바이오차—'블랙 카본'에 녹색 신호를 보낼 때가 된 걸까?

원문 링크 : https://www.theearthandi.org/post/biochar-benefits

©Oregon Dept of Forestry/Wikimedia CC BY 2.0

전설 속의 잃어버린 도시부터 신비로운 고대 유물까지, 아마존은 수세기 동안 모험, 발견, 그리고 오래전에 사라진 위대한 문명의 업적에 대한 이야기를 통해 상상력을 자극해 왔습니다.

하지만 발견할 수 있는 진짜 보물이 우상의 금이나 도자기 화분의 화려한 디자인이 아니라 토양을 더 생산적이고 회복력 있게 만들고 환경에 이롭게 만드는 방법에 대한 지식이라면 어떨까요?

바이오차라 불리는 물질을 최초로 발견하고 사용한 것은 이 지역의 토착민들이었고, 과거의 교훈이 오늘날의 연구자들에게 영감을 주고 있습니다.

바이오차의 약속은 여러 가지가 있습니다. 토양의 질과 식량 생산을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 그 자체로 온실 가스 배출을 적극적으로 줄입니다. 이러한 이유로 기후에 민감한 농업의 기둥이 될 수 있는 것으로 여겨집니다.

하지만 과거에 묻어두는 것이 최선인 것이 있을까요? 아니면 바이오차가 농업의 새로운 시대를 여는 데 도움이 될 수 있을까요?

 ©GIZ/Tim Brunauer/Wikimedia (CC By-SA 4.0)

바이오차란 무엇인가?

바이오차라는 이름은 생명을 뜻하는 그리스어 'bios'와 숯을 뜻하는 'char'의 합성어입니다.

이것은 "열분해"를 통해 만들어진 숯의 한 종류입니다. 열분해는 나무 조각이나 오래된 잎(바이오매스라고도 함)과 같은 농업 및 임업 폐기물의 유기 물질을 산소가 거의 없는 용기에서 태우는 공정으로, 연소를 방지합니다. 이렇게 하면 pH와 탄소 함량이 높은 매우 다공성이고 미세한 숯이 생성되고 원래 바이오매스보다 분해 속도가 훨씬 느립니다. 이 공정으로 인해 눈에 띄게 검은색을 띠고 "블랙 카본"이라는 별명이 붙었습니다.

바이오차에 대한 관심이 최근에 다시 높아지고 있지만 바이오차는 새로운 것이 아닙니다. 바이오차는 2,000년 이상 전에 아마존 분지에서 처음 사용되었습니다. 그곳 사람들은 테라 프레타(terra preta )라고 불리는 비옥하고 풍부한 토양을 만들었습니다 . 이는 "어두운 흙"을 의미합니다.

©Holger Casselmann/Wikimedia CC BY-SA 3.0

이 흩어진 검은 흙 조각들은 열대 우림의 나머지 부분에서 발견되는 산성이고 영양분이 부족한 토양과 뚜렷한 대조를 이루었습니다. 바이오차 토양은 바이오매스가 더 많았고 더 많은 비율의 식용 식품을 생산했습니다.

바이오차의 이점

토양을 최대한 활용하려면 토양이 "좋은 것", 즉 물과 영양소를 유지하는 능력을 유지해야 하며, 바로 여기서 바이오차가 등장합니다.

바이오차 구성은 토양이 영양분과 물을 유지하는 데 도움이 되며, 생물다양성을 높이고 가뭄에 대한 회복력을 높여줍니다. 또한 가볍고 표면적이 크기 때문에 더 넓은 농지에 뿌릴 수 있습니다.

이 과정에서는 오염 물질이 거의 배출되지 않으며, 발생하는 열은 포집하여 깨끗한 에너지로 사용할 수 있습니다.

이 기사를 통해 바이오차의 이점 에 대해 자세히 알아보세요.

©istock/ronemmons

현대 연구

세계의 환경과 식량 생산 문제에 대한 새로운 해결책에 대한 필요성이 커지면서 바이오차에 대한 관심이 최근 다시 높아지고 있습니다. 원주민들은 일반적으로 나무, 작물 잔여물, 동물의 분뇨와 같은 유기물을 구덩이 또는 마운드에서 태워서 바이오차를 생산한 다음, 생성된 숯을 땅에 묻어 비옥도를 개선했습니다.

이와 대조적으로 현대적인 방법은 일반적으로 산소가 제한된 환경에서 고온에서 유기 물질을 열분해하기 위해 특수 장비를 사용합니다.

© Istock/Vector Mine

코네티컷 대학 자연자원 및 환경학과의 준교수인 웨이 렌 박사는 이 새로운 바이오차 연구 흐름에 참여한 학자 중 한 명입니다.

그녀의 팀은 기후 변화에 대응할 수 있는 농업 관행으로서의 바이오차의 잠재력을 분석하기 위해 바이오차에 대한 약 600건의 연구로부터 전 세계 데이터를 종합했습니다.

이 연구는 현장 실험에서 바이오차가 작물 수확량에 미치는 영향을 강조했습니다. 데이터에 따르면 "바이오차는 총 토양 유기 탄소(SOC) 저장량(26.6%)과 작물 수확량(15.7%)을 크게 증가시키고 토양 CH4(-14.8%)와 N2O(-23.1%) 배출을 감소시키고 암모늄(-24.9%)과 총 무기 N 침출(-23.2%)을 감소시켰지만 토양 CO2 배출에는 영향을 미치지 않았습니다."

Ren 박사는 The Earth and I 에 이렇게 말했습니다 . "많은 연구에서 바이오차 응용 프로그램이 토양에 탄소를 저장하고, 작물 수확량을 늘리고, 극한 기상 현상을 견뎌낼 수 있는 능력을 높이고, 비료 효율성을 높이고, 농업과 임업에서 발생하는 위험하지 않은 폐기물을 처리하고, 농업 시스템에서 기후 회복력을 높이는 데 도움이 될 수 있다고 제안했습니다."

렌 박사는 총 온실 가스 배출량의 상당 부분이 식량 시스템에 기인한다는 점을 감안할 때 성공적인 바이오차 전략은 기후 변화를 완화하고 지속 가능한 농업에 기여하는 데 필수적인 역할을 할 수 있다고 덧붙였지만, 더 많은 연구가 필요하다고 경고했습니다.

그녀는 "광범위한 규모로 응용하는 경우, 기술 경제적 타당성, 토양 안정성, 토양 특성에 대한 효과, 광범위한 생태계 서비스 및 수명 주기 평가를 조사하기 위한 추가 노력이 여전히 필요합니다."라고 말했습니다.

잠재적인 단점

일부 연구에 따르면 바이오차는 산성 토양의 pH를 높이고 영양소와 수분 가용성을 감소시켜 일부 작물 수확량을 억제할 수 있다는 부작용이 보고되었습니다.

렌 박사는 바이오차 응용 프로그램의 환경 및 사회적 이점이 "매우 가변적"이며 "큰 불확실성"이 남아 있다고 말했습니다.

그녀는 다음과 같이 덧붙였습니다. "바이오차의 효과는 토양 및 기후 조건, 관리 관행, 작물 유형, 바이오차 유형 등과 같은 자연적 및 인위적 요인에 크게 좌우됩니다. 바이오차의 환경적 이점과 이점과 비용 간의 균형을 조사하기 위한 추가 노력이 필요합니다.

"저희 연구에 따르면 바이오차 적용의 효과는 토양 및 기후 조건과 다른 기존 또는 보존 관행과의 조합에 크게 좌우됩니다. 그러나 특정 지역이 바이오차 적용으로 특히 혜택을 받는지 확인하기 위해 추가 노력이 필요합니다."

이 팀의 연구는 바이오차 기업과 기타 기관을 포함한 연구 커뮤니티와 대중의 관심을 끌었으며, 이들은 협업에 관심을 가지고 렌 박사에게 연락했습니다.

렌 박사는 그녀의 연구가 기후, 생태계, 인간 활동 간의 상호 작용에 초점을 맞춰 계속될 것이라고 말했습니다 .

검은 탄소인가, 검은 금인가?

잃어버린 고대 보물은 대개 금잔과 훌륭한 석조 작품으로 묘사되지만, 잃어버렸다가 다시 살아난 지식이 지닌 잠재적인 보물은 훨씬 더 귀중할 수도 있습니다.

바이오차는 그러한 이점 중 하나가 될 수 있으며, 토양이 풍부함을 보존하는 데 도움이 되는 동시에 온실 가스 배출의 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다. 그러나 바이오차가 널리 사용될 수 있는지 확인하기 위해 더 많은 작업이 필요하다는 것은 분명합니다.

*Mark Smith is a journalist and author from the UK. He has written on subjects ranging from business and technology to world affairs, history, and popular culture for the Guardian, BBC, Telegraph, and magazines in the United States, Europe, and Southeast Asia.