제30기 고위정책과정

부처지정과제 연구보고서

탄소중립실현을 위한

축산분야 농업 R&D 전략수립

(기후위기 대응 축산분야 농업기술개발 전략)

2022年 12月

소속 : 농촌진흥청

교번 : 40번

성명 : 강 민 구

-  목  차 -

Ⅰ. 제 1 장 : 서론	1

Ⅱ. 제 2 장 : 세계 기후위기와 탄소중립	5

1. 제1절 : 세계 기후위기 도래와 탄소중립	5

2. 제2절 : 세계 기후위기에 대응한 탄소중립 실현	9

Ⅲ. 제 3 장 : 우리나라 농업현황과 탄소중립 실현 방안	15

1. 제1절 : 우리나라 농업여건	15

2. 제2절 : 우리나라 탄소중립 여건과 전망	19

3. 제3절 : 우리나라 농업분야 탄소중립 실현방안	23

Ⅳ. 제 4 장 : 탄소중립실현을 위한 농업기술개발 전략	26

1. 제1절 : 탄소중립 목표설정 및 농업R&D전략	26

2. 제2절 : 탄소중립 실현을 위한 축산기술개발 추진	29

Ⅳ. 제 5 장 : 농업R&D투자 확대 및 전문인력 육성	41

1. 제1절 : 탄소중립실현을 위한 농업R&D기반 조성	41

2. 제2절 : 농업R&D 투자 확대	42

3. 제3절 : 우수전문인력 발굴·육성 및 시설·장비 확충	46

Ⅴ. 제 6장 : 결론	49

참고 문헌	51

- 표 목 차 -

표 2-1.  전세계 부문별 온실가스 배출량 ········································10

표 2-2.  주요국 온실가스 배출량       ········································ 11

표 2-3.  우리나라 온실가스 배출량       ····································· 11

표 3-1.  우리나라 농가호수 및 농업인구 전망          ··················· 15

표 3-2.  경지면적과 경지이용률 전망        ································  16

표 3-3.  농업부문 생산액 전망         ········································ 17

표 3-4.  상위 10품목 생산액        ············································· 18

표 3-5.  주요국 기준연도 배출량 및 연평균 감축률·························· 19

표 3-6.  2050 탄소중립 시나리오 최종(안)     ······························ 22

표 3-7.  농축산부문 온실가스 배출량  ·········································· 23

표 3-8.  우리나라 농업과학기술 수준        ·································· 25

표 3-9.  우리나라 분야별 농업과학기술 수준         ······················· 25

표 4-1.  2018년 기준 농업부문 온실가스 배출량  ···························· 26

표 4-2.  온실가스 저감 기술별 목표감축량           ······················· 28

표 4-3.  감축수단별 기술개발 추진계획         ······························ 28

표 4-4.  농업에서 축산업의 위상           ····································· 29

표 4-5.  축종별 배출계수 개발 계획    ·········································· 31

표 5-1.  정부 연구개발 예산 현황(2021년∼2022년)  ·························· 44

표 5-2.  우리나라 농업R&D예산       ············································ 45

표 5-3.  농촌진흥청 R&D예산        ············································ 45

표 5-4.  농촌진흥청 연구직 학력별 분포      ································· 47

- 그림 목차 -

그림 1.  과거 170년 동안 전지구 지표면 온도의 변화 ························ 6

그림 2.  지구온난화에 따른 극한고온발생 빈도 및 강도 ······················ 7

그림 3.  누적된 CO2 배출량과 전지구 지표면 온도와의 관계 ··············· 8

그림 4.  열분해 공정 개요도 및 원리    ··········································· 36

그림 5.  바이오차와 일반숯의 차이  ··················································38

그림 6.  바이오차의 다양한 기능 ····················································· 38

제1장 서 론

제1절  연구의 배경 및 목적

1) 연구의 배경 및 필요성

오늘날 세계 농업여건은 태풍, 가뭄, 냉해, 이상고온 등 기후변화로 인한 공급불안정과 농업분야에서 탄소배출량 증가, 세계인구의 증가에 따른 곡물소비 증가, 투기적 성격의 다국적 자본 과잉유입 등으로 불안정하고 낙관하기 힘든 실정이다. 수요측면에서는 신흥경제국의 급속한 인구 증가로 인한 식량수요 증가, 투기적 자본에 의한 가격 변동성 증가하고 있으며, 공급측면에서는 기후변화에 따른 생산량 감소, 생산성 높은 작목으로 작목전환, 유가상승 및 수출제한, 농업분야 탄소배출량 증가로 인한 환경위기 등 공급에 불안정성이 항상 존재하고 있다.

이러한 불균형적인 수요와 공급상황은 세계 식량위기, 농업경쟁력 약화 등을 초래하여 결국은 세계 농업전반에 중대한 위기를 불러오고 있다. 특히 기후변화에 따른 농업생산액의 감소와 탄소배출량 증가는 식량위기를 동반하고 지속가능한 농업의 문제 등 전 세계의 주요한 농업 위기로 전 지구적 문제로 부각되고 있다.

우리나라의 식량자급률은 쌀을 제외한 다른작물은 생산기반이 매우 취약하여 계속적인 하락추세로 전세계적인 식량위기 상황시에는 식량안보 취약성이 심화되고 있으며, 농업분야에서 탄소배출량도 지속적으로 증가하고 있어 전 세계적인 탄소배출량 감축에 적극 대응하지 못할 경우 우리나라 농업 및 국민경제, 국가안보에도 심각한 큰 영향을 미치게 될 것으로 전망된다.

따라서, 세계 기후위기에 대응하여 농업분야에서 탄소배출량 감축을 위한 정책적면과 기술적면에서 대책마련이 시급하며, 우리나라 주요작물인 벼, 밀, 콩 등 작목별 탄소저감기술개발과 함께 농업생산액의 40%를 차지하는 축산분야에서 탄소저감 축산기술 전분야에 대한 기술개발 방향 및 목표, 로드맵 등 전체적인 계획 수립을 위한 효율적인 체계적인 연구를 할 필요성이 있다.

2) 연구의 목적

본 연구는 계속 증가하는 기상재해 등 세계적인 기후위기에 대응한 탄소발생량을 줄이는 기술적 대책을 사전에 연구하여 우리나라농업을 지속적으로 발전시켜 나가고 중․장기적 탄소중립 기술개발 체계구축을 통한 우리나라의 농업경쟁력 강화 및 발전이라는 점에서 연구의 중요성이 있다. 또한, 본 연구는 탄소중립과과 넷제로(Net-Zero) 목표달성을 통해 농업문야에서 탄소배출량을 최대한 줄이는 체계적인 기술개발 전략을 농식품 분야 부처의 정책에 적극 반영하여 추진할수 있는 방안을 제시할수 있다.

인간활동에 의해 배출된 온실가스가 전지구적 이산화탄소 흡수량과 균형을 이루는 것을 말한다

온실가스의 배출량과 흡수량을 같도록 해 순(Net) 배출을 0(Zero)으로 만드는 것을 뜻한다

특히, 기후변화에 따른 가뭄, 태풍, 냉해, 이상고온 등 기상재해가 증가하여 세계식량위기가 증대되는 상황에서 기후변화에 대응한 기술개발, 그중에서 세계적인 기후위기에 대응한 탄소중립실현을 위한 기술적 대응방안 마련을 위한 본 연구는 우리나라 농업에서 탄소배출량을 줄이고 국가적 차원의 탄소감축목표를 달성하여 지속가능하고 발전된 농업을 도모할 수 있는 현실적이며 실현가능한 방안을 제시하는데 목적이 있다.

제2절  연구의 내용 및 범위

1) 연구내용

본 논문은 이러한 목적을 달성하기 위하여 정부(농식품부, 환경부, 농촌진흥청, 산림청), FAO 등 국제기구, 농업기관, 단체, 학회 등의 연구논문․자료 등을 참고하여 분석하였으며 농촌진흥청 관련연구원 등 농업전문가 면담도 병행하여 기술적 대안을 제시하였다. 국내에서 발간된 정기간행물, 농업일간지 등 관련문헌을 참고하였으며, 국내 관련 저서 및 참고문헌과 학위논문과 실무연구원 및 공공기관․단체의 관련 연구보고서를 정밀하게 검토하였으며, 농촌진흥청의 기후변화관련 연구자료․보고서 및 주요통계자료를 중점적으로 수집하여 분석·검토하였다.

본 연구는 기후위기 현황을 면밀히 분석하고 탄소중립실현을 위한 기술적 대책을 중심으로 기술적 대안을 제시하고자 국내외 탄소중립 현황, 주요국의 농업분야 탄소저감기술개발 동향, 축산분야 탄소중립 기술개발 내용 및 현황 분석을 통해 우리농업 및 축산분야 탄소중립실현을 위한 기술개발방안 등에 대해 중점적으로 연구하였다.

2) 연구범위

세계 기후위기에 대응하여 탄소중립실현을 위한 방안을 두가지로 분류하여 살펴볼수 있다. 첫째는 에너지, 공업, 농업 분야 등 산업별 탄소저감 정책을 통한 탄소중립실현 방안이 있다. 탄소중립실현을 위한 산업별 감축목표 설정 및 금융세제 지원 등을 통해 전 국가적 탄소중립실현 정책등을 정부에서 강력하게 추진하고 있다. 둘째는 국민 생활부문에서 쓰레기 배출량 감축, 교통차량 통제 등 국민 생활방식 변경, 국민의식 제고를 통한 전 국민적 탄소중립실현을 위한 대책이 있다

그동안 상황을 살펴보면 탄소중립실현을 위한 정책적 대책은 정부차원에서 관련 정책사업과 사업예산 및 관련법령 등을 사용하여 여러 정책들을 다양하게 수립하여 대응하고 있으나 탄소중립실현을 위한 기술개발 등 기술적 대응 등 기술적 종합대책은 다소 미흡한 실정이다.

기술적 대책은 에너지, 교통, 산업공정 등 산업분야 기술개발이 핵심이라고 할수 있으며 최근에는 농업분야에서 탄소중립기술개발이 매우 중요시 되고 있으며 이와관련된 연구도 활발히 진행되고 있다. 그러나 탄소중립 실현을 위한 농업기술개발에는 많은 시간과 예산이 수반되므로 중․장기적 관점에서 접근할 필요가 있다.

일반적으로 농업기술개발을 위한 농업R&D는 중장기적 투자가 중요하면, 특히 우수한 전문연구자의 육성이 필수적이다. 본 연구에서는 이러한 특성을 감안하여 우리나라 농업R&D의 목표와 방향을 중심으로 조사된 자료들을 바탕으로 탄소중립실현을 위한 농업기술개발, 그 중에서 축산분야 탄소중립기술개발 위한 전문적이고 기술적인 대응방안에 연구범위를 한정하여 자세히 다루기로 하였다.

먼저, 세계 기후위기의 현황과 이와 관련된 탄소중립 문제현황과 탄소중립실현 방안에 대해서 살펴보고, 다음 우리나라 농업현황과 탄소중립관련 이슈에 대해서 알아본후에 농업분야 중 축산부문에서 탄소중립 실현을 위한 다양한 방안을 중심으로 연구범위를 집중하여 본 보고서를 자세히 기술하고자 한다

제2장  세계 기후위기와 탄소중립

제1절  세계 기후위기 도래와 탄소중립

최근 지구 온난화 현상의 가속화로 인해 태풍, 가뭄, 냉해 등 이상기상현상이 빈발하고 있어 전지구적으로 중요한 문제가 되고 있다. 실제로 지난 100년간 우리나라의 평균 기온이 1.8°C 상승하였으며 전 세계적으로 기온이 상승하여 북극의 빙하가 녹아 해수면이 상승하며, 태풍, 해일, 폭우, 가뭄 등 이상기상현상이 전 지구적으로 발생하여 각종 재난발생과 농작물 생산량의 급격한 감소 등으로 위기가 가중되고 있다.

이러한 기후변화로 인한 위기는 다른 부문과 마찬가지로 농업분야에서도 심각한 위기를 초래한다. 세계 인구는 급격한 인구 증가로  2050년경에는 약 90여억명에 이를 것으로 전망되며 이 많은 인구를 먹여 살리기 위해서는 지금보다 2배 넘는 식량을 생산해야 한다. 그러나 전세계 곡물시장은 빈발한 태풍, 가뭄, 냉해, 홍수, 남극과 북극의 빙하가 녹으면서 해수면의 상승하여 전세계 식량생산량은 매우 위축될 것으로 전망되며, 농작물 수확량은 급격히 줄어들어 언제든지 식량위기가 올수 있는 상황이다.

이러한 지구온난화를 초래하는 주요 원인으로는 이산화탄소(CO2)등 온실가스의 급격한 배출량 증가가 가장 큰 원인이다. 그리하여 세계 각국은 전세계에서 다양한 부문에서 발생하는 온실가스 배출량을 줄이기 위한 온실가스 저감 및 2050년까지 탄소배출량을 제로로 하는 탄소중립 실현을 위한 연구를 전 세계적으로 광범위하게 진행하고 있으며 관련 기술개발에 중점투자 하고 있다. 다음 그림들(그림 1, 그림 2, 그림 3)은 “IPCC 제6차 평가보고서 제1실무그룹 보고서”에서 기후위기에 대한 각종 지표들을 제시하고 있는 데이터들이다.

“자료 :IPCC 제6차 평가보고서 제1실무그룹 보고서”

< 그림 1. 과거 170년 동안 전지구 지표면 온도의 변화 >

자료 : IPCC 제6차 평가보고서 제1실무그룹 보고서

“(검정 실선) 1850~1900년 대비 관측된 연평균 지표 온도 (갈색) CIMP6 기후모델로 모의한 1850~1900년 대비 인위적·자연적 인자를 모두 고려한 연평균 지표 온도변화 (녹색) CIMP6 기후모델로 모의한 1850~1900년 대비 자연적 인자(태양, 화산)만을 고려한 연평균 지표 온도변화. 실선은 다중 모델의 평균값을 나타내며 음영영역은 모의 결과 중 신뢰도가 매우 높은 범위이다.”

“자료 :“IPCC 제6차 평가보고서 제1실무그룹 보고서”

< 그림 2. 지구온난화에 따른 극한고온 발생 빈도 및 강도>

자료 : IPCC 제6차 평가보고서 제1실무그룹 보고서

“인간 영향이 없을 때의 기후를 나타내는 1850~1900년 대비 지구온난화 1℃, 1.5℃, 2℃, 4℃ 수준일 때의 극한고온 전망. 극한고온은 1850~1900년 동안 50년 중 한번 평균적으로 초과된 육지의 일최고온도로 정의된다.”

“자료 :“IPCC 제6차 평가보고서 제1실무그룹 보고서”

< 그림 3. 누적된 CO2 배출량과 전지구 지표면 온도와의 관계 >

자료 : IPCC 제6차 평가보고서 제1실무그룹 보고서

“상단 그림: 과거 자료는(얇은 검정선)는 1850년부터 2019년까지 누적 이산화탄소 GtCO2 배출량의 함수로 1850~1900년 이래로 관측된 전지구 지표면 온도를 보여준다. 중앙선과 함께 있는 회색 영역은 과거 인간에 의한 지표 온난화에 상응하는 추정치를 보여준다.(Figure SPM.2에서 확인할 수 있음) 채색된 영역은 전지구 지표 온도 전망에 대한 매우 높은 신뢰도를 가진 영역으로 두껍게 채색된 중앙선은 다음의 시나리오(SSP1-1.9, SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0, 그리고 SSP8.5, 그림 SPM.4에서 확인할 수 있음)에 대해 2020년부터 2050년까지 누적 CO2 배출량의 함수로서의 중간 추정치를 보여준다. 전망에는 각 시나리오별 누적 CO2 배출량이 사용되었고, 지구온난화는 모든 인간 활동에 의한 강제력의 기여가 포함되어 있다.

하단 그림: 각각의 시나리오에 대한 과거 및 전망된 누적 CO2 배출량”

제2절  세계 기후위기에 대응한 탄소중립 실현

1) CO2 등 온실가스 배출 현황

기후위기는 지구온난화로 지구의 온도가 급격히 상승하여 태풍, 폭우, 가뭄 등 이상기후가 빈번히 일으키는 것으로 이산화탄소(CO2) 등 온실가스 급격한 배출량이 기후위기의 주 원인이다.  따라서 기후위기 극복을 위해서는 기후위기를 일으키는 이산화탄소(CO2) 등 온실가스를 배출량을 줄여야 하며 전세계 온실가스 배출량을 0(제로)으로 만드는 Net-Zero 탄소중립이 가장 중요하다.

이를 위해 세계 각국은 2050년까지 탄소순배출 제로를 달성하기 위해서 에너지, 산업, 수송, 농업 분야 등 모든 부문에서 탄소배출량을 줄이는 방안을 마련하고 있다. 이하에서는 기후위기를 주 원인인 온실가스의 배출현황을 알아보고 세계 각국의 탄소중립정책에 대해서도 자세히 기술하고자 한다

온실가스란 “지구를 둘러싸고 있는 기체로써 지구 지표면에서 대기로 방출되는 적외선 복사열을 반사 또는 흡수할수 있는 기체”로 정의된다. 온실가스의 주된 성분은 CO2(이산화탄소), CH4(메탄), N2O(아산화질소), SF6(육불화황), PFC5(과불화탄소), HFC5(수소불화탄소) 등이다.

이러한 온실가스는 지구 온난화을 일으켜 기후위기의 주원인이기 때문에 국제적으로 온실가스 감축을 위한 노력이 절실하게 필요하다. 특히 이산화탄소, 메탄, 아산화질소는 지구온난화에 지대한 영향을 미치기 때문에 위 3가지 온실가스를 감축하는게 무엇보다도 중요하며 온실가스 배출량을 산정할 때 이산화탄소(CO2)로 환산한 값으로 표시한다.

전 세계 온실가스 배출량은 < 표 2-1 > 에서 보듯이 최근의 데이터에 따르면 510억톤 정도 추정된다(CO2 환산). 그중에서 ‘전기생산’부문에서 연간 온실가스 배출량은 510억톤의 27%이며, ‘제조’부문에서는 31%, ‘교통과 수송’부문에서 16%, ‘농업부문’에서 19%, ‘냉방과 난방’부문에서 7% 등이 배출되는 것으로 추정되고 있다.

< 표 2-1. 전세계 부문별 온실가스 배출량 >

(단위:CO2-eq억톤)

구분	전기생산	제조	교통과 수송	농업	냉방과 난방	합계
배출량	137.7	158.1	81.6	96.9	35.7	510
비율	27%	31%	16%	19%	7%	100%

주요국가별로 온실가스 배출량을 살펴보면, 2019년도 기준 최대 탄소 배출국은 중국이다. 온실가스 배출량 중 가장 많은 것은 이산화탄소(CO2)이며, 최대 배출국은 현재 중국이며 2019년 한해 동안 중국 온실가스 배출량은 미국 온실가스 배출량의 2.5배에 달하며, 이것은 선진국 전체가 배출하는 온실가스를 합친 양보다 많으며 전세계 배출량의 4분의 1이 넘는 양으로 추정된다(141억톤). 반면 미국은 지구 57억톤(전체 배출량의 11%)을 배출한 것으로 집계되며, 인도(전체 배출량의 6.6%)와 유럽연합(전체 배출량의6.4%)순이다. 특히

중국의 온실가스 배출량은 중국의 급격한 산업화로 인하여 온실가스배출량이 급증한 것으로 분석되고 있는데 이러한 흐름은 계속될 것으로 예상된다.

< 표 2-2. 주요국 온실가스 배출량 >

(단위:CO2-eq억톤)

구분	중국	미국	인도	유럽연합	한국	비고
배출량	141	57	34	32	7.2
비율	25%	11%	6.6%	6.4%	1.3%

우리나라 온실가스 전체 배출량은 2018년(기준년도) 727.6백만톤이며, 이 중에서 에너지부문에서 632.4백만톤, 산업공정 57.0백만톤, 농업부문에서 21.2백만톤이 배출되고 있다. 이 중에서 농축산부문에서 온실가스 배출량을 자세히 살펴보면 농축산부문 전체는 21,191천톤이며(국가전체 총배출량 727.6백만톤의 2.9% 비율), 경종부문은 11,784천톤(농축산 총배출량 21.2백만톤의 55.6% 비율)이며 축산부문은 9,407천톤(농축산 총배출량 21.2백만톤의 44.4%)를 차지한다

< 표 2-3. 우리나라 온실가스 배출량 >

(단위:CO2-eq억톤)

구분	에너지	산업공정	농업	폐기물	비고
배출량	632.4	57.0	21.2	17.1
비율	87%	7.8%	2.9%	2.3%

2) 세계의 탄소중립 정책

2018년도 제6차 IPCC(평가보고서 제1실무그룹) 보고서에 따르면 앞으로 몇십년내 이산화탄소(CO2)등 온실가스에 대한 상당한 양의 감축이 이루어지지 않는다면, 21세기안에 지구온난화는 2°C를 넘어서 전 지구적 이상기상 발생 등으로 지구적 재앙이 초래될것이라고 경고하고 있다. 이제 지구온난화 문제는 일부지역, 일부국가에 국한된 문제가 아니라 전세계적인 문제로 부상하였으며 지구 온난화를 해결하지 못하면 인류전체의 생존이 위협받는 심각한 문제로 등장하고 있다.

이러한 위기 앞에 세계 각 국은 단합하여 지구온난화 문제를 일으키는 온실가스 배출량을 줄이는 탄소중립 실현을 위한 다양한 방안을 마련하여 시행하고 있다.

세계 각 국은 이러한 기후위기에 대응하기 위해  여러 가지 협약을 맺어 공동대응해 오고 있으나 몇가지 문제점이 노출되기도 하였다. 먼저 기존 교토의정서는 선진국 일부가 참여를 거부하고, 개발도상국들에 대한 감축의무 부과하지 않는 등 한계가 존재하여 모든 선진국과 개발도상국이 참여하는 신 기후변화 대응체제이며 2015년도에 파리에서 협정이 체결되었다. 파리협정의 내용은 산업화이전 기준으로 지구 평균온도 상승을 2°C보다 아래로 유지하고, 더 나아가 1.8°C이내로 억제하기 위해 국제적 공동노력을 하는 것이다.

2018년도에 발간된 “IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의체)” 특별보고서에 의하면 파리협정의 목표치(지구온도 평균상승을 1.5°C 내로 억제)를 달성하기 위해서 전세계적으로 2050년까지 탄소중립을 달성하여야 한다는 목표를 제시하고 있다. 그 후 세계 각 국은 탄소중립 선언, 2019년 기후행동 정상회의 및 제25차 당사국 총회 등에서 기후위기 대응을 위한 즉각적인 행동의 중요성을 강조하고 탄소중립에 대한 국제사회의 논의를 확산하고 있으며, 특히 코로나 19가 전세계적으로 유행이후 기후위기의 심각성에 대해 인식이 증대되어 주요국에서 탄소중립을 공식 선언하는 등 세계 각국의 탄소중립 실현을 위한 참여와 관심이 두드러지고 있다.

이에 따라 세계 주요국가들은 2030 NDC는 탄소중립의 중간목표로서 기준년도 대비 2050년까지 탄소배출량 균등 감축수준으로 NDC 상향하고 있으며, 우리나라도 기후위기의 심각성, 국제사회의 구성원으로서 역할 등을 종합적으로 고려하여 NDC 상향안을 마련하여 공포하였다.

2020년 11월6일 153개국 1만1000명이 넘는 세계 과학자들이 공동으로 발표한 기후위기에 대한 보고서에 따르면 “인류의 생존을 위협하고 있는 기후위기에 대응할 행동을 즉시 취하지 않는다면, 인류는 막대한 고통에 직면할것이며 이미 기후위기는 비상사태 수준에 도달하였다”라고 경고하고 있다.

이러한 기후위기의 원인은 이산화탄소(C02) 등 온실가스 배출로 인한 지구온난화가 지구 온도 상승이 주 원인이다. 다시 말하면, 기후위기 극복을 위한 핵심적인 과제로 탄소중립(Net-Zero)이 가장 중요한 과제인 것이며 세계 각국은 2050년까지 탄소 순배출 제로를 달성하기 위해서 에너지, 산업, 수송, 농업 분야 등 모든 부문에서 탄소배출량을 줄이는 방안을 마련하고 있다. 농업도 예외는 아니며 EU는 화학농약 50%, 비료사용 20% 감축(2030년까지)하고,  축산과 부문에서도 항생제 사용량을 50% 감축을 제시하고 유럽 농지의 25%까지 유기농업 비율을 적극 확대하고 유럽연합(EU)농업예산의 40%정도를 기후위기 관련 부문에 사용하기로 결정하였다.

3) 우리나라의 탄소중립 정책

2015년 채택한 파리협정을 통해 국제사회는 지구 온도(평균온도)상승을 산업화 이전 기준 2°C이내, 더 나아가 1.5°C 이하로 제한하기 하여, 2020년까지 유엔회원국들이 자국의 탄소중립정책(장기저탄소발전전략과 감축목표)를 유엔에 제출하기로 합의하였다. 여기서 “장기저탄소발전전략”은 2050년까지 탄소중립 달성을 위한 장기비전과 국가전략을 제시하는것이고, 국가온실감축목표는 2030년까지 감축이행을 UN, IPCC 등 국제사회에 약속하는 구속력을 갖는 구체적인 온실가스 감축목표를 말한다.

이러한 합의에 따라 우리나라도 지속가능하며 실현가능한 녹색사회 구현을 위한 “2050 탄소중립 전략”을 수립하였다. “2050 장기저탄소 발전전략(LEDS)보고서”를 보면 대한민국 기후변화 정책현황(국가배출현황, 2030 감축목표, 감축정책), 부문별 전략 및  이행기반 과제(에너지부문, 수송부문, 건물부문, 산업부문, 폐기물부문, 농축수산부문 등), 혁신(정책혁신, 사회혁신, 기술혁신), 2050 LEDS다음단계 등으로 구성되어 있다. 2050 탄소중립을 위한 전세계·전산업 부문의 온실가스 감축목표가 구체화되면서 우리산업의 새로운 시장과 성장 동력을 확보하기 위해 탄소중립은 반드시 가야하는 길이 되고 있다.

우리나라 정부도 이러한 세계적 추세에 맞춰 전세계적인 이슈인 온실가스 저감을 위한 2050 탄소중립 실현을 위한 제도적, 재정적, 기술적 지원 등 다양한 정책을 수립하여 추진하고 있으며 농업분야 역시 예외는 아니며, 지속가능한 농업과 축산업을 위해서도 농업분야도 탄소중립 실현을 위해 적극 동참하고 있다. 이에관한 보다 자세한 사항은 다음장에서 구체적으로 기술하고자 한다.

제3장  우리나라 농업현황과 탄소중립 실현 방안

제1절  우리나라 농업여건

현재 우리나라 농가인구 및 농가호수는 <표3-1>에서 보듯이 2019년도를 기준으로 살펴보면 농가호수는 105만호, 농가인구는 254만명이며, 2024년에는 99만호(2019년보다 농가호수가 약 6.4만호 감소), 농가인구는 230만명 수준(2019년보다 25만명 감소)이 될 것으로 예상되고 있다. 2024년에는 농촌인구 중 65세 이상 농업인구 비율은 점점 증가하여(43.8%)에 달하여 농촌 인구의 고령화가 더욱 심화될 것으로 예상되며, 농가인구는 계속 감소하여 총인구 대비 농가인구 비중은 2014년 5.50%에서 2024년 4.40% 수준으로 지속적으로 낮아질 것으로 예상되고 있다.

농림축산식품 주요통계. 2020. 농식품부

< 표 3-1. 우리나라 농가호수 및 농업인구 전망 >

통계청, 한국농촌경제연구원 KASMO(Korea Agricultural Simulation Model)

구 분	단위	2013	2014	2015	2019	2024	평균변화율(년)
							15/14	24/14
농가호수	천호	1,14	1,13	1,12	1,06	991	-0.6	-1.3
농가인구	천명	2,85	2,78	2,76	2,54	2,29	-1.1	-1.9
65세 이상 농가인구 비율	%	37.30	38.40	36.60	40.10	43.80	-4.6	1.3
총 인구 중 농가인구 비율	%	5.70	5.50	5.40	5.00	4.40	-1.5	-2.2
농림업취업자	천명	1,520	1.504	1.485	1.396	1.278	-1.3	-1.6

자료: 통계청, 한국농촌경제연구원 KASMO(Korea Agricultural Simulation Model)

<표3-2>를 보면 2015년도에 경지면적은 전년보다 1.3% 감소(166.5만ha)하였으며, 2024년에는 10.30만ha 감소하여 158.40만ha으로 될것으로 예상된다. 경지이용률을 살펴보면, 2014년도에 103%에서 2024년도에는 104.%로 변동이 없을 것으로 전망되나, 우리나라  1인당 농가인구의 경지면적을 살펴보면, 2015년도 60a에서, 2019년 63a확대증가하였으며, 2024년에는 69a로 점차 증가할 것으로 예상된다.

< 표 3-2. 경지면적과 경지이용률 전망 >

통계청, 한국농촌경제연구원 통계

구 분	단위	2013	2014	2015	2019	2024	평균변화율(년)
							15/14	24/14
경지면적	천ha	1,71	1,68	1,66	1,62	1,59	-1.3	-0.6
농가호당 경지면적	ha	1.50	1.50	1.49	1.53	1.60	-0.7	0.7
농가인구당 경지면적	a	60.1	60.5	60.4	63.6	69.0	-0.2	1.3
국민 1인당 경지면적	a	3.40	3.30	3.30	3.20	3.10	-1.7	-0.9
재배면적	천ha	1,75	1,70	1,67	1,63	1,60	-1,8	-0.6
경지이용률	%	105	104.	103	104	104.	-0.5	0.0

자료: 통계청, 한국농촌경제연구원 KASMO(Korea Agricultural Simulation Model)

<표3-3>을 보면, 2019년 농업생산총액은 약45조 9,600억원으로 전망된다. 이중에서 재배업 생산액은 2015년도 보다 0.97% 증가하고, 축잠업 생산액은 양돈, 한우, 육우와 양돈의 가격상승으로 인하여 2015년보다 0.92% 증가할 것으로 전망된다. 2015년도 농업총생산액은 약 43조 8,900억원이며 농업생산액은 지속적으로 완만하게 증가하여 2019년도는 45조 9,600억원, 2024년도에는 49조 8,600억원에 이를것으로 전망된다. 재배업과 축산·잠업은 완만하게 증가하며 축산·잠업의 증가폭이 재배업보다 클 것으로 예상되고 있다.  <표3-3><표3-4>에서 보듯이 쌀 이외의 과실류, 채소류, 특용약물작물 등의 생산액은 증가할 것으로 전망되지만 쌀 생산액은 점진적으로 감소할것으로 전망되어 전체 재배업 생산액의 증가세를 둔화시키는요인으로 작용할 것으로 예상되고 있다.

농림축산식품 주요통계. 2020. 농식품부

< 표 3-3. 농업부문 생산액 전망 >

농림축산식품 주요통계. 2020. 농식품부

구 분	2013	2014	2015	2019	2024	평균변화율(년)
						15/14	24/14
농업	44,60	44,82	43,89	45,96	49,86	-2.1	1.1
재배업	28,29	27,02	26,69	27,40	28,50	-1.2	0.5
곡물류	10,25	9,46	8,83	8,01	7,43	-6.7	-2.4
쌀	8,5	8,2	7,5	6,7	6,1	-7.7	-2.9
채소류	9,6	9,4	9,6	10,3	11,1	2.3	1.7
과실류	4,11	3,61	3,63	4,02	4,32	0.6	1.8
특용․약용	1,8	1,9	1,9	2,1	2,3	-0.3	2.0
축잠업	16,3	17,8	17,2	18,5	21,3	-3.4	1.8
한육우	3,7	4,1	4,0	4,2	5,0	-1.6	2.0
양돈	5,0	6,1	5,6	6,0	6,8	-8.8	1.1
육계	2,8	2,0	2,1	2,4	2,7	5.9	2.8
낙농	2,1	2,1	2,0	1,9	1,9	-7.1	-1.5

※ 자료출처: 농식품부 농림수산식품 주요 통계. 한국농촌경제연구원 KASM

< 표 3-4. 상위 10품목 생산액 >

농촌진흥청 기본통계, 2020

(단위: 십억원, %)

순위	’13		’15			’20
	품 목	생산액	품 목	생산액	증감률	품목	생산액	증감률
1	미 곡	85,31	미 곡	76,97	(16.4)	미 곡	87,30	17.4
2	돼 지	50,09	돼 지	69,67	(14.9)	돼 지	71,75	14.3
3	한 우	35,06	한 우	44,40	(9.5)	한 우	57,24	11.4
4	닭	21,71	우 유	22,85	(4.9)	우 유	21,96	4.4
5	우 유	20,74	닭	19,09	(4.1)	닭	20,27	4.0
6	계 란	16,39	계 란	18,36	(3.9)	계 란	16,33	3.3
7	딸 기	13,35	사 과	12,91	(2.8)	딸 기	12,27	2.4
8	고 추	12,56	딸 기	12,84	(2.7)	사 과	11,004	2.2
9	사 과	10,57	토마토	9,85	(2.1)	감 귤	9,896	2.0
10	수 박	10,42	수 박	9,90	(2.1)	양 파	9,431	1.9

제2절  우리나라 탄소중립 여건과 전망

1) 2030 NDC(국가온실가스 감축목표) 상향

우리나라는“탄소중립기본법”의 제정 및 국내외동향 및 여건 등을 고려하여 2030년까지 온실가스 배출총량을 2018년 기준 대비 35.0% 이상 감축하는 2030년 온실가스 감축목표를 설정하였다. 기준년도2018년도 온실가스 배출량(727백만톤)대비 40.0%(291백만톤)를 감축하여 2030년에 온실가스 총 배출량을 436.6백만톤으로 정했다. 정부는 40%이상 온실가스 감축을 위해 추가적인 감축수단 발굴과 관련 연구수행 및 기술개발 등 적극적이 노력을 기울이고 있다. 우선적으로 국내감축을 추진하고, 국외 감축을 할 경우 지구전체의 탄소저감에 기여하는 동시에 파리협정 당사국간의 지속가능한 발전이 이루어질수 있는 방향으로 추진하고 있다. <표3-5>에서 보듯이 우리나라 NDC 상향안의 연평균 감축률(4.17%/년)은 주요국 대비 도전적인 목표로 주요국 연평균 감축률(미국 2.8, EU 1.9, 일본 3.5, 영국 2.8)에 비해 훨씬 큰 규모의 감축안이다.

< 표 3-5. 주요국 기준연도 배출량 및 연평균 감축률>

	기준연도 및 연도별 배출량(백만톤CO2)					기준연도에서 2030년까지 연평균 감축률(%)
연도 국가	1990	2005	2013	2018	2030 (NDC목표)
EU	5,648	5,240	4,477	4,224	2,541	1.98
영국	797	695	570	465	255	2.81
미국	6,437	7,391	6,769	6,676	3,622	2.81
캐나다	603	729	721	729	419	2.19
일본	1,270	1,379	1,408	1,238	760	3.56

우리나라의 2050 탄소중립 정책수립과정을 살펴보면, “2050 Net-Zero 선언”(‘20.10) 및 “정부 탄소중립 추진전략 발표”(국무회의, ‘20.12), “2050 탄소중립 시나리오 작성 및 기술작업반 Kick- off회의”(환경부,‘20.12)등을 통해 부처 합동으로 종합추진해 나갈 탄소중립 이행전략의 방향성을 제시하고 정교한 온실가스 감축 시나리오를 작성하였다.

부문별 배출원별 감축수단 발굴, 감축경로 및 탄소중립 시나리오 도출 등 우리나라가 탄소중립 실현을 위해 추진해야 할 과제 작성하여 범정부 차원에서 2050 탄소중립 정책을 추진할 계획이다. 농축산부문도 국가전체 탄소중립 정책에 맞춰 농축산 관련기관합동으로 농업부문 탄소중립 비전, 감축수단별 감축수준 등 탄소중립 시나리오를 작성하여 대응하고 있다.

농림축산식품부, 농촌진흥청, 해수부, 산림청 등

2) 탄소중립 실현을 위한 국가차원의 종합적 계획 수립 시행

우리나라는 온실가스 감축을 위한 다양한 정책을 마련하여 시행하고 있다. 먼저 그간의 정부의 온실가스 감축정책을 살펴보면 “저탄소녹색성장기본법”에 의거하여 작성된 기본계획은 신 기후체제에 대응하기 위한 우리나라의 장기 기후변화 전략과 방향 및구체적인 이행조치 등을 담은 첫 번째 종합대책을 수립하였다.

이 계획에는 온실가스 감축목표, 기후변화 대응, 국제협력방안 등 관련대책을 포함하고 있다. 교토체제(2020년 만료예정)를 대체해 새로이 적용되는 파리협정에서는 온실가스 감축의무가 발생하던기존 37개 선진국에서(교토체제) 197개 모든 국가에 감축의무를 발생시키며 우리나라는 2030년 37% 온실가스 감축목표를 제시하였다.

먼저, 정부는 2030 온실가스 감축 이행계획(로드맵)수정안을 확정(‘18.7)하여 발표하였다. 2018년 7월 환경부에서 발표한 2030 국가 온실가스 감축 로드맵을 < 표 3-6 >을 살펴보면, 에너지부문, 건물부문산업부문, 수송부문, 폐기물부문, 공공부문, 농축산 부문 등 각 부문별 감축목표량을 산정하고 주요 감축수단을 제시하고 있다.

또한 VIP 지시(2018.7, 국무회의)로 2019년 10월 22일 제 2차 기후변화대응 기본계획을 수립하였는데, 이 계획에는 신 기후체제 출범에 대응하여 기후변화에 적극대응하고 “2030 국가온실가스 감축 로드맵”의 이행을 위한 점검체계를 구축하는 등 온실가스 감축을 위한 실질적이고 실효성을 높일수 있는 부처 합동이행점검체계를 마련하고 이행상황을 평가하는 내용 등이 포함되어 있다.

그리고 2020년에는 “2050 장기 저탄소 발전전략(LEDS)”을 수립하여 유엔기후변화협약에 제출하여 기후변화 대응을 위한 국제사회 노력에 적극적 동조하고, 미래에 대비한 야심찬 국가적 도전, 지속가능한 선순환 탄소중립, 국민 모두의 공동노력 추진 등 4가지 추진원칙을 세웠다.

정부가 지금까지 추진해온 탄소중립 정책은 에너지, 수송, 산업, 건물, 폐기물, 공공, 농축산 부문 등 사회 모든 부문에서 감축목표와 부문별 감축수단을 제시하고, 온실가스 이행점검체계를 구축하고 있다. 또한, 온실가스 감축을 위해 중앙정부, 지방자치단체, 공공기관, 시도 교육청 뿐만 아니라 생활속 온실가스 줄이기 실천 등 전국민이 적극 참여하는 국가차원의 종합계획을 수립시행하고 있다. < 표 3-6 >에서 보듯이 에너지 전환, 산업 부문에서 온실가스 배출량이 압도적으로 많으며,

농축산, 수송부문이 그 다음 비중을 차지하고 있다. 그리고 흡수원 및 이산화탄소 포집 및 활용저장이나 직접공기포집 부문에서도 온실가스배출량을 줄이는 방안이 제시되고 있다.

< 표 3-6. 2050 탄소중립 시나리오 최종(안)>

2030 국가온실가스 감축 로드맵 수정안 보도자료/환경부, 2018.7

(단위 : 백만톤CO2eq)
구분	부문	’18년	초안			최종본		비고
			1안	2안	3안	A안	B안
배출량		686.3	25.4	18.7	0	0	0
배출	전환	269.6	46.2	31.2	0	0	20.7	□(A안) 화력발전 전면중단 □(B안) 화력발전 중 LNG 일부 잔존 가정
	산업	260.5	53.1	53.1	53.1	51.1	51.1
	건물	52.1	7.1	7.1	6.2	6.2	6.2
	수송	98.1	11.2 (-9.4)	11.2 (-9.4)	2.8	2.8	9.2	□(A안) 도로부문 전기·수소차 등으로 전면 전환 □(B안) 도로부문 내연기관차의 대체연료(e-fuel 등) 사용 가정
	농축수산	24.7	17.1	15.4	15.4	15.4	15.4
	폐기물	17.1	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4
	수소	-	13.6	13.6	0	0	9	□(A안) 국내생산수소 전량 수전해 수소(그린 수소)로 공급 □(B안) 국내생산수소 일부 부생·추출 수소로 공급
	탈루	5.6	1.2	1.2	0.7	0.5	1.3
흡수 및 제거	흡수원	-41.3	-24.1	-24.1	-24.7	-25.3	-25.3
	이산화탄소 포집 및 활용‧저장 (CCUS)	-	-95	-85	-57.9	-55.1	-84.6
	직접공기포집 (DAC)	-	-	-	-	-	-7.4	□포집 탄소는 차량용 대체연료로 활용 가정

제3절  우리나라 농업분야 탄소중립 실현 방안

저탄소 녹색성장 기본법 제 45조, 동 시행령 36조 및 「국가온실가스 통계 총괄관리에 관한 규정」에 근거하여 농업분야 온실가스 배출량을 산정하게 되었있다. 2020 농축산분야 국가 온실가스 배출량은(‘18년 기준) < 표 3-7>에서 보듯이 총 배출량은 21,19천톤 CO2-eq(국가 배출총량 727백만톤의 2.9%)이며, 이중에서 경종부문은 11,784 천톤 CO2-eq, 축산부문은 9,407 천톤 CO2-eq이다.

그 동안 농축산분야에서 탄소중립 정책의 과정을 살펴보면, 농식품부를 중심으로 농축산부문 시나리오 작성 기술작업반 대응(‘21.6 ∼), 농식품부 이행전략수립을 위한 감축수단 기술지원(‘21.12 ), 농축산부문 정책사업과 연계 관련기관 탄소중립 실행계획 수립(‘21.12 )등으로 체계적인 탄소중립 이행계획을 마련하고 있다.

< 표 3-7. 농축산부문 온실가스 배출량 >

농림축산식품 주요통계. 2020. 농식품부

(단위 : 천톤 CO2-eq)

구분	2017년	2018년	증감(%)	비 고
경종부문	11,896	11.784	△0.9	벼 재배 면적 및 작물생산량 감소
축산부문	9,062	9.407	3.8	가축사육두수 증가

* 통계자료 확보 등의 이유로 작성년도 기준 전년도 배출량까지 산정

* 경종부문은 벼 재배면적 감소 등으로 온실가스 배출량이 감소됨

* 축산부문은 한우, 젖소 등 가축사육두수의 증가로 배출량이 증가

농식품부, 농촌진흥청, 산림청 등 관련기관은 탄소중립 실현을 위한 로드맵과 중장기적 관점에서 정책적·기술적 대안을 수립하고 있다. 먼저 정책적 대안으로 살펴 보면 첫째, 식량·원예·축산 등 부문별 탄소중립 세부목표 및 감축기술별 감축량 산정 등 탄소중립 이행방안이 마련되어야 한다.

둘째, 탄소중립 이행방안이 차질없이 이행되려면 각종 제도적 정비, 예산 지원 등 실질적인 지원이 이루어져야 할것이며, 관련기관이 탄소중립 이행을 하기 위한 유기적 협력체계를 구축·운영하는 것이 중요할 것이다

다음은 탄소중립 실현을 위한 농업부문 탄소저감기술개발이 중요하다. 농촌진흥청, 산림청 등 관련부서에서는 농식품분야 온실가스 배출 감축수단별 기술개발 및 정책지원이 필요하다.

이러한 기술적 지원을 위해 농경지 탄소의 저장 기술 개발, 저탄소 벼 재배기술 개발, 논물관리 기술 개발 보급, 축산분야 사양관리 및 분뇨 자원화 확대, 시설원예 에너지 사용 효율성 증대 산림의 탄소 흡수기능 확대 기술개발 등 다양한 탄소중립 기술개발이 중요하다.

이상에서 살펴본바와 같이 2050 탄소중립에 대응하여 우리나라에서도 에너지, 수송, 교통, 농업 등 전 분야에서 탄소중립 이행방안이 마련되고 시행되고 있다. 농업분야에서도 탄소중립 이행을 위한 다양한 정책적 대안들이 마련되고 있으며, 그중에서 온실가스 배출량 감축을 위한 탄소중립 실현을 위한 농업기술개발이 중요하며 시급하다

우리나라의 농업과학기술수준은 <표3-8>, <표3-9>에서 보듯이 미국, 독일, 네덜란드, 일본보다 뒤떨어지고 중국보다는 앞선다. 이런 상황속에서 탄소중립 관련기술은 선진국과의 기술격차를 좁히기 위해서는 농업 R&D에 대한 과감한 투자확대 및 관련 전문인력 집중 육성이 필요하다.  현재 세계 각 국은 탄소중립 실현을 위한 농업기술개발에 많은 투자를 하고 있으며, 우리나라도 탄소중립 실현을 위한 농업기술개발에 국가적 역량을 투입하여 탄소중립시대에 농업경쟁력을 확보하여야 지속가능한 농업이 발전할수 있을 것이다.

본 보고서에서는 이러한 문제의식과 시대적 흐름을 반영하여 탄소중립실현을 위한 농업기술개발 전략과 방안을 중심으로 다음장에서상세히 기술하고자 한다.

< 표 3-8. 우리나라 농업과학기술 수준 >

농촌진흥청 기본통계, 2020

(단위:%)

연도별	한국	프랑스	독일	네덜란드	일본	호주	중국	미국
‘12년	75.4	87.6	91.8	90.2	94.3	83.3	64.7	98.2
‘16년	78.4	88.2	92.7	90.6	95.4	83.9	71.2	100.0
‘18년	80.0	90.0	93.7	92.7	94.0	85.0	75.1	100.0
‘20년	82.3	90.0	94.1	93.7	93.7	85.4	76.4	100.0

< 표 3-9. 우리나라 분야별 농업과학기술 수준 >

농촌진흥청 기본통계, 2020

분 야(순위)	한국 (5)	미국 (1)	EU (2)	일본 (3)	캐나다 (4)	중국 (7)	러시아 (9)	인도 (10)
농업생명공학 기술 (5)	79	100	91.1	87.9	82.5	77.4	68.4	68.4
국민식량의 안정생산기술 (4)	84	100	89.2	93.6	82.2	83.5	72.2	74.0
친환경농업 및 안전 농축산물 생산기술 (6)	83	100	98.5	95.0	87.7	71.7	72.3	68.4
농축산물 고품질 안정생산기술 (5)	90	100	99.9	95.7	91.7	76.7	70.3	65.5
농업기계화, 자동화 기술 (6)	78	100	95.3	92.9	88.0	65.	66.70	56.1
농업생물자원 다양성 확보 및 이용기술 (7)	78	100	94.5	87.0	82.1	78.8	70.6	68.2
미래농업기술 (6)	80	99.70	100	94.80	86.7	68.4	70.3	63.3
종합 기술수준1)	81	96.70	92.6	89.90	83.5	72.9	68.1	64.9

* 출처 : 2015년도 농업과학기술 기술수준평가 보고서 (KISTI 산업정보분석실, ’15.12월)

※ 종합기술수준은 핵심기술(36개)수준에 대한 평균치

※ 점수는 세계최고의 기술수준 기준(100)으로 하여 상대적으로 평가한 점수

제4장  탄소중립실현을 위한 농업기술개발 전략

제1절  탄소중립 목표 및 농업R&D 전략

<표4-1>에서 보듯이 농식품부가 발표한 자료에 따르면 2018년도 기준 농업부문(수산부문 제외)온실가스 총배출량은 총 22.2백만톤 CO2-eq이다(국가 총배출량의 3.2%). 2018년 배출량은 비에너지 분야에서 95%(경종 53%, 축산42%), 에너지 분야에서 4.5%를 배출했다.

농업부문에서 온실가스 배출량은 비에너지 분야가 압도적으로 많고 경종부문에서는 벼재배시 발생하는 메탄발생량과 화학비료 사용 등에 따른 농경지 부문에서 거의 대부분이 온실가스가 배출된다. 축산부문에서는 가축분뇨에서 발생하는 온실가스와 반추가축의 장내발효 등에서 발생하는 온실가스가 비슷하다

< 표 4-1. 2018년 기준  농업부문 온실가스 배출량>

농림축산식품. 2021. 2050 농식품 탄소중립 추진전략

(단위:CO2-eq백만톤)

구분	벼재배	농경지	장내발효	가축분뇨	합계
배출량	600	540	440	490	2,100
비율	28.5%	25.7%	21%	23%	99.9%

* 경종분야(벼재배, 농경지), 축산분야(장내발효, 가축분뇨)

농림축산식품부는 농축산부문 감축목표 달성을 위해 2021년 12월에 농식품탄소중립 추진전략을 발표했다. 감축 로드맵을 보면 농축산업에서는 2030년까지 585.8만톤CO2-eq, 2050년까지 총 824.3만톤CO2-eq를 각각  감축해야 한다.

온실가스 감축을 위해서는 저탄소 농업지원정책, 온실가스 감축시설 투자 지원 등 농업정책적 방안도 있으며, 기술적 지원으로는 논물관리, 농경지 토양관리, 장내발효 개선, 가축분뇨처리, 생산성 향상 등 다양한 감축수단이 있다. 이러한 감축수단별 감축목표량을 달성하기 위해서는 다양한 정책적 대안과 기술적 대안이 필요하다.

먼저 정책적 대안을 살펴보면 저탄소 농업이행시에 보상을 하는 저탄소농업 지원정책을 수립하고, 온실가스 감축시설에 투자를 하면 금융, 예산 등을 지원하는 시설설치 지원사업 등이 있다.

현재 저탄소 농업지원정책실적은 증가하고 있으나(자발적 온실가스 감축사업을 제외) 2030 감축 목표를 달성하기에는 여전히 부족하다. 또한 가축분뇨자원화 시설설치를 위한 지원사업, 조사료 생산확대를 위한 생산기반 확충사업, 농업에너지 이용 효율화 사업 등 다양한 시설설치 지원사업이 있다. 그 외에 저탄소농업기술을 활용하여 농축산물생산 전과정에서 발생하는 온실가스 배출량을 줄일수 있는 저탄소 인증을 부여하는 저탄소농축산물인증제 사업도 있다

다음으로 온실가스 감축을 위한 감축수단별 저탄소농업기술개발이 중요하다. 경종부문에서 온실가스를 줄일수 있는 기술로는 벼재배시 발생하는 메탄량을 감축할수 있는 논물관리 기술개발이 필요하며, 화학비료 사용 감소를 통한 농경지 토양에서 발생하는 질소발생량을 줄일수 있는 기술개발도 중요하다.

축산부문에서 온실가스를 줄이기 위한 가축분뇨처리 기술개발, 저메탄 사료개발, 저탄소관리시스템 개발로 축산부문에서 발생하는 온실가스를 줄일수 있다. 이하에서는 축산부문 온실가스저감기술에 대해서 <표4-2>와 <표4-3>을 중심으로 자세하게 기술하고자 한다

< 표 4-2. 온실가스 저감 기술별 목표감축량 >

온실가스 저감 기술별 목표감축량, 2020, 농식품부

감 축 수 단		2030 감축 로드맵*		2050 탄소중립 시나리오(안)
		세부기술	감축량 (백만톤)	’40년	’50년
가축분뇨 자원순환	자원화시설(개소)	('17)137 → ('30)242	0.4	105	113
	에너지화시설(개소)	('17)13 → ('30)32		19	27
축산 부문 사료 관리	양질조사료(천톤)	('17)2,484 → ('30)4,085	0.2	4,085	4,300
	저메탄사료	('25)0.5 → ('30)1.0%		메탄배출량 1%↓	메탄배출량 1%↓
식생활 교육을 통한 소비 개선		-		축산배출량 0.5%↓	축산 배출량 0.5%↓

* 자료: 2030 국가 온실가스 감축 수정 로드맵(관계부처합동, 2018)

< 표 4-3. 감축수단별 기술개발 추진계획 >

구분	감축수단	단계별 추진계획
		1단계(∼’25년)	2단계(’26-’30)	3단계(’31-’40)	4단계(’41-’50)
기존	저메탄 사료	개발완료	보급 및 정착	생산성 및 품질 최적화
	양질조사료	조사료원 발굴	현장적용	정책사업화
	가축분뇨 고체연료 시설	기술고도화	현장실증 및 보완	정책사업화
신규추가 (안)	저탄소 가축관리시스템	기술 고도화	현장실증 및 보완	정책사업화
	가축분뇨 자원화시설 및 처리시설 온실가스 배출계수 산정	배출계수 측정	배출계수 산정	배출계수 갱신

* 2050 탄소중립 시나리오는 10년 단위로 감축경로(2030→2040→2050) 수립 예정

위 표에서 살펴보았듯이 축산부문에서는 온실가스를 줄이 감축수단은 다양한 것이 있다. 먼저 가축분뇨에서 발생하는 온실가스를 줄일수 있는 가축분뇨 열분해 공정기술개발과 반추가축 장내발효과정에서 발생하는 메탄발생을 줄이는 장내발효 메탄저감 기술개발, 비육기간 단축을 통한 저탄소 가축관리시스템 구축등이 중요한 기술이다.

축산분야에서 발생하는 온실가스 문제는 가축분뇨 냄새문제와 환경문제를 동반하여 해결이 쉽지 않은 실정이나 지속가능한 축산업을 위해서반드시 해결해야 할 축산분야의 핵심과제이다.  이하에서는 탄소중립 실현을 위한 축산기술개발 추진방안을 중심으로 자세히 서술하고자 한다.

제2절  탄소중립 실현을 위한 축산기술개발 추진

1) 탄소중립 이행을 위한 저탄소 축산기술 연구방향 설정

축산업은 국민의 단백질 등 영양공급, 관련산업의 성장, 농업소득 증가 등 국민경제에 기여하고 있으며, <표4-4>에서 보듯이 농업에서 축산업의 생산액 매년 증가하고 비중도 커지고 있으며, 최근 10년간 육류 자급률을 60% 이상 유지하고 있다. 이러한 긍정적 역할에도 불구하고 축산업은 탄소배출량도 많고 여러 가지 축산냄새 등 환경 문제를 일으킨다는 부정정 인식은 축산업의 성장과 발전을 제약

하는 요인으로 등장하고 있다. 지속가능한 축산업 발전을 위해서 축산분야에서 탄소중립 실현 축산기술 개발이 시급하고 중요한 문제로

문제로 급부상하고 있다

농업은 생산기반이 무너지면 원상태로 회복하기가 매우 어려우며 오늘날 기후변화문제는 글로벌 어젠다로 대두되고 있으며  축산분야에서도 이를 선제적으로 대응하기 위한 노력이 이루어져야 한다.   이를 위해 축산분야 탄소중립 이행을 위해서 저탄소 축산기술개발에 집중하여야 할것이며, 반추가축 장내발효 개선을 통한 메탄저감 기술, 가축분뇨 열분해 공정기술, 바이오차 생산 및 활용 기술 등 현장에서 적극 수용가능한 다양한 기술을 개발․보급함으로써 지속가능한 축산이 될수 있도록 투자확대와 연구역량을 집중해야 할 것이다.

< 표 4-4. 농업에서 축산업의 위상 >          (단위 : 십억원)

구분	2010	2015	2017	2018	2019	2020
농업	45,724	48,471	48,170	50,051	49,783	50,135
축산업	17,471	19,126	20,123	19,731	19,973	20,347

* 자료 : 농림축산식품(2021), 농림축산식품 주요통계 2021

2) 축산부문 국가온실가스 배출․흡수계수 개발

지금 세계는 기후위기에 대응하여 온실가스배출량을 줄이기 위해 국가간 협력을 강화하고 있다. 우리나라도 온실가스 배출량을 줄이기 위해 2050 탄소중립선언(VIP,‘20.10.28) 및 범정부 장기저탄소발전전략발표(‘20.12.7)등 탄소중립실현을 국가도전 과제로 선정하여 대응하고있다. 또한, 국가 탄소중립시나리오 작성(‘21.6), 분야별 추진전략 수립(‘21.12) 등 다양한 계획을 수립하여 시행하고 있다.

농업분야에서는 2050 탄소중립 이행을 위해서 온실가스배출원별 감축을 위한 수단 개발 및 개발된 기술의 현장 보급 및 실용화 확대를 위한 다양한 정책과 기술개발이 추진되고 있다. 경종분야에서 벼재배분야, 농경지 토양, 잔사소각 등에서 온실가스 감축방안이 수립되고, 축산분야에서는 장내발효, 가축분뇨처리 등에서 온실가스 감축방안과 기술개발이 추진되고 있다. 2020년 농축산 국가온실가스 배출량(‘18년 기준)을 살펴보면 국가 총 배출량 727백만톤 CO2-eq.의 2.9%(21.2백만톤 CO2-eq.)가 배출되고 있다.

이중에서 경종부분 1.6%(11.8백만톤), 축산부문 1.3%(9.4백만톤)이 배출되고 있다. 90년대비 경종부문 온실가스 배출량은 감소추세이나 축산부문 배출량은 증가추세이며, 축산부문의 배출량 증가는 가축 사육두수 증가가 주요인이다. 이에따라 축산부문에서 온실가스 배출계수개발이 시급한 상황이다. 지금 축산부문 배출계수는 장내발효 메탄 배출계수가 6종 개발되었으며(‘18∼‘20년), 돼지, 염소 장내발효 메탄 배출계수(2종)와 가축분뇨처리시설별 메탄․아산화질소 배출계수를 2030년까지 개발․등록(6종)할 예정이다.

축산부문에서의 온실가스 배출계수 개발은 “기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)”에 등록되고 각 국가간 온실가스 배출 감축량 산정에도 활용되는 중요한 지표이기 때문에 우리나라 축산부문에서 배출계수가 정확하고 신속하게 개발․등록되어야 할 것이다

< 표 4-5. 축종별 배출계수 개발 계획 >

계수 종류	목표	’18	’19	’20	’21	’22	’23	’24	’25	’26	’27	비고
◦ 장내발효 메탄 배출계수 * 거세한우(1세미만, 1세이상), 한우암소(1세미만)	1
		3
◦ 장내발효 메탄 배출계수 - 한·육우, 젖소, 염소, 돼지	3
							3
◦ 분뇨처리 메탄 배출계수 - 한·육우, 젖소, 돼지, 닭, 오리	5
										1
◦ 분뇨처리 아산화질소 배출계수 - 한·육우 퇴비화	1
										1
◦ 분뇨처리 아산화질소 배출계수 - 젖소 퇴비화	1
										1
◦ 분뇨처리 아산화질소 배출계수 - 돼지 퇴비화·액비화	2
										1
◦ 분뇨처리 아산화질소 배출계수 - 닭 퇴비화	1
										1
◦ 분뇨처리 아산화질소 배출계수 - 오리 퇴비화	1
										1
◦ 분뇨처리 아산화질소 배출계수 - 염소(산양) 퇴비화	1
										1
목표	16		1	1	1	1	1		1	1	1

3) 반추가축 메탄저감소재 개발 및 현장보급

국제메탄서약(Global Methane Pledge)은 “에너지 및 기후에 관한 주요경제포럼”(MEF, 2009년 결성)에서 미국이 제안하였으며 유럽과 아르헨티나, 인도네시아 등 주요 7개국이 지지 표명하였으며, 우리나라도  VIP가 국제메탄서약에 적극 참여를 지시하였다. 국제메탄서약(Global Methane Pledge)에 따르면 2020년 대비 2030년까지 메탄 발생량을 최소 30% 감축하여야 한다.

2018년 기준 국내 메탄발생량은 28백만톤 CO2-eq.이며 이중에서 농업부문에서 43.6%(총12.2백만톤, 재배 6.3백만톤, 축산 5.9백만톤)이 발생하고 있다. 우리나라는 국제메탄서약에 따라 메탄 발생량의 20%를 감축안을 2030 온실가스 감축목표(NDC)에 반영하여 감축할 예정이다. 메탄은 주로 반추가축인 소(한우/젖소)에서 주로 발생하는데 한우 한마리는 년 1.6톤, 젖소 한마리는 년 4.05톤의 메탄을 배출한다. 반추가축의 메탄 발생은 대부분 장내발효에 따른 메탄 생성이 대부분을 차지하고 있으며, 반추가축 장내발효 온실가스 발생량평가 연구가 중요하며, 이와 관련한 반추가축 메탄저감기술개발이 국내에서도 추진되고 있다. 반추가축의 장내발효 메탄저감기술 개발은 주로 메탄저감 물질을 개발하여 사료와 함께 먹여 메탄발생을 감소시키는 기술이다.

약용식물인 대황, 견우자에서 메탄저감물질을 개발하거나 해조류, 미역, 사포닌 등에서 메탄저감 물질을 개발하는 연구가 진행중에 있다. 외국에서는 3-NOP(3-nitrooxypropanal, 유기화합물)을 이용해 반추위 메탄생성 기전에 작용하는 효소(MCR)를 억제하여 메탄생성을 억제하는 기술도 개발하였으며 일부 시판을 준비중에 있으며, 호주에서는 바다고리풀 등 해조류를 이용해 메탄저감물질을 개발하는 연구가 다양하게 추진되고 있다.

- 반축가축 온실가스 발생량 평가 과정 -

01 적응 및 가스 포집
	❍ 시험축의 챔버 환경 및 사료 적응 - 소요기간: 2주(14일) 이상
	❍ 가축 호흡대사시험 - 호흡가스 수집, 사료섭취량·음수량 계측, 가축행동영상 수집 등 * 시험기간: 연구목적에 따라 설정
02 가스 분석
	❍ 호흡가스 분석 - 호흡챔버에서 실시간 이송된 가스 분석(설정시간 단위) * 분석가스(5종): 메탄, 수소, 산소, 이산화탄소, 암모니아
03 결과 분석
	❍ 총 가스 배출량 산정 - 총 가스 발생량 계산 * 배출량: kg 메탄/일/두

3) 거세한우 비육기간 단축 및 최소단백질 급여 현장보급

사료의 단백질 증가는 가축분뇨의 질소증가로 이어져 가축의 냄새, 탄소배출 증가 원인으로 작용하고 있다. 따라서 사료에 단백질을 제한하여 저단백질 사료를 급여하면 가축이 분뇨를 통하여 배출하는 질소 배출량을 감소시켜 온실가스를 줄이는 효과가 있다.

그동안 우리나라 한우의 비육기간은 대부분 33개월인데 비육기간을 28개월 단축하여 비육후기에 최소단백질 급여로 질소배출량을 38% 줄일수 있는 기술을 농촌진흥청에서 개발하여 농가실증 시험을 추진하고 있다 있다. 이 기술은 정밀 영양관리를 통한 저단백질 사료 개발보급으로 탄소배출량을 현저히 줄일수 있으며, 거세한우 비육후기에 저단백질 사료를 급여하면서 생산성에는 영향없이 가축분뇨에서 발생하는 질소 배출량을 38%줄여 탄소 배출량을 줄이는 획기적 기술이다. 비육기간이 단축되어 농가에서는 사료비도 절약하게 되며(한우 비육기간 단축을 위한 28개월 단기사양 프로그램 개발로 생산비 6.3% 절감가능). 비육기간 단축에 따른 생산성(소, 돼지 등 가축의 고기생산량)감소도 없어 축산농가에 경쟁력도 높힐수 있으며, 가축분뇨를 통한 질소 배출량도 줄여 온실가스 발생량도 줄일수 있는 다양한 효과를 누릴수 있다.

온실가스 배출 저감 가축급여 영양소 조절기술개발은 비육기간단축과 함께 고단백사료와 저단백사료 급여시 가축생산성에 차이가 없으며, 단백질 수준감소로 인한 가축의 건강상태와 생육상태가 양호한 동시에 단백질수준감소로 가축의 뇨중에서 질소 배출량이 상당히 감소하는 것이 이 기술개발에 핵심이다. 현재 농촌진흥청에서는 이러한 기술을 개발하여 농가현장 실증사업을 하고 있으며 지금까지 기술개발은 한우와 돼지와 가금에 한정되었으나 향후 다른 가축으로까지 확대해서 개발하는 것이 필요하다.

4) 가축분뇨 열분해 공정을 통한 축산분뇨 합성가스 생산기술 개발

국내 가축분뇨 발생량이 지속증가하여 환경에 부담이 가속화 되고 있다. 우리나라의 가축분뇨 발생량은 2017년도에 4,846만톤이 발생하였으며, 2018년 5,101만톤, 2019년 5,184만톤, 2020년에는 5,194만톤으로 계속 증가하는 추세이다. 발생한 가축분뇨처리는 퇴․액비화(91.4%), 에너지화(1.2%), 정화방류(7.4%) 형태로 처리된다. 이러한 가축분뇨 퇴․액비화는 경축순환 농업이라는 긍정적 측면도 있으나 각종 축산냄새를 발생시켜 민원을 야기시키며 해마다 냄새민원으로 관련규제가 강화되고 있는 추세이다.

이에따라 최근 환경부와 농식품부에서는 가축분뇨처리 방식의 다변화를 요구하고 관련기술 개발에 집중하고 있다. 그 중에서 중요한 것은 가축분뇨 에너지화 기술인데, 이것은 가축분뇨를 열분해 하여 합성가스를 생산하는 것이다. 합성가스는 천연가스와 달리 인공적으로 만든 가스로 CO(일산화탄소), CH4(메탄), H(수소), 기타 탄화수소류(CnHn)로 구성되어 있으며 디젤유 생산, 기초 화학약품 생산 및 수소가스 생산에 활용되고 있다.

합성가스 생산기술개발 현황을 보면 국토부에서는 저급자원을 활용한 합성가스 상용화 플랜트 기술을 개발하고 있으며, 한국서부발전에서 바이오매스 대신 석탄을 이용한 합성가스 기술을 개발하고 있으며 농촌진흥청에서는 가축분뇨를 열분해 공정을 통해 합성가스를 생산하는 기술을 개발하고 있다.

이 기술을 살펴보면, 가축분뇨을 열분해 하면 합성가스가 발생하는데 기존 열분해 공정에 사용되는 촉매제는 질소(N2)였지만 농촌진흥청에서 개발한 기술은 촉매제로 이산화탄소(CO2)를 사용하여 합성가스 발생량을 증가(106%)시키는 기술이다.

촉매제로 이산화탄소를 사용하기 때문에 이산화탄소 발생량도 줄이고, 생산된 합성가스는 에너지로 사용할수 있는 대표적인 탄소저감 기술이며 향후 축종별 가축분뇨(우분, 돈분, 계분 등) 열분해 공정기술을 개발을 통해 가축분뇨 열분해 공정기술을 개발하여 현장에 보급하는 것이 중요하다.

< 그림 4. 열분해 공정 개요도 및 원리 >

<열분해 공정 개요도>	<태안 IGCC 전경>

5) 가축분뇨 활용 바이오차 생산 및 활용기술 개발

바이오차는 Biomass + Charcoal(숯) 의 합성어이며 바이오매스를 산소가 없는 조건하에서 350°C이상의 온도로 열분해하여 만드는소재로, 토양 등에서 100년이상 탄소유기물이 분해되지 않고 유기탄소 형태를 유지하는 고체탄화 물질이다. 즉 유기물이 분해되지않고 반영구적으로 고정된 유기탄소를 탄소저장의 형태로 인정(2019년, IPCC)하였으며, 바이오차는 농업분야 유일의CCUS(탄소활용저장), CCS(탄소저장)기술로 농업분야 탄소중립을 자체적으로 달성시킬수 있는 중요한 기술이며 1톤의 바이오차 생산시 약 2톤의 이산화탄소 감축효과가 있다.

바이오차는 물리적 특성으로 다공성이 있어 토양의 통기성을 증가시키고 환경적 특성으로 대기중 탄소농도를 감소시키며 유해물질을 흡착하여 토양내 중금속을 정화시키는 역할을 하며, 화학적․생물학적 특성으로 표면극성에 따른 토양 양이온 치환능력이 증대되어 토양PH조절이 가능하여 미생물 활성도 증가 및 생체량 증가 등으로 식물생산량을 증대시키는 역할을 한다. 바이오차를 만들 때 사용하는 바이오매스는 왕겨, 볏짚 등 식물성 바이오매스와 가축분뇨 등 동물성바이오 매스로 나누는데, 이번에 개발하고 있는 기술은 가축분뇨를 사용하여 바이오차를 만드는 신기술이다. 이 기술을 살펴보면 가축분뇨를 열분해 공정할 때 합성가스 발생과 함께 대량의 열분해 공정생성물질(바이오차)이 생산된다.

국내에서 발생하는 가축분뇨처리로 인한 양분수지 및 탄소중립 이슈 등에 대응하기 위해 축분 바이오차 생산기술이 개발되었다. 가축분뇨(우분, 돈분)유래 바이오차는 탄소격리를 통해 온실가스를 감축시키고 토양의 중금속을 흡착하여 중금속(Cu,Zn)용출을 저감시켜 토양복원 및 미생물 서식지 제공등으로 토양의 비옥도를 향상시켜 농작물 생산성을 증가시킨다.

축분유래 바이오차를 농경지에 살포 시 탄소저감효과 및 퇴비사용 감소 효과가 기대되는 중요한 기술인 것이다. 향후 열분해 조건별 축분별(우분, 돈분, 계분)바이오차의 특성규명과 함께 활용기술에 대한 연구가 더 필요하다

< 그림 5. 바이오차와 일반숯의 차이 >

6) 식생활 전환 대체가공식품 기술개발

최근 FAO(유엔식량농업기구)에 따르면 전세계 온실가스 배출량 중 축산업에서 발생하는 온실가스가 16.5%(추정)에 이르며 이 중 육류 제품의 비중이 60%가 넘는다고 한다. 영국에서 조사한 최근 보고서에

의하면 육류 대용품 시장은 2019년 기준 전년대비 10%가량 성장했고

이러한 성장 추세는 지속할 것으로 전망되어 대체육 시장이 10년내로 최대1400억 달러(약 166조 5400억원) 규모만큼 커질 것으로 전망하고 있다.

또한 대체육의 소비층은 주로 젊은 세대다. 기후환경과 가치소비에 대해 누구보다 민감한 MZ 세대들이 식품 소비의 전체흐름을 주도하는 셈이다.

현재 대체육의 분류 및 경계가 기준이 불명확하여 기준마련과 (식품, 식품첨가물, 축산물 등 경계 불명확) 함께 대체식품 안전관리 및 식품첨가물 사용기준 마련도 필요하다. 대체육의 경우 소재탐색 및 가공 ·배양기술이 중요하며, 대체식품 제조를 위한 최적원료 발굴과 성분

함량 증진, 육류 가공기술, 육류 세포 배양기술 개발이 중요하다.

유엔식량농업기구(FAO)는 오늘날에도 아시아, 중남미, 미국, 유럽,  호주 등에서 곤충을 식용으로 활용하고 있으며, 최근에는 AI, 광우병,  등 가축 전염병 대한 관심이 매우 높아지면서 건강에 좋고 안전한 단백질 공급원으로서 곤충의 가치가 중요시되고 있다. 우리나라 곤충산업 시장 전망(‘15, KREI)은 2011년 1,680억원, 2015년 3,039, 2020년 5,363억원으로 계속 성장할 것으로 전망하며, 최근에는 정부에서도 곤충산업법을 만들고 관련 제도를 정비하는 등 관련 사업을 적극 지원하고 있다.

KREI(한국농촌경제연구원) : 1978년 설립 농림경제 및 농촌발전 전반에 대해 연구하는 연구기관

미래 식량난에 대비한 먹거리로서 식용곤충 기술개발을 강화하여 소고기, 돼지 등 축산물을 대체하여 축산업에서 배출되는 온실가스를 줄일수 있는 곤충산업의 발전을 견인하여야 한다. 이를 위해 식용곤충의 안전성을 확보하고 소비 저변 확대를 위해 다양한 제품을 개발하고, 단백질과 지방이 풍부해서 가축들의 건강 유지 및 번식을 위해 가축사료로 활용할수 있는 사료용 곤충 기술 개발을 통하여 축산농가의 사료비를 절감하고 곤충산업을 발전시켜야 한다.

7) 기타 축산분야 탄소저감기술 개발

목초지에서 탄소저장 능력을 평가하여 초지 탄소격리 효과 향상 기술을 개발이 필요하다. 초종별 탄소 격리효과를 구명하여 적합 초종을 개발(C3, C4,두과 등 초종 선발)하여 토양 및 바이오매스 유기탄소 축적에 활용하고, 혼파조합별 탄소격리 효과 향상 기술개발을 통해 탄소격리효과를 높일수 있으며 초지 식생 다양화(과수*초지, 목재*토지, 혼농임업 등)통해 초지탄소축적효과를 높이는 기술 개발을 통해 국내 초지 온실가스 흡수량 10% 향상할수 있다.

가축분뇨에서 발생하는 온실가스를 줄이기 위해 가축분뇨 자원화 기술개발이 중요하다. 가축분뇨를 활용한 고체연료(펠렛)화 하여 제철소에 연료로 사용하면 가축분뇨 자원화도 가능하고 가축분뇨에서 발생하는 온실가스 등도 줄일수 있는 이중의 효과가 있다.

특히, 국내 제철소와 연계가능한 우분 펠렛(고체연료)소형화를 기술이 중요한데 이 기술을 통해서 생산된 우분 펠렛은 착화시간 단축, 오염물질발생 저감, 펠렛 건조효율 증가 등으로 산업체에서 활용도가 높아져 석탄수입대체효과와 함께 가축분뇨에서 발생하는 온실가스를 줄일수 있다. 최근 농촌진흥청에서는 농식품부와 농협과 현대제철소와 가축분뇨 고체화 사업을 추진하기 위한 MOU를 체결(2021년)하여 이와 관련된 기술개발을 적극 추진하고 있다.

제5장  농업 R&D 투자 확대 및 전문인력 육성

제1절  탄소중립 실현을 위한  농업 R&D 기반 조성

농업 R&D부문에서 주요국가의 공공과 민간의 비중을 살펴보면, 미국 (공공: 민간, 7:3), 네덜란드(6:3), 우리나라(9:1) 비율로 공공 의존도가 높다. 농업 R&D부문은 개발시점부터 현장보급 및 현장 확산까지 상당한 시간이 소요돼 투자 효율성이 매우 낮으며, 농업연구는 대규모 관련인력과 토지 및 시설․장비가 필요한 장기적으로 일관된 투자가 필수적인 국가 중심의 연구가 필요하다.

우리나라 농업과학기술 수준을 살펴보면, 미국, EU, 일본, 호주에 비해 다소 뒤떨어지고 중국보다는 앞선다. 우리나라 농업과학기술 수준과 주요 선진국과의 기술 격차가 좁혀진 이유는 농업연구개발 투자를 계속 확대한 결과이며 향후 2050년까지 세계최고 수준의 농업과학기술을 개발하기 위한 계획과 로드맵 수립하여 지속적으로 추진하여야 한다. 또한, 오늘날 기후변화와 관련한 탄소중립실현을 위한 기술개발을 위한 연구의 중요성이 커지고 있으며, 이러한 흐름에 맞는 우리나라 고유의 농업R&D가 필요하며 이와 연계한 농업R&D전략을 적극 수립해 강력하게 추진해야 할 것이다.

미래에는 농업은 지속가능한 생명산업으로 확장될 것이다. 먹거리 생산의 기본적 역할 이외에 저탄소 농업기술개발 등 지속가능한 농업을 위한 환경과 농업이 공존하는 새로운 역할로 확장할수 있는 연구개발도 필요하다. 우리나라 농업 R&D가 전 세계적인 기후변화와 기후위기에 대응하여 재배업과 축산부문에서 저탄소 농업기술개발을 적극 추진하여 우리나라 탄소배출량을 줄이는 등 기후위기를 극복하기 위한 연구가 되어야 할것이다.

농업기술개발은 그 특성상 많은 비용과 상당한 시간이 필요하며, 정부와 민간이 협력하여 공동으로 연구할수 있는 농업부문 연구개발 시스템을 구축하는 것이 중요하며, 현재 세계적 이슈에 대응하여 기후위기 대응 탄소중립실현 농업R&D를 강화하는 것도 중요하다.

우리나라 농업R&D에 대한 투자는 OECD국가 중 하위권이고, 농업연구가 현장에서 활용되는 상업화 가능한 연구로 집중되면서 농업기초․기반기술 연구에 대한 인력확보가 어려워지고 있는 상황이다.

기후위기를 극복하기 위한 탄소중립 실현을 위한 농업기술개발을 위해서 우리나라의 농업R&D역량강화 및 관련 투자를 확대하고 탄소중립 예산증대 및 인센티브 제공 등으로 우수연구인력 발굴·육성에 지속적인 관심과 지원이 필요하다.

제2절  농업 R&D 투자 확대

오늘날 전 세계 탄소배출량은 인구증가로 인한 농업분야에서 식량생산 및 가축생산 증대, 도시화와 산업화의 촉진 등으로 탄소배출량은 기하급수적으로 증가하고 있으며 기후변화로 인한 기후위기도 심화되고 있다.

이러한 기후위기를 해결할 방안으로 세계 각국은 기후변화 대응 기술개발 및 탄소중립실현 농업기술개발에 총력을 기울여 관련 기술을 개발하고 있다. 오늘날 전 지구적인 탄소배출량 증가 등으로 인한 기후변화로 인한 농산물 수급 불균형, 지구 환경문제 등에 적극 대응하기 위한 저탄소 농업기술 개발이 무엇보다도 중요하며 기후위기를 해결할 핵심적 역할을 한다.

그러나 농업기술개발은 그 특성상 상당한 시간과 대규모 연구예산이 소요되며, 또한 연구를 수행하는 연구인력의 질적 수준이 기술개발의 성과를 좌우하는 국가적 도전사업이다. 이러한 특성에도 불구하고 우리나라의 농업 R&D에 대한 예산은 미국, EU, 일본 등 다른 선진국이나 중국 등 경쟁국에 비하여 턱없이 적으며 우수한 연구인력의 발굴·육성이 미흡한 실정이다. 우리나라 농업R&D수준을 높이기 위해서는 농업 R&D시스템을 개선하여 수요자 중심의 기술개발을 확대하고, 국가가 농업 R&D 역량 강화를 위해 정부와 민간의 역할분담을 실질적으로 구체화하고 예산·행정·지원을 지속해야 한다.

우리나라의 농업 R&D 예산은 국가예산에서 상당히 적은 비율이며, 2021~2022년 최근의 농업 R&D예산은 <표5-1>, <표5-2>에서 보듯이 2022년 국가R&D예산 중 5.1%로 상당히 적은 상태이다. 또한 2022년도 전체예산은 올해보다 8.7% 증가한 반면, 농림수산식품분야R&D예산은 7.0% 증가되어 전체 국가R&D예산 증가율보다 농업 R&D예산의 증가율이 더 적다.

2022년 정부예산편성(안), 기획재정부

이는 선진국과 비교해보면 매우 적은 예산이며 최소한 국가예산의 10%이상의 예산투자가 필요하다. 전세계적인 기후위기에 대응한 탄소중립실현을 위한 농업기술개발을 위해서는농업 R&D분야 예산 확대가 필수적이며 우리나라도 농업 R&D에 대규모 투자를 하여야 할 것이다. <표5-2>, <표5-3>에서 보듯이 농촌진흥청의 예산도 국가전체 R&D 예산에 비해 예산액 자체가 너무 적어(2022년 기준 국가전체 R&D 중 2.3% 비중) 앞으로 탄소중립 농업기술개발을 위해서는 농촌진흥청의 R&D 예산을 대폭 확대하여야 할 것이다.

< 표 5-1. 정부연구개발예산 현황(2021년~2022년)>

기획재정부 예산현황, 2022

(단위: 억원, %)

분 야	2021년(A)	2022년(B)	증감(B-A)	연평균 증가율
합계	274,005	297,770	23,765	8.7
과학기술	78,903	83,772	4,869	6.2
산업·중소기업·에너지	67,886	74,545	6,678	9.8
국방	43,870	49,012	5,143	11.7
교육	24,368	25,436	1,069	4.4
농림수산	14,235	15,227	993	7.0
통신	10,785	12,784	1,999	18.5
보건	10,235	10,988	753	7.4
교통 및 물류	9,800	10,628	827	8.4
일반·지방행정	5,458	5,671	213	3.9
환경	3,746	4.234	487	13.0
문화 및 관광	2.315	2.740	425	18.4
공공질서 및 안전	1,923	2,376	453	23.6
사회복지	159	185	26	16.7
국토 및 지역개발	336	166	△170	△50.5
통일·외교	7	6	△1	△4.1

* 연구개발예산은 프로그램예산체계상 16대 분야중 예비비 외 15개 분야에서 지출

< 표 5-2. 우리나라 농업 R&D 예산 >

농촌진흥사업 기본통계 : 농촌진흥청, 2022.

(단위: 억원)

구분	대비	’21	’22
농진청R&D	농진청R&D	6,601	7,133
	농림수산R&D	14,235	15,227
농림수산R&D	농림수산R&D	14,235	15,227
	국가전체R&D	274,005	297,770

< 표 5-3. 농진청 R&D 예산 >

			(단위 : 억원)
분야별	'21예산 (A)	’22예산 (B)	증감
			(B-A)	%
합 계	10,961	11,893	932	7.8%
연구개발	6,601	7,133	532	7.4%

농촌진흥사업 기본통계 : 농촌진흥청, 2022.

제3절  우수 전문인력 발굴·육성  및 시설․장비 확충

탄소중립 실현을 위해서는 관련 기술개발이 최우선시 되어야 한다. 그러한 기술을 바탕으로 우리나라 농업분야에서 탄소배출량도 감축하고 전 세계적인 기후위기에도 적극 대응하여 우라나라 농업의 경쟁력도 높히고 지속가능한 농업발전도 견인할수 있다.

그러나, 우리나라의 연구조직은 우수한 연구인력을 확보하기 위한 다양하고 실질적인 인센티브가 적어 연구의 질이 떨어지고 우수한 인재의 대학, 민간기업 등 타 직종으로 이직이 많아 연구의 생산성이 떨어지고 있다. 우리나라에서 농업과학기술 개발의 최고 연구기관인 농촌진흥청의 연구 인력규모는 <표5-4>에서 보듯이 세계의 우수한 연구기관과 비교해도 매우 우수한 편이지만, 이러한 우수한 연구자가 창의적이며  자율적인 연구를 할 수 있는 연구분위기와 제도는 미흡한 편이다. 연구현장에서 연구원들이 자유롭고 지속적으로 연구하기 위해서 성실실패를 적극적으로 인정하고, 혁신적인 연구문화를 조성하여 창의적이고 자율적인 연구가 이루어질 수 있는 분위기와 제도가 시스템적으로 마련되어야 할 것이다.

또한, 다양한 분야의 전문연구인력의 확보가 무엇보다도 중요하다. 예를 들어, 축산분야 탄소중립 기술개발을 위해서 사양연구, 영양생리연구, 작목별 연구, 축종별 연구 등 기존 연구분야 함께 대기공학, 환경공학, 생리학, 생화학 등 유관분야와의 협력연구가 절실하다. 지금까지 연구인력을 보면 기존 연구분야에 연구인력이 치중되어 있어 연구의 협력적이고 종합적인 연구가 부족하다. 따라서 대기분야, 환경분야, 생리학, 생화학 등 관련 분야의 다양한 연구인력의 확보 및 육성이 절실하며, 다양한 관련분야의 전문가들이 참여하는 학제적 공동연구와 협력연구가 중요하다.

< 표 5-4. 농촌진흥청 연구직 학력별 분포>

농촌진흥사업 기본통계 : 농촌진흥청, 2022.

(단위 : 명, 현원기준)

학 력	합 계	연구직
		계	연구관	연구사
합 계	1,328 (100)	1,214 (100)	454 (100)	760 (100)
박 사	788 (55.9)	781 (64.3)	413 (91.0)	368 (48.4)
석 사	377 (28.4)	324 (26.7)	41 (9.0)	283 (37.2)
대 졸	156 (11.7)	102 (8.4)	-	102 (13.4)
전문대졸 이하	7 (0.5)	7 (0.6)	-	7 (0.9)

또한, 탄소중립 실현 농업기술개발을 속도감있게 추진하기 위해서는 최신 연구장비 및 시설의 확충이 중요하다. 최근 선진국에서는 이와 관련한 연구시설 장비 확충에 대규모 연구예산을 투자하고 있으나, 우리나라는 이러한 연구시설 장비투자에 예산이 미흡한 실정이다. 예를 들어 소의 메탄 발생량을 측정하고 메탄발생량의 빈도, 성상 등을 연구하기 위해서는 호흡챔버 장비 및 시설 등이 필요한데 우리나라에 호흡챔버가 설치된 경우는 국립축산과학원에 8대, 서울대 등 관련대학에 일부가 설치되어 연구에 턱없이 부족하다. 신속하고 효율적인 연구를 위해서는 관련 연구시설 및장비에 대한 대규모 투자가 필요하고 중요하다.

참고		환경조절 축사 시설 현황

□ 시설 개요 ◦ 규 모: 총 면적 685.6m2(지상 1층, 628.9, 지상 2층 56.7) * 주요시설: 기상 환경조절실, 중앙제어·분석실, 사료·물품 보관실, 대인소독실 등 ◦ 건축기간 및 예산: ’19∼’21.7(3년), 50억원 ◦ 주요 기능: 환경조건에 따른 가축 생산성 변화 및 정밀 영양소 요구량 설정
		< 환경조절 축사>
□ 주요 시설 ◦ (호흡챔버) 가축대사시험 환경조절실 - 호흡가스 수집, 사료섭취량·음수량 계측 ※ 8기: 소 8두, 돼지 24～64두, 닭 192수 규모 (환경조절 범위: 온도 5∼40℃, 습도 5～85%) ◦ (통제 및 분석실) 사육환경설정, 호흡가스 분석 - 환경제어기, 호흡가스 분석기, 가축 행동특성 영상 수집 (분석가스(5종): 메탄, 이산화탄소, 산소, 수소, 암모니아) ◦ 부대시설 - (사료·물품 보관실) 사료 및 물품 소독·보관 - (대인소독실) 출입자 소독관리
		< 호흡챔버 >
		< 호흡가스 포집 >
□ 활용 ◦ 기후변화에 따른 가축의 생산성 변화 모델 개발 및 예측 모형 검증 ◦ 가축 장내발효 국가고유 배출계수 개발 ◦ 반추가축 메탄저감제 개발 및 저메탄 사료 평가 ◦ 가축 정밀 영양소 요구량 설정
		< 온실가스 분석 >

제6장  결 론

최근 지구온난화의 가속화로 이상기상현상이 빈발하고 있어 전세계적인 심각한 문제로 대두되고 있다. 세계 곡물가격이 급등하여 가격이 불안정하고 곡물재고율은 점점 떨어져 세계적인 식량위기가 본격화되고 있으며, 축산분야에서도 폭염으로 인한 가축생산성 감소와 폐사율 증가 등 축산 경쟁력을 약화시키는 피해들이 발생하고 있다. 뿐만아니라 축산분야에서 발생하는 온실가스는 기후변화의 주범처럼 잘못 인식되어 축산발전을 저해하고 있는 실정이다. 농업은 생산기반이 무너지면 다시 원상태로 회복하기가 쉽지 않으며 오늘날 기후변화문제는 글로벌 어젠다로 대두되고 있으며  축산분야에서도 이를 선제적으로 대응하기 위한 노력이 이루어져야 한다.

우리나라에서도 온실가스 배출량 감축을 위해 에너지, 산업, 수송, 농업분야 등 다방면에서 적극적인 정책을 수립하여 강력하게 시행하고 있다. 이중 농업부문에서도 2030년 배출전망치(BAU)대비 4.8%감축을 목표로 하고 있으며 축산분야에서도 지구온난화 완화를 위해 축산분야 온실가스배출 저감연구에 매진하고 있으며 관련 기술개발에 박차를 가하고 있다.  이러한 전세계적인 기후위기 극복을 위해서 지구온난화 완화를 위한 탄소저감 기술개발 및 관련 R&D 강화가 무엇보다도 중요한 시점이다.

이러한 세계적 추세에 따라 정부는 탄소저감 목표를 설정하고(2030년 57%, 2020년 60%), 축산분야에서도 탄소중립실현 축산기술개발에 매진하고 있다. 온실가스 배출계수 개발, 반추가축 장내발효 개선을 통한 메탄 발생량 감축 기술, 가축분뇨 열분해 공정을 통한 합성가스 생산기술개발, 바이오차 생산 및 활용기술 개발 등을 다양한 저탄소 축산기술을 개발을 하고 있다.

더불어 기후위기 극복을 위한 탄소중립실현 기술개발을 위해서는 우리나라 보유하고 있는 자원과 과학지식을 적극 활용하는 농업기술개발이 중요하며 이러한 농업과학기술은 미래 국가농업발전을 위해서도 핵심적 역할을 할 것이다. 이를 위해서 관련분야에 연구예산을 집중투자하고 관련분야 전문가를 적극 육성하고 인재를 양성하고 우리의 고객인 농업인과 함께 할 수 있는 기술개발과 보급이 절실하다.

더 나아가 기후위기 상황에 대응하여 탄소중립실현 기술개발 목표를 상향조정할 필요가 있으며 세계적인 탄소중립기술개발 상황을 계속 주시하면서 중장기적인 안목에서 정책적 대안개발이 필요하며 세심하고 현실적인 검토가 이루어져야 할 것이다.

오늘날 전세계적인 지구온난화에 대응하지 못하면 세계 각국은 그 나라의 성장고 발전을 견인하지 못할것이며, 더 나아가 전 지구적인 생존이 문제가 되는 심각한 문제에 부딪힐 것이다. 그리하여 선진국이나 개도국 등 전 세계는 지구 온난화 해결을 위해 전 세계적인 해결책을 제시하여 공동대응하고 있다. 우리나라도 정부차원에서 온실가스 감축목표를 세우고 이를 위해 노력하고 있으며 농업분야도 예외가 아니다. 축산분야에서도 이러한 지구 온난화에 대응하기 위해 온실가스 감축을 위해 다양한 저탄소축산기술개발은 지속가능한 축산업을 위해 선택이 아니라 필수적인 것이다.

축산부문에서 탄소중립실현 축산기술개발을 위해서 농업 R&D예산을 확대하고 전문인력을 적극 발굴하여 양성하는 등 연구개발 투자를 더욱 확대하여 탄소중립실현을 위한 핵심농업기술을 개발하여 우리나라 농업의 경쟁력을 높이고 지속가능한 농업을 달성하여 우리나라 농업발전과 국민의 건강과 농업․농촌의 발전을 책임지는 농업이 되어야 할 것이다.

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한국농촌경제연구원 www.krei.re.kr