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목재제품 탄소축적량 평가 및 국가고유 탄소배출계수 개발에 관한 연구

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Authors
장윤성
Advisor
여환명
Major
농업생명과학대학 산림과학부
Issue Date
2015-08
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
목재제품탄소배출탄소저장반감기탄소흐름분석
Description
학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 산림과학부(환경재료과학전공), 2015. 8. 여환명.
Abstract
나무는 생장 시 대기중의 이산화탄소를 흡수하고 폐기 시에 이를 방출하는 탄소중립적 (carbon neutral)인 자원이며, 지속가능한 생산 (sustainable production)을 담보하는 친환경 자원이다. 산림 속의 나무를 가공하여 얻어지는 재료인 목재의 탄소 저장고로서의 역할과 기존 화석자원 대체물질로서의 쓰임새는 날로 중요해지고 있다. 목재는 자원활용측면과 기후변화측면에서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 목재제품의 생산에서 폐기까지 전과정에 걸친 탄소순환 시스템의 이해와 이와 관련한 정량적인 환경지표 설정은 목재산업발전 및 관련 국가정책수립을 위해 유용하게 이용될 수 있다.
본 연구에서는 국산원목을 이용하여 생산된 목재제품을 대상으로 생산, 이용, 폐기 전과정에 걸친 탄소의 정량적인 흐름을 분석하였다. 목재제품 생산을 위해 투입되는 총 원자재량(원목 + 목재부산물)의 80% 이상을 차지하는 제재목, 합판, 파티클보드, 섬유판을 연구대상으로 선정하였다.
생산단계에서 목재제품 제조 시 투입되는 자원과 에너지를 분석하여 탄소배출량을 평가하고, 목재제품의 온실가스 저감효과를 타 재료와 비교하기 위하여 전과정평가를 수행하였다.
이용단계에서의 탄소배출과 관련 있는 목재제품의 반감기를 도출하기 위한 방법으로 탄소축적량 이용법을 적용하였다. 단기간의 1차목재제품 (제재목, PB 등) 생산량, 1차목재제품의 용도별 최종목재제품(구조재, 가설재 등)으로의 분배비율과 최종목재제품 폐기량을 이용하여 최종목재제품의 실제 누적 탄소축적량 을 구한다. 이 값과 IPCC 탄소 축적량 평가모델에 가정된 최종목재제품의 반감기를 적용하여 도출된 예측 누적 탄소축적량 을 비교하여 실제 누적 탄소축적량 과 예측 누적 탄소축적량을 가장 유사하게 만드는 가정된 반감기 값을 최종목재제품의 반감기 값으로 결정하였다. 도출된 국산 최종목재제품 반감기는 구조 및 내장재 43년, 가구재 32.7년, 가설재 12.7년으로 추산되었다. 이후 결정된 최종목재제품 반감기와 최종 목재제품을 구성하는 1차목재제품의 분배비율을 이용하여 1차목재제품의 반감기를 산정하였다. 도출된 국산 1차목재제품 반감기는 제재목 25.9년, 합판 41.1년, 파티클보드 32.8년, 섬유판 35.4년으로 추산되었다.
폐기단계에서의 목재제품 탄소배출량을 평가하고자, 기존의 국외 문헌값과 국내에 작성되어 있는 온실가스배출계수를 이용하여 폐목재 소각 시 배출되는 탄소량을 평가하고, 매립된 목재제품의 반감기를 추정하였다. 매립지에 매립된 폐목재의 연간분해율을 도출하기 위한 방안으로 목재의 셀룰로오스와 리그닌의 비(C/L ratio)를 폐기지표로 제시하였다. 근적외선분광분석법을 이용하여 C/L ratio 예측모델을 개발하고 폐목재의 구성성분 평가가능성을 제시하였다.
앞에서 도출된 각 단계별 목재제품 반감기를 이용하여, IPCC 탄소축적량 평가모델에 따라 최근 40여년간(1970년~2012년)의 사용 중 및 매립된 목재제품 탄소축적량을 시산하였다. 1970년부터 2012년까지 국산 목재제품의 탄소축적량은 약 1,100만톤으로 추산되었다.
본 연구를 통해 목재제품과 관련된 자원 및 에너지관리, 폐기물관리 등의 국가 정책 수립에 참고할 수 있는 정보 (과거 및 미래 목재제품 탄소량 예측, 목재제품 관련 온실가스 인벤토리 구축 등) 를 생성할 수 있으며, 탄소흡수원으로서 목재제품의 체계적인 관리를 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/121077
Files in This Item:
Appears in Collections:
College of Agriculture and Life Sciences (농업생명과학대학)Dept. of Forest Sciences (산림과학부)Theses (Ph.D. / Sc.D._산림과학부)
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