[이미디어= 황원희 기자] 전략적으로 옥수수와 콩 밭에 다년생 풀을 심으면 토양 침식, 비료 유출 및 온실 가스 배출을 포함한 노지 작물 재배의 의도치 않은 환경적 결과를 해결하는 데 도움이 된다. 그러나 농지의 일부를 대초원으로 다시 전환하는 일은 농부들에게 재정적인 이점을 주어야 하므로 아이오와 주립대학의 리사 슐트 무어(Lisa Schulte-Moore) 박사가 이끄는 연구진은 지난 6년 동안 수확된 풀을 수익성이 좋은 재생 가능한 천연가스로 바꾸는 효율적인 방법을 연구했다.

연구진이 최근에 발표한 동료 평가에 따르면 다양한 환경과 관점에서 시스템의 윈-윈 가능성을 구체화하는 데 도움이 되는 분석을 통해 목초지를 통한 가스 생산의 경제성을 모델링했다고 밝혔다. 그에 따르면 천연가스를 지속가능한 농업을 활성화하는 자원으로 대체하려면 얼마나 많은 에너지를 생산할 수 있는지 정량화하고 비용 효율적이며 환경 친화적일 수 있다는 것을 보여줄 수 있어야 한다고 알렸다.

이 연구는 2020년에 1,000만 달러의 연방 보조금, 2022년에 1,000만 달러의 또 다른 연방 지원, 월튼 패밀리 재단으로부터 약 65만 달러에 의해 부분적으로 자금이 지원된다. 이 작업은 혐기성 소화조의 사용을 최적화하고 확장하는 데 중점을 둔다. 바이오가스는 산소 없이 유기물이 생분해되는 자연적 과정인 혐기성 소화로 방출된다. 탱크와 같은 소화조에 포획된 바이오가스는 석유 기반 천연 가스로 쉽게 대체되는 연료로 처리될 수 있다. 또한 전기 발전기에 전력을 공급하고 비료를 생산할 수 있다.

아이오와대 연구진은 주변의 소화기 네트워크가 도시의 열과 전력 수요를 어떻게 공급할 수 있는지 모델링했다. 가축 분뇨, 바이오연료 부산물, 음식물 쓰레기, 폐수는 최대 10개의 소화기를 위한 공급 원료로서 목초지 바이오매스와 합류된다. 시설의 위치, 크기, 수는 네트워크가 주로 천연가스를 생산하도록 설계되었는지 아니면 전력을 생산하도록 설계되었는지에 달려 있다.

분석 결과 재생 가능한 천연가스 생산이 가장 경제성 있고 실용적인 것으로 나타났으며, 원가는 기존 천연가스의 평균 가격의 약 두 배에 달했다. 청정에너지 생산을 지원하는 인센티브는 가격 경쟁력을 높이는 데 도움이 될 수 있다. 

글로벌 체인지 바이올로지 바이오에너지(Global Change Biology Bioenergy)에 발표된 한 연구는 미주리주 북서부와 아이오와주 남서부의 그랜드 리버 분지에서 목초지에서 가스를 처리하는 두 개의 가상 소화조의 경제적, 환경적 영향을 모델링했다.

연구원들의 분석에 따르면, 예상되는 20년 수명 동안, 소화기는 최상의 조건에서 총 4억 달러 이상의 이익을 창출할 것으로 보인다. 20년 동안 생성된 4,500만 기가줄의 재생 가능한 천연 가스는 화석 연료에서 파생된 천연 가스보다 83% 더 낮은 탄소 발자국을 가진다. 또한 배출량은 옥수수를 기반으로 하는 에탄올 또는 대두를 기반으로 하는 바이오디젤보다 더 낮을 것으로 예상된다.

재생 가능한 천연가스를 생산하는 대부분의 기존 혐기성 소화조는 낙농 분뇨로 가동돼 왔기 때문에 잔디에서 어떻게 성과를 낼 것인지를 구체화할 필요가 있다.

연구에서 살펴본 수익성 있는 시나리오들은 기존의 탄소배출권 프로그램인 캘리포니아 저탄소 연료 표준과 연방정부의 재생 가능 연료 표준에 의존한다. 또한 가장 가치 있는 결과는 생산성이 낮은 일부 농지에 대한 높은 수확량의 잔디와 대초원 복원이 필요하다. 이에 연구진은 자본 비용을 포함해 알려진 모든 비용을 고려하여 가능한 현실화를 목표로 하고 있다.

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