 큰 문제 중 하나는 비용입니다. 미국에서는 일반적으로 한 농장에서 유기물 분해 시설을 설치하려면 최소 500마리의 소가 있어야 경제성을 확보할 수 있습니다. 따라서 중소 규모의 농장은 유기물 분해 시설 설치가 불가능합니다. 동시에 유기물 분해 시설은 재생 에너지 솔루션으로서 막대한 보조금과 정책적 지원을 받습니다. 또한 유기물 분해 시설은 생분뇨보다 암모니아를 더 많이 배출하고 수질에 부정적인 영향을 미치는 폐수를 생성합니다. 또 다른 잠재적 문제는 많은 국가에서 유기물 분해 시설에 농작물을 추가한다는 것입니다. 농작물 재배에 따른 토지 사용 요건과 관련 배출량, 그리고 메탄 누출은 유기물 분해 시설의 메탄 저감 효과를 약화시키는 경향이 있습니다.
한편 인도와 중국과 같은 국가에서는 수십 년 동안 수백만 개의 소규모 가정용 유기물 분해 시설이 사용되어 왔습니다. 유기물 분해 시설은 조리 연료를 공급하고 에너지 안보를 강화하지만, 모니터링이 부실하고 메탄 누출로 인해 전체 배출량이 증가했을 수 있습니다.
이러한 이유로 유기물 분해 시설을 대체할 수 있는 대안이 필요합니다. 유망한 대안 중 하나는 다양한 형태의 '고액분리solid-liquid separation' 방식입니다. 이 접근 방식에서 농부들은 기계 장비를 사용하여 분뇨의 고체 부분을 액체에서 분리합니다. 그런 다음 고체 부분은 일반적으로 퇴비화하거나 건조하거나 소의 침구로 사용하고 액체 부분은 탱크나 석호에 저장합니다. 이 방법은 사용되는 기술 유형에 따라 메탄을 최대 60%까지 줄일 수 있으며, 비용도 유기물 분해 시설보다 훨씬 적게 드는 것으로 추정됩니다. 캘리포니아의 대체 분뇨 관리 프로그램은 주 내 여러 고체 분리기 설치를 지원했지만, 농가를 위한 보조금grants, 지원금subsidies 또는 기타 금융 수단의 부족으로 인해 전 세계적으로 도입이 아직 제한적입니다.
또 다른 유망한 기술은 산성화 또는 분뇨와 산을 혼합하는 것입니다. 산성화된 분뇨는 메탄 생성 미생물에게 불리한 조건을 만들어 메탄 배출을 줄입니다. 이 방법은 덴마크의 암모니아 관리 규정의 일부로 덴마크에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 메탄, 아산화질소, 암모니아 배출량 감소를 위한 산성화 효과는 문헌에 따르면 산성화의 효과는 산의 사용 빈도, 종류, 용량에 따라 다르지만, 그 정도는 매우 높습니다. 연구자들은 산성화 용량이 높을 경우 메탄이 최대 89% 감소하고 용량이 낮을 경우 46% 감소한다고 보고합니다.
이러한 대체 기술은 아직 도입 초기 단계에 있으며 효능, 장단점 및 잠재적인 공동 이익을 테스트하기 위해 더 많은 농장 내 시험이 필요합니다.
6) 쌀에서 메탄 배출 억제
쌀 생산량 1kg당 메탄 배출량을 크게 낮출 수 있는 다수확 쌀 품종을 채택하는 것부터 시작하여 쌀 농업에서 메탄 배출을 줄이는 데 도움이 되는 많은 접근 방식이 있습니다. 또한 전 세계 수천 종의 벼 품종 중에는 자연적으로 메탄 배출량이 적은 품종도 있습니다. 이러한 저메탄 품종을 찾아 재배하면 메탄 배출량을 22~51%까지 줄일 수 있습니다.
이러한 유망한 품종 중 하나는 세계 일부 지역에서 채택된 '수시바SUSIBA 2'입니다. 2025년에 발표된 한 연구에서는 수시바 2가 메탄을 적게 배출하는 생화학적 메커니즘, 즉 뿌리 시스템에 있는 메탄 억제 화학물질이 밝혀진 것으로 보입니다. 이러한 혁신은 메탄을 최대 70%까지 적게 배출하는 우수한 벼 품종을 육종할 수 있는 길을 열어줄 수 있습니다.
쌀 생산에서 메탄을 줄이는 간단하고 저렴한 방법은 대체 습식 및 건조(AWD. Alternative Wetting and Drying)입니다. 벼는 '침수된' 논에서 자라는데, AWD는 물을 완전히 말린 후 다시 물을 대는 방식입니다. 이 방법에는 여러 가지 변형이 존재하며 메탄 배출량을 40~45%까지 줄일 수 있습니다. 또한 이 방식은 물을 절약할 수 있어 물이 부족한 지역에 도움이 됩니다. 그러나 AWD를 사용할 수 있는지는 배수 및 물 공급의 신뢰성에 달려 있습니다. 대부분의 벼농사 농가는 작은 땅을 가지고 있기 때문에 여러 농가가 물 관리를 조정할 때 AWD를 채택하는 것이 가장 효과적입니다. 이를 위해서는 수위를 효과적으로 관리하고 농부들에게 적절한 지원과 인센티브를 제공하기 위한 지역 사회 차원의 프로젝트가 필요합니다.
▶정부·민간 협력 필요…지속 가능한 정책 마련 시급
각국 정부는 농업 부문의 메탄 저감 기술을 적극 도입하고 이를 농업 정책에 반영해야 한다는 목소리가 커지고 있습니다. WRI는 “에너지 부문에서 추진했던 감축 정책처럼 농업 메탄 감축 기술에도 재정적 지원이 필요하다”며 “지속 가능한 기술 개발을 위해 목표 보조금 지급과 연구개발(R&D) 투자 확대가 필수적”이라고 강조했습니다.
민간 부문도 적극적으로 나서야 합니다. 기업들이 연구개발과 실증 프로젝트에 투자해 새로운 저감 기술을 발전시키고, 소비자의 수용성을 높이기 위한 파일럿 프로젝트를 확대해야 한다는 지적이 나오고 있습니다.
특히 가축과 벼농사에서 발생하는 메탄 배출을 줄이기 위해 각국은 자국의 생산 시스템을 면밀히 분석하고, 식량 안보를 해치지 않는 범위 내에서 실효성 있는 감축 정책을 도입해야 한다는 점이 강조되고 있습니다.