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연구원들은 총 온실 가스 배출량의 약 5%를 차지하는 비료의 전체 수명 주기 동안 탄소 발자국을 계산했으며(처음으로 정확하게 정량화됨) 탄소 배출량을 현재의 1/5로 줄일 수 있음을 발견했습니다. 2050년까지 수준.
우리의 작업은 기술적으로 가능한 것이 무엇인지, 개입이 의미 있는 부분에 대한 좋은 아이디어를 제공합니다. 배출 감소에서 빠르고 의미 있는 진전을 이루기 위해 가장 중요한 것에 대한 개입을 목표로 하는 것이 중요합니다.
안드레 카브레라 세레뉴
케임브리지 대학의 연구자들은 비료 배출의 3분의 2는 밭에 살포된 후에 발생하며, 배출의 1/3은 생산 공정에서 발생한다는 사실을 발견했습니다.
질소 기반 비료는 이미 온실가스 배출의 주요 원인으로 알려져 있지만, 생산에서 배치에 이르기까지 전체 기여도가 완전히 정량화된 것은 이번이 처음입니다. 그들의 분석에 따르면 분뇨와 합성 비료는 연간 2.6기가톤의 탄소를 배출하는 것으로 나타났습니다.
비료로 인한 탄소 배출량을 시급히 줄여야 합니다. 그러나 이것은 세계 식량 안보의 필요성과 균형을 이루어야 합니다. 이전 연구에서는 전 세계 인구의 48%가 합성 비료로 재배된 작물을 먹고 있으며 2050년까지 세계 인구가 20% 증가할 것으로 예상했습니다.
케임브리지 연구원들은 식량 안보를 유지하면서 비료 배출량을 줄이기 위해서는 확장 가능한 기술 및 정책 솔루션의 조합이 필요하다고 말합니다. 그러나 그들은 그러한 솔루션이 대규모로 구현될 수 있다면 생산성 손실 없이 분뇨 및 합성 비료의 배출량을 현재 수준의 1/5로 80%까지 줄일 수 있을 것으로 추정합니다. 그들의 결과는 저널 Nature Food에 보고되었습니다.
“놀랍게도 우리는 전 세계적으로 얼마나 많은 화학 물질을 생산하고, 어디로 가는지, 어디에 어떻게 축적되는지, 얼마나 많은 배출물을 생성하고 얼마나 많은 폐기물을 생성하는지 실제로 알지 못합니다.”라고 공동 저자인 André Cabrera Serrenho 박사는 말했습니다. 케임브리지 공학과.
Serrenho와 그의 공동 저자인 Yunhu Gao는 석유화학 산업의 두 가지 주요 제품 중 하나인 비료의 총 영향을 정확하게 측정하는 프로젝트에 착수했습니다. 석유화학 산업에서 생산되는 모든 제품 중 대다수(74%)는 플라스틱 또는 비료입니다.
“배출량을 줄이기 위해서는 환경에 덜 해로운 비료를 만들기 위해 우리가 할 수 있는 모든 개입을 식별하고 우선순위를 지정하는 것이 중요합니다.”라고 Serrenho는 말했습니다. “하지만 그렇게 하려면 먼저 이러한 제품의 전체 수명 주기에 대한 명확한 그림이 필요합니다. 당연하게 들리겠지만 사실 우리는 이런 것들에 대해 아는 것이 거의 없습니다.”
연구자들은 전 세계 9개 지역에서 질소 비료의 생산과 소비 및 지역적 배출 요인을 조정하여 수명 주기의 모든 단계에 따라 2019년 거름 및 합성 비료의 전 세계 흐름과 배출량을 매핑했습니다.
분석을 마친 후 연구원들은 다른 많은 제품과 달리 비료 배출의 대부분이 생산 중이 아니라 사용 중에 발생한다는 사실을 발견했습니다.
“이것이 배출의 주요 원인이라는 것이 놀랍습니다.”라고 Serrenho는 말했습니다. “그러나 수명 주기의 모든 지점에서 모든 배출량을 정량화한 후에야 생산성 손실 없이 배출량을 줄이기 위한 다양한 완화 방법을 살펴볼 수 있습니다.”
연구원들은 다양한 완화 방법의 최대 이론적 영향을 나열하고 정량화했습니다. 대부분은 이미 알려져 있지만 최대 잠재적 효과는 정량화되지 않았습니다.
합성 비료 생산으로 인한 배출은 대부분 암모니아 합성에서 발생하며 부분적으로는 생산 공정에서 사용되는 화학 반응으로 인해 발생합니다. 생산 단계에서 가장 효과적인 완화는 업계가 가열 및 수소 생산을 탈탄소화하는 것입니다. 또한 비료는 박테리아가 아산화질소를 형성하는 것을 방지하는 질산화 억제제라는 화학 물질과 혼합될 수 있습니다. 그러나 이러한 화학 물질은 비료를 더 비싸게 만들 가능성이 있습니다.
“비료를 더 비싸게 만들려면 농부와 비료 회사에 재정적 인센티브가 필요합니다.”라고 Serrenho는 말했습니다. “농업은 그 자체로 믿을 수 없을 정도로 힘든 사업이며 농부들은 현재 배출량을 줄인 것에 대해 보상을 받지 못하고 있습니다.”
그러나 비료 관련 배출량을 줄이는 가장 효과적인 단일 방법은 우리가 사용하는 비료의 양을 줄이는 것입니다. “우리는 비료 사용에 있어 믿을 수 없을 정도로 비효율적입니다.”라고 Serrenho는 말했습니다. “우리는 필요한 것보다 훨씬 더 많이 사용하고 있으며 이는 경제적으로 비효율적이며 이는 농업 관행에 달려 있습니다. 비료를 보다 효율적으로 사용하면 비료가 훨씬 적게 필요하므로 작물 생산성에 영향을 미치지 않으면서 배출량을 줄일 수 있습니다.”
연구원들은 또한 지역에 따라 다른 전 세계에서 사용되는 비료의 혼합을 조사했습니다. 연구자들은 전 세계적으로 요소와 같이 배출량이 가장 높은 일부 비료를 질산암모늄으로 대체하면 배출량을 20~30% 더 줄일 수 있다고 말합니다. 그러나 이것은 비료 산업을 탈탄소화한 후에만 유익할 것입니다.
“완벽한 솔루션은 없습니다.”라고 Serrenho는 말했습니다. “우리는 식량을 생산하는 방법과 어떤 종류의 경제적 인센티브가 가장 효과적인지 재고해야 합니다. 아마도 그것은 농부들에게 더 적은 배출량을 생산하도록 비용을 지불하는 것을 의미하고 아마도 그것은 음식에 더 많은 비용을 지불한다는 것을 의미할 것입니다. 우리는 탄소 배출을 줄이면서 세계를 먹여 살릴 수 있는 재정, 기술 및 정책 솔루션의 올바른 조합을 찾아야 합니다.”
Serrenho와 Gao는 그들이 분석한 모든 완화 조치를 실행함으로써 비료 부문의 배출량을 2050년까지 80%까지 줄일 수 있을 것으로 추정합니다.
Serrenho는 “우리의 작업은 무엇이 기술적으로 가능한지, 무엇이 큰지, 개입이 의미 있는 부분에 대한 좋은 아이디어를 제공합니다. 배출량 감소에서 빠르고 의미 있는 진전을 이루기 위해 가장 중요한 것에 대한 개입을 목표로 하는 것이 중요합니다.”라고 말했습니다. .
이 연구는 조나단 컬렌(Jonathan Cullen) 교수가 이끄는 C-THRU 프로젝트의 일부로, 영국 및 미국 대학 4곳의 연구원들이 글로벌 석유화학 공급망의 배출량을 명확하게 하기 위해 노력하고 있습니다.
원본 기사: 2050년까지 비료로 인한 탄소 배출량을 80%까지 줄일 수 있습니다.<
더 보기: 케임브리지 대학교<
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