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Environmental Impacts of International Crop Trade on Supply Chain from Farm to Market
국제 곡물 공급망 분석을 통한 수입곡물의 환경영향평가

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Authors
김찬우
Advisor
서교
Issue Date
2020
Publisher
서울대학교 대학원
Description
학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :국제농업기술대학원 국제농업기술학과,2020. 2. 서교.
Abstract
국제 곡물교역량이 2001년에 2억 9,600만 ton에서 2016년에 78% 증가한 5억 2,600만 ton으로 지난 15년간 지속적으로 증가해왔다. 교역규모(trade value)도 같은 기간 동안 1,040억 USD에서 3,560억 USD로 242% 증대되었으며, 곡물의 교역량과 규모는 계속해서 증가할 것으로 예상되고 있다. 지역적인 불균등한 인구분포와 곡물의 생산과잉과 부족의 차이는 곡물의 국제적 교역량을 증가시켜왔다. 예를 들어, 곡물의 주요수출국인 미국의 곡물 수출량은 2001년부터 2016년까지 지난 15년 동안 1억 1,000만 ton에서 1억 4,500만 ton으로 32% 증가한 반면, 중국은 많은 양의 곡물을 다른 국가에 의존하면서 수입량이 2,600만 ton에서 1억 1,100만 ton으로 321% 상승하였다.
이러한 곡물 무역은 단지 생산과잉과 부족으로 인한 차이를 채우기 위해 발생하는 것은 아니다. 운송과 저장기술의 발달은 더 많은 양의 곡물이 보다 먼 거리를 이동할 수 있게 하면서 곡물을 향한 접근성을 더욱 원활하게 하였고, 사람들의 다양한 식품에 대한 선호도 변화는 곡물의 가용성을 높이면서 곡물무역의 확대에 기여하였다. 또한 곡물의 많은 품목은 기후를 포함한 여러 조건으로 인해 생산이 가능한 국가가 있으나, 그렇지 못한 국가도 있기 때문에 무역이 필연적으로 발생한다. 우리나라의 경우 매년 커피소비량이 200만 ton에 달하지만, 커피생산량은 소비량의 약 1%에 불과하다. 국제적인 곡물교역이 활발해지면서, 한 국가의 제한적인 곡물생산은 더 이상 사람들의 선호도를 한정하지 않는다.
국제적인 곡물교역량의 증가와 함께 곡물무역이 세계화되고 운송거리가 증가하면서 곡물의 교역과정에서 발생하는 부정적인 환경영향이 커지고 있다. 국제적인 곡물무역의 교역과정에서 온실가스, 미세먼지를 포함한 많은 환경오염물질이 발생하며, 앞으로도 곡물의 국제교역량이 지속적으로 상승하리라 전망되면서 이에 따른 환경영향도 계속해서 증가할 것으로 예상되고 있다. 곡물교역이 환경에 미치는 영향에 대한 사람들의 관심이 지속적으로 높아지면서, 곡물교역의 환경영향은 국제적 농업 정책의 환경 및 지속가능성 목표를 달성하기 위한 주요 대상이 되고 있다. 우리나라의 경우에도 국내 수입곡물의 대표적 수출국이 우리나라와 원거리에 위치한 미국, 호주, 브라질 등으로 나타나면서, 먼 거리를 이동하는 수입곡물의 환경영향을 향한 관심이 커지고 있다.
곡물교역의 환경영향을 향한 관심이 높아지면서 푸드마일 기반의 운송과정을 중심으로 한 환경영향이 주로 분석되고 있다. 푸드마일은 농산물 수출입에 대한 운송과정의 푸드마일을 고려하여 온실가스 발생량을 분석하는 등 다양한 방면에서 운송의 환경지표로서 활용되고 있다. The Farmers Weekly 매거진에서는 2006년 Local food is miles better이라는 슬로건과 함께 농식품의 푸드마일을 감축시키기 위한 campaign을 진행하기도 하였다. 푸드마일은 일반적으로 농식품이 생산지에서 소비지에 도달하기까지 이동한 총 운송거리로 정의되며, 이러한 푸드마일에 따른 환경영향의 문제를 줄이기 위한 방안으로 많은 사람들이 소비지에서 인접한 곳에서 생산된 농산물의 구입을 장려하고 있다. 하지만 대다수의 푸드마일 관련 연구들은 교역을 위한 운송과정에서 발생하는 환경영향만을 제한적으로 다루고 있어, 실제 교역을 위한 곡물의 생산과정에서 발생하는 생산지역별 환경영향을 고려한 연구는 부족한 실정이다. 생산과정의 환경영향이 운송과정에 비해 상대적으로 큰 비중을 차지하지만, 곡물의 생산과정에서 생산지역별 환경영향을 포함하기는 어렵다. 곡물은 생산단계에서 많은 양의 전기, 비료, 농업용수 등의 에너지를 필요로 하기 때문에, 이에 따른 환경영향은 온실가스 증대, 수자원 저하와 같이 광범위한 오염을 유발하는 것으로 인식되고 있다. 미국식품의 전과정에서 발생되는 온실가스는 생산과정에서 83%를 차지하는 반면, 운송과정에서의 발생량은 전체 발생량의 11%에 해당한다. 또한 덴마크에서 수입하는 중국산 대두의 생산과정에서 발생되는 환경영향은 전체 교역과정에서의 환경영향 중 55%를 차지한다.
또한 곡물생산과정의 기후와 투입물의 차이로 인해 배출되는 환경오염물질에 많은 차이가 존재하므로, 생산지역별 편차를 고려한 연구가 필요하다. 이러한 곡물 생산의 환경영향은 지리적 차이로 인해 국가별로도 큰 차이가 있으며, 한 국가 안에서도 지역별로 많은 차이를 보인다. 지역별 생산과정의 환경영향이 포함될 경우 실제 수출입 곡물의 환경영향은 크게 달라질 수 있다. 예를 들어, 생산과정의 환경영향이 상대적으로 높은 지역에서 생산된 수입곡물을 환경영향이 적은 지역에서 생산된 곡물로 대체한다면 교역곡물의 환경영향을 저감할 수 있다. 따라서 보다 더 친환경적으로 생산된 수출입 곡물의 선택은 필연적인 곡물무역에서 발생하는 환경영향을 줄일 수 있는 방안이 될 것이라 생각되며, 이를 위해 푸드마일과 함께 생산지역별 생산과정의 환경영향을 포함한 평가가 요구된다.
하지만 국제곡물교역과 관련한 많은 정보가 있음에도 불구하고, 교역곡물을 공급하는 생산지에 대한 정보가 없어 곡물의 실제 생산지를 파악하기가 어렵다. 이에 환경적인 관점에서 교역곡물의 영향을 평가한 많은 연구들은 생산지역별 영농과정에서 발생하는 환경영향을 반영하지 못했다. 반면, Smith et al. (2017)은 구매비용과 운송비용의 최적화를 기반으로 한 옥수수의 이동경로 분석을 통해 미국에서 소비되는 옥수수의 생산지를 추정하고 생산지역별 영농과정의 환경영향을 평가하였다. 이러한 생산지의 추정방법을 교역곡물에 적용한다면 교역을 위해 수출항구에 공급되는 곡물의 생산단계와 운송단계를 포함한 환경영향을 평가할 수 있을 것으로 생각되며, 곡물의 공급지역별 환경영향의 차이를 고려하여 보다 친환경적인 곡물의 수입을 통해 환경영향 개선 잠재력을 평가할 수 있으리라 예상된다.
따라서 본 연구는 주요곡물에 대한 수입의존도가 90% 이상으로 높은 우리나라의 수입곡물을 대상으로 생산지로부터 소비지까지의 공급망을 분석하고 생산과정과 운송과정을 모두 포함한 환경영향을 평가해 보고자 하였다. 이를 위해 주요수입곡물의 운송경로 최적화를 통한 운송단계별 최소한의 푸드마일에 따른 환경영향을 온실가스를 포함한 다양한 환경영향 범주에 대해 분석해 보고, 푸드마일이 가장 높은 곡물인 옥수수에 대하여 대표적 수출국의 생산지에서 수출항구까지의 운송비용을 최소로 할 수 있는 항구별 공급망에 따른 환경영향을 평가하였다. 수출항에 공급된 옥수수의 생산지역별 영농과정의 환경영향 차이를 고려하여 환경영향을 최소화하기 위한 수출항의 선택이 곡물교역의 환경영향에 어떠한 변화를 주는지 살펴보았으며, 환경영향이 적은 곡물의 수입을 위한 한국의 정책적 수단에 대해 논의하였다.
주요수입곡물의 푸드마일을 최소화할 수 있는 운송경로를 구성하기 위하여 가장 가까운 지점에서부터 곡물이 수입되어 국내에서 가장 가까운 소비지로 운송한다는 가정 하에 최소한의 거리를 적용하였다. 이를 위한 곡물의 주산지는 주요수출국 내에서 해당 곡물의 생산 비중을 높게 차지하고 있는 지역 중 주요 수출항에서 가장 근접하게 위치한 곳으로 지정하였다. 운송경로는 주요수입곡물의 주산지로부터 국내 소비지까지로 구성하였으며, 소비지는 곡물의 용도에 따라 제분공장, 사료공장, 도매시장으로 분류하였다. 세부적인 운송과정은 곡물별 주산지에서 수출항까지의 육로운송, 수출항에서 수입항까지의 해상운송, 수입항에서 소비지까지의 육로운송으로 나누어 단계별 경로를 구성하였다.
푸드마일 산정을 위한 주요수입곡물은 농림축산식품부에서 제공하는 국내 곡물별 자급률 자료를 바탕으로, 2017년 기준 총 수요의 90% 이상을 수입에 의존한 밀(99.1%), 옥수수(99.2%), 대두(93.0%)로 설정하였다. 분석연도는 가용할 수 있는 데이터 중 최신연도인 2017년과 최근 15년 사이에 곡물수입량이 가장 많았던 2015년을 기준으로 하였다. 주요수입곡물의 수입량과 주요수출국은 관세청의 수출입무역포털을 통해 구득하였으며, 주요수출국은 수입곡물별 상위 3곳의 수출국으로 선정하였다. 밀의 주요수출국은 미국, 호주, 우크라이나이며 옥수수는 미국, 브라질, 우크라이나, 대두는 미국, 브라질, 중국으로 조사되었다. 주요수출국 내의 육로운송, 수출항에서 수입항까지의 해상운송, 수입 이후 국내에서의 육로운송거리는 각각 Goolgle maps, Searates, Naver 지도의 최단경로 분석 기능을 활용하였다.
푸드마일에 따른 운송단계별 운송과정의 환경영향을 평가하기 위해서는 단계별로 서로 다른 운송수단의 환경영향이 고려되어야 한다. 이에 전과정평가(Life-Cycle Assessment, LCA)기법을 활용하여 각 운송단계에서 사용하는 운송수단별 환경영향을 분석하였다. LCA는 제품의 생산에서 폐기까지 전과정의 투입물과 산출물을 고려하여 잠재적인 환경영향을 정량적으로 평가하는 효과적인 방법이다. 본 연구는 LCA를 통해 운송단계별 운송수단의 단위푸드마일(ton⋅km)당 환경영향 발생량을 평가하였다. 운송수단의 환경영향범주는 LCIA TRACI에서 제시하고 있는 다양한 환경영향범주들 가운데, 기후변화에 많은 영향을 미치는 온실가스와 최근 국내외로 크게 이슈가 되고 있는 대기오염물질인 초미세먼지(PM2.5)를 대상으로 선정하였다.
운송과정의 환경영향과 함께 생산지역별 영농과정의 환경영향을 포함한 평가를 위하여 곡물의 공급망 분석을 통해 카운티 단위의 생산지를 추정하였다. 평가를 위한 곡물은 주요수입곡물 가운데, 2017년 기준 푸드마일이 가장 높았던 미국 옥수수를 대상으로 하였다. 공급망은 최적화(Optimization) 기법을 활용하여 미국의 옥수수 생산 카운티에서 옥수수의 수출항구까지, 두 지점간의 운송비용을 최소로 할 수 있도록 모의하였다.
옥수수의 카운티별 생산량은 US Department of Agriculture (USDA)에서 5년마다 출간하는 The Census of Agriculture (COA) reports의 카운티별 옥수수 생산자료를 사용하였다. 분석 연도는 가용할 수 있는 데이터 중 가장 최신 연도인 2012년을 기준으로 하였다. 미국의 수출항구별 옥수수 수출량은 Economic Research Service (ERS) of USDA에서 제시하는 2012년의 총 수출량 자료와 US trade census에서 제공하는 32곳의 옥수수 수출항별 수출규모(USD) 값을 이용하여 추산하였다. 카운티에서 수출항까지의 운송비용은 임피던스(Impedance) 값을 사용하였으며, 임피던스 함수(Impedance factor)로는 the Oak Ridge National Laboratory (ORNL)의 inter-county distance matrix 데이터셋을 이용하였다. 모의결과에서 각 수출항별로 생산지가 연결되므로 다시 ORNL 데이터셋을 이용하여 두 지점간의 운송수단을 결정하여야 한다. 이에 각 운송경로별 임피던스 함수를 비교하여 더 효율적인 수단을 주도적인 운송수단으로 결정하였다.
모의된 모델을 통해 각 수출항에 공급된 옥수수의 생산지를 추정하고, 생산지별 생산과정의 환경영향 차이를 고려하여 각 항구에 공급된 옥수수를 생산하기 위해 얼마나 많은 양의 환경영향이 발생되었는지 분석하고 항구별 차이를 비교하였다. 또한 우리나라에서 수입하는 옥수수가 수출되는 8곳의 항구 중에서 환경영향을 최소로 할 수 있는 수출항을 선택하였고, 이러한 선택에 따른 수입곡물의 환경영향 개선 잠재력을 평가하였다. 이를 위한 운송단계는 각각의 생산카운티에서 수출항구로 이동하는 육로운송과 수출항구에서 우리나라 수입항까지의 해상운송으로 분류하였다.
생산과정의 환경영향은 Smith et al. (2017)의 연구결과 중 옥수수의 생산과정에서 발생하는 온실가스와 관개용수량을 카운티 단위로 분석하여 제시한 값을 인용하였다. Smith et al. (2017)은 옥수수의 생산지역별로 사용하는 질소비료의 종류, 사용량, 직‧간접 N2O 배출량, 관개용수량의 차이를 고려하여 생산지별 단위무게당 옥수수 생산과정에서의 온실가스 발생량과 관개용수 소비량의 차이를 나타내었다. 운송과정의 환경영향을 평가하기 위한 운송수단별 환경영향 분석에는 LCA software인 GaBi를 사용하였고 전과정 목록은 Ecoinvent의 데이터셋을 활용하였다. 육로운송의 운송수단은 trcuk, rail, barge (waterway)로 선정하였고, 해상운송의 경우에는 농산물 운송에 주로 이용되는 bulk-commodity carrier (BCC, oceangoing)로 선정하였다.
주요수입곡물의 푸드마일은 2015년과 2017년에 각각 1,890억 ton⋅km와 1,470억 ton⋅km로 분석되었다. 이를 곡물별로 살펴보면, 수입밀의 푸드마일은 2015년에 360억 ton⋅km, 2017년에 400억 ton⋅km로 분석되었으며, 옥수수는 다른 곡물에 비해 수입량이 많은 만큼 두 연도의 푸드마일도 각각 1,300억 ton⋅km, 900억 ton⋅km로 밀, 대두와 큰 차이를 보였다. 이러한 옥수수의 푸드마일은 2015년 주요수입곡물의 전체 푸드마일의 70%에 해당하였으며, 2017년에는 60%에 해당하였다. 대두의 경우 주요수출국에서의 수입량은 2015년과 2017년에 각각 130만 ton과 110만 ton이었으며, 이에 따른 푸드마일은 각각 220억 ton⋅km, 171억 ton⋅km이다.
푸드마일에 따른 운송과정의 환경영향을 평가하기 위해 운송수단별 단위푸드마일당 온실가스와 초미세먼지를 분석한 결과, 운송수단별로 두 범주 사이에 서로 다른 경향을 보였으며, 한 범주 안에서도 발생량에 큰 차이가 있다. 온실가스의 경우 발생량의 크기가 truck (1.29e-01 kg CO2e/ton⋅km), rail (1.51e-02 kg CO2e/ton⋅km), BCC (3.24e-03 kg CO2e/ton⋅km)의 순으로 truck의 발생량이 가장 컸던 반면, 초미세먼지의 경우 rail (9.47e-04 kg PM2.5e/ton⋅km), truck (4.35e-04 kg PM2.5e/ton⋅km), BCC (2.03e-04 kg PM2.5e/ton⋅km)의 순으로 rail에서의 배출량이 가장 높게 나타났다.
주요수입곡물의 푸드마일을 운송단계별로 살펴보면 2015년과 2017년 모두 해상운송에서 가장 높은 것으로 평가되었다. 하지만 푸드마일에 따른 온실가스 발생량은 두 연도에서 모두 주요수출국 내의 주산지에서 수출항까지 이동하는 육로운송단계에서 전체 발생량 중 50% 이상이 발생되는 것으로 분석되었다. 반면, 초미세먼지는 온실가스와는 달리 해상운송단계에서 더욱 중점적으로(60-70%) 발생하는 경향을 보였다. 초미세먼지 지수의 운송수단에 따른 편차는 온실가스의 경우처럼 크지 않기 때문에, 초미세먼지는 수입곡물의 품목과 수출국에 관계없이 푸드마일이 높은 해상운송단계에서 가장 많은 양이 발생되는 것으로 판단된다. 이러한 범주별 환경영향의 차이는 온실가스와 초미세먼지에서 뿐만 아니라 다른 영향범주에서도 나타날 수 있으므로, 향후에는 보다 확대된 환경영향범주들에 대한 평가가 수행될 필요가 있다.
생산단계의 환경영향을 포함한 평가를 위하여 미국 옥수수의 운송비용을 최소화할 수 있도록 시뮬레이션 된 이동경로 분석 모델을 통해 생산지를 추정하였다. 시뮬레이션 모델은 미국 내 191곳의 옥수수 생산카운티별 생산량과 32곳의 항구별 수출량을 바탕으로 각 항구에 공급된 수출옥수수의 생산지를 연결한다. 본 모델에서 연결된 생산카운티의 영농과정과 투입물의 차이를 고려하여 각 항구에 공급된 옥수수를 생산하는 과정에서 발생된 온실가스 배출량과 관개용수 소비량을 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
전체 수출항구에 공급된 옥수수의 단위무게당 생산과정에서 발생한 평균적인 온실가스는 0.363 kg CO2e로 평가되었다. 이를 항구별로 살펴보면 생산과정의 온실가스 발생량은 적게는 0.187 kg CO2e/kg에서 많게는 0.549 kg CO2e/kg으로 큰 차이가 존재한다. 관개용수량의 경우, 항구별로 공급된 옥수수의 생산과정에서 많게는 0.873m3/kg까지 소모한 것으로 나타나지만, 전체 항구의 평균소비량은 0.135 m3/kg으로 분석되었다. 최대소비량과 평균소비량의 상당한 차이는 생산과정에서 관개용수를 전혀 혹은 거의 사용하지 않는 지역의 옥수수가 공급된 Portland (Maine), Dallas-Fort Worth (Texas)를 포함한 6개의 항구에 영향을 받은 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 옥수수의 생산지역별 지리적 차이를 고려한 실제 항구별 단위무게당 온실가스 발생량 혹은 관개용수량의 관점에서 환경영향이 적은 항구를 통해 유통되는 옥수수를 선택할 시 실제 수출항과 비교하여 더 낮은 환경영향의 옥수수를 수출 혹은 수입할 수 있는 가능성을 보여준다.
따라서 항구별 환경영향의 차이를 고려한 수출항구의 선택이 수입옥수수의 환경영향에 어떠한 영향을 주는지 분석하였으며, 이를 위해 우리나라를 대상으로 옥수수를 수출하는 8곳의 항구 중에서 생산과정의 온실가스 발생량과 관개용수량을 최소로 할 수 있는 항구를 각각 선택하였다. 또한 선택된 항구가 한국으로의 수출량을 모두 수용하지 못 할 경우, 그 다음으로 환경영향이 적은 수출항구의 수용량에 맞춰 옥수수를 할당하였다. 온실가스의 경우 생산과정에서 뿐만 아니라 운송과정에서도 발생되기 때문에, 생산과 운송단계에서의 발생량 변화를 각각 살펴보았다. 관개용수량은 운송과정에서 소모되는 양이 없으므로, 생산과정에서의 변화만을 평가하였다.
온실가스의 관점에서 생산과정의 발생량이 가장 적고 한국의 수입량을 모두 수용할 수 있는 Portland (Oregon) 항구를 통해 옥수수를 유통할 경우, 생산과정에서 약 1,100만 kg CO2e(약 7%)의 온실가스를 저감할 수 있는 것으로 예상되었다. 운송과정에서는 기존 8곳의 항구와 비교하여 푸드마일은 18%(10억 ton⋅km) 감소함에도 불구하고, 온실가스 발생량은 1.5% 상승하게 된다. 이는 수출항의 선택을 통해 해상운송단계의 푸드마일은 감소하게 되나, 미국 내 육로운송단계의 푸드마일이 증가하면서 육로운송수단을 이용하는 거리가 확대됨에 따라 온실가스의 측면에서 더 부정적인 영향을 미치기 때문이다. 결과적으로, 수출항의 선택을 통해 생산과 운송과정을 포함하여 총 1,000만 kg CO2e의 온실가스 배출량이 저감되는 것으로 기대할 수 있다. 감축된 온실가스의 가치를 탄소배출권 시장에서 2019년 1월 거래된 온실가스의 가격(25원/kg)을 적용하여 금액으로 환산하면 2.5억 원에 달한다.
온실가스 발생량을 최소로 할 수 있는 수출항의 선택을 통해 운송과정의 온실가스 발생량이 다소 증가하는 것으로 분석되었음에도 불구하고 우리가 수출입 곡물의 선택을 지향해야 하는 이유는 온실가스 발생량은 향후 운송연료의 대체, 운송수단의 효율 상승을 포함한 운송기술의 지속적인 발달을 통해 감축될 수 있으리라 예상되기 때문이다. 또한 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)에서 2020년 시행예정인 운송부문의 온실가스 감축전략을 위한 황산화물(SOx) 배출규제(연료 내 황 함유량 0.5% 이하)를 통해 운송과정의 온실가스 발생량을 더욱 감소할 수 있을 것으로 전망된다. 실제로 황 함유량이 0.5 wt.%로 적은 경유 기반의 벌크선과 LNG 기반의 벌크선을 활용할 경우, 기존 중유 기반의 벌크선(황 함유량 1.0 wt.%)에 비해 저감할 수 있는 온실가스 배출량은 각각 21%(0.003 kg CO2e/ton‧km)와 41%(0.006 kg CO2e/ton‧km) 달할 것으로 보인다.
관개용수량 관점에서는 관개용수의 소모가 가장 적은 New York City 항구에서 한국의 수입량을 모두 수용하지 못한다. 이에 항구별로 관개용수량의 소모가 적은 순서대로 각 항구의 수용량에 맞추어 옥수수의 공급량을 할당하였다. 이러한 과정을 통해 선택된 수출항은 New York City, Norfolk, San Francisco, Portland로, 수출항구의 선택으로 저감할 수 있는 관개용수량은 기존 소비량인 5,000만 m3의 약 88%에 해당하는 4,400만 m3으로 예상되었다.
본 연구에서는 국내 수입곡물의 생산단계와 운송단계를 포함한 환경영향을 평가하고, 실제 생산지를 고려한 종합적인 수입곡물의 환경영향 평가를 통해 보다 친환경적으로 생산된 곡물의 수입을 통한 환경영향 개선 잠재력을 평가하였다. 그 결과를 바탕으로 보다 친환경적으로 생산된 곡물의 수입을 장려하기 위해 에코라벨링(Eco-labeling)과 같은 친환경 인증제를 제안하고자 한다. 에코라벨링은 ISO 14024의 정의에 따라 제품의 생산, 유통, 소비 등 전과정의 환경영향을 평가하여 친환경제품임을 인증하는 라벨링을 의미한다.
우리나라의 경우에도 유기농법으로 재배된 농산물이나 저농약, 저비료 농산물을 인증하는 친환경농산물 라벨링이 활성화되어 있다. 특히 유기농산물의 시장규모는 2007년에 1,700억 원에서 2017년에 4,300억 원으로 10년간 153% 증대되었다. 이러한 시장규모의 증가는 친환경 농산물의 가격이 조금 더 비싸더라도 많은 사람들이 금액을 지불하고 구입하는 것으로 설명될 수 있다. 이와 같은 개념이 수입곡물에도 적용될 수 있으리라 생각되며, 공정무역의 경우처럼 생산물의 가격이 조금 더 혹은 많이 비싸더라도 생산자에게 적절한 노동의 대가를 지급하는 상품을 거래하겠다는 취지와 같이 환경에 초점을 맞춘 곡물무역으로 보다 친환경적으로 생산된 곡물을 수출 혹은 수입하는 노력을 자극할 수 있으리라 예상한다.
본 연구는 향후 곡물을 포함한 모든 농산물 교역에서 실제 생산지를 고려한 환경영향평가 연구와 보다 친환경적인 국제무역을 위한 의사결정 연구의 기반이 될 수 있으리라 사료된다. 본 연구의 접근법과 결과를 바탕으로 생산과 운송단계의 환경영향을 동시에 고려하여 친환경적으로 인증된 곡물을 수입하는 경우 곡물무역의 환경영향 개선에 기여할 수 있을 것으로 예상하며, 환경영향이 적은 곡물을 수출 혹은 수입하는 기업의 이미지를 제고하는 등 다양한 효과를 이끌어 낼 수 있을 것으로 전망한다. 또한 친환경 수입곡물에 대한 관세를 감축시키고 무역회사에 보조금을 지급하는 등의 방안을 통해 교역곡물의 생산단계와 운송단계에서 발생되는 부정적인 환경영향을 개선함과 더불어 곡물교역을 위한 더 나은 환경을 만들어 볼 수 있으리라 기대한다.
The environmental impacts of the international crop trade have increased due to higher trade volume and longer transportation distances, which have caused increased greenhouse gases (GHGs), fine particulate matter (PM2.5), and other environmental pollutants. Environmental concerns about the international crop trade have steadily grown as citizens become more aware of global environmental issues related to GHGs and PMs. One of the major challenges for the international food supply is how to alleviate the environmental impacts of crop trade.
Food miles have been generally used to measure the environmental implications of crop transportation because it is a useful indicator to evaluate the environmental impacts associated with food transportation from field to plate considering volume and distance. Buying local food is a movement to encourage people to purchase food locally in an effort to reduce the environmental impacts of food miles. However, most studies on food miles have focused on the transportation of imported crops even though crop production typically has a greater environmental impact than crop transportation.
Crop production is a major contributor to environmental emissions such as GHG emissions and N2O because crop cultivation requires fertilizers, pesticides, energy, and various synthetic inputs. In addition, the impact of these input on crop production varies widely by region because farming conditions such as tillage practices, water availability, regional climate, and resource productivity are spatially different. The regional farming districts that supply the crops also impacts the environmental variation of imported crops.
It is difficult, however, to examine both crop mobility and supply regions. Thus, most related studies have not included the environmental implications of the stages (i.e., production, transportation stages) of imported crop production. Tracing counties that supply food and insights on spatial variation based on supply chain analysis provides a transparent environmental record of imported crops.
Thus, the goal of this study is to evaluate the implications of regional variability in terms of the embedded environmental impacts of imported crops on the supply chain from farm to market. First, the categorical environmental impacts of the transportation stages of South Koreas major imported crops are analyzed using food miles. Second, the county-level subnational mobility from field to port of exported corn in the US, the highest number of food miles to South Korea, is estimated and the associated environmental impacts of exported corn are evaluated including production and transportation stages. Finally, the potential environmental benefits of port choices for eco-friendly corn are evaluated considering both production and transportation.
The environmental impacts of food miles for major imported crops (i.e., corn, wheat, and soybeans) was analyzed using a food-mile minimization model focusing on the transportation stages of the major crops. The food-mile model was designed so the major crops travel the shortest distance from farm to market. The origins of imported corn from the US was estimated based on the cost minimization model, which spatially links the corn supply chain of export ports and producing counties, and their associated GHG emissions and irrigated water use intensity in the production stage.
The environmental impact of minimum food miles for major imported crops were evaluated from GHG and PM2.5 emissions perspectives using life-cycle assessment (LCA). This study reflected the unit impact (per ton‧km) of GHG and PM2.5 emissions by the transportation modes for each stage: land (field-to-export), maritime (export-to-import), and land (import-to-end points). The study showed that GHG emissions were mostly generated in the land transportation stage of the major crops (over 50%). In contrast, the PM2.5 emissions tended to be higher in maritime shipping, representing about 70%.
The key contributor of the categorical differences was the transportation mode. The unit impact of GHG emissions was even greater for trucking (1.29e-01 kg CO2e/ton‧km) than rail (1.51e-02 kg CO2e/ton‧km) and bulk carrier (3.24e-03 kg CO2e/ton‧km). However, the PM2.5 emissions showed comparatively few differences in the modes. Thus, the most significant impact was caused by the maritime stage, which had the most food miles from all export countries and items. The categorical differences in the transportation modes highlight the need for further examination of other environmental impact categories.
The cost minimization model connected 191 US export corn producing counties and 32 ports for exported corn and their associated environmental impact. The main findings were the port-level variability of GHG emissions and irrigated water use intensity during the production stage of US export corn. The corn production impact of GHG at the port level ranged from 0.187 to 0.549 kg CO2e/kg (on average 0.363 kg CO2e/kg). The average consumed irrigated water was 0.135 m3/kg was consumed for corn production, but the maximal use was 0.873 m3/kg. Some ports that were linked with many non-irrigating counties revealed a large difference between the average and maximal use of irrigated water. The port-level variability makes it possible to export corn with fewer environmental impacts considering the spatial trends of corn production.
This study estimated the environmental benefits of port selection for US corn exported into South Korea. The optimal export ports that can minimize the environmental impact were selected considering the port-level variability of the impact. The results show that GHG emissions can be reduced up to 10 million kg CO2e (totaling ▾5.3%; production impact ▾7%, transportation impact ▵1.5%) based on the selected port. Despite the negative implications of GHG emissions in the transportation stages according to the port selection, high-tech transportation modes such as future innovations in renewable energy-driven initiatives will significantly reduce in transportation impact in the future. From the irrigated water use perspective, the expected reduction based on the recommended selected ports in this study was roughly 90% (from 49.9 million m3 to 5.9 million m3). Counties linked to the optimal selected ports from largely non-irrigated regions contributed to a sizable reductions in irrigated water consumption.
The approaches described in this study show how crop trading companies and their partners can estimate the environmental impact of the traded crops considering the production impact. Based on the results, companies can explore better ways to reduce the environmental impact of exported or imported crops. This study discusses environmental labeling like eco-labeling, that can help decision-makers choose environmentally better crops. In addition, supporting subsidies for importing companies and cutting tariffs on the lower-impact crops will make these crops more attractive. These options will help address the growing calls for the crop trade to promote a better environment and encourage efforts to trade eco-friendly crops.
Language
eng
URI
http://dcollection.snu.ac.kr/common/orgView/000000159970
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Graduate School of International Agricultural Technology (국제농업기술대학원)Dept. of International Agricultural Technology (국제농업기술학과)Theses (Master's Degree_국제농업기술학과)
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