3차원 모델링을 통한 그루터기 목재 에너지의 새로운 환경영향 정보

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-06

나무 그루터기와 뿌리 시스템은 바이오에너지 원료물질로서 상당한 잠재력을 가지고 있지만 환경 영향 측면에서 논란의 여지가 남아있다. 핀란드와 노르웨이 연구자들은 회수된 그루터기와 뿌리 시스템의 정확한 3차원 모델을 만들어내기 위해 새로운 방법을 개발하는데 성공하였다. 이번 모델을 통해 그루터기 목재 에너지가 산림의 탄소 저장 용량에 미치는 영향, 생물다양성 및 회복 지대의 토양 구조에 관한 새로운 정보를 얻을 수 있게 되었다. 나무 그루터기와 뿌리 구조체는 핀란드 산림에서 수확되는 목재 에너지 중 약 15%를 차지하고 있다. 매 10곳의 개벌(clearcutting) 지역 중 한 곳에서 나무 그루터기가 회수되는 셈이며, 전체적으로는 매년 10,000~20,000 헥타르에 달하는 규모이다. 최대 규모의 경우 핀란드 헬싱키 크기와 맞먹는 수준이다. 나무 그루터기 회수에 따른 환경 영향은 수확되는 그루터기와 뿌리 시스템의 구조에 따라 변하게 된다. 그루터기와 뿌리의 크기는 산림 탄소 균형에 미치는 영향을 결정하는 가장 중요한 인자이다. 반면 생물 다양성에 미치는 영향은 지상의 견고한 나무 그루터기의 수량에 의해 변하게 된다. 또한 토양 구조에 미치는 영향의 경우, 뿌리가 얼마나 깊고 널리 분포되어있는지에 따라 그 결과가 변하게 된다. 이번에 개발된 새로운 개발법은 레이저 주사와 3차원 모델링을 통합하여 만들어졌으며, 이를 통해 나무의 그루터기와 뿌리 구조의 정확한 이미지를 빠르게 산출할 수 있도록 하였다. 나무 뿌리가 회수된 지역을 상대로 연구한 결과, 전체 뿌리 시스템 중량 중 50% 이상이 나무 그루터기로 구성되어 있었으며, 두께 5 cm 이하의 소규모 뿌리 형태는 전체 중량 중 20%를 차지하고 있었다. 하지만 나무 그루터기의 일부만이 지상에 존재하며, 전체 뿌리 시스템 중량의 5~25%가 생물 다양성 유지에 중요한 역할을 하는 커다란 나무 잔해로 구성되어 있다. 이러한 커다란 크기로 인해, 산림에서 발견되는 나무 그루터기와 뿌리 시스템은 느리게 분해되며 수십 년간 탄소를 계속해서 저장할 수 있게 된다. 이러한 특성은 그루터기 목재 에너지의 기후 영향을 증대시키게 된다. 하나의 나무 뿌리가 분포하는 넓이는 1.5~5 m2에 달하며, 대부분의 뿌리는 지하 10~40 cm 깊이에서 존재하게 된다. 만약 1헥타르 크기의 토지에서 500개의 나무 그루터기를 회수할 경우, 토양 구조에 미치는 피해는 전체 토지 영역의 5~25%에 달하게 된다. 또한, 나무 그루터기를 회수하기 위해 도입되는 임업 중장비도 토양 구조에 상당한 피해를 입히게 된다. 핀란드와 노르웨이 연구진을 통해 개발된 새로운 3차원 모델링 기법을 통해, 다양한 나무 그루터기 회수 지역에서 발생되는 산림 에너지의 환경영향에 관한 데이터 수집이 용이하게 되었다. 이렇게 수집된 데이터는 필요할 경우 산림 환경 영향을 개선하는데 활용될 수 있으며, 나무 그루터기 회수 과정에서의 지속가능성 요건 충족에 기여할 수 있다. 본 연구에서 활용된 전체 나무 뿌리 시스템의 대부분은 그루터기 또는 두꺼운 지하 뿌리 형태로 존재하는 것이었다. 나무 뿌리 시스템의 크기를 측정하기 위해 공기 중에서 일차적으로 무게를 측정한 후 노르웨이 협만의 물속에서 추가 측정하였다. 해당 연구 결과는 “Forests” 최신호에 게재된다. 150102113314-large.jpg http://www.sciencedaily.com/releases/2015/01/150102113314.htm