미국 남동부 목재 펠렛 산업이 지역 산림 탄소 저장량에 미치는 영향

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 19449(2022) 이 기사 인용

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우리는 동시대의 지역 산림 탄소 성분 풀(살아있는 나무, 죽은 나무, 토양) 및 총 자원에 대한 세계적으로 중요한 목재 의존 펠릿 산업의 순 영향을 평가했습니다. 우리는 미국 해안 남동부의 산업 동시 및 지연 효과를 추론하기 위해 2000년부터 2019년 사이 산림 재고 데이터에 대한 사후 일치 차이 차이 분석을 수행했습니다. 결과는 동시대의 탄소 중립을 나타냅니다. 우리는 살아있는 나무 내의 탄소 저장소에 대한 순 증분 효과를 발견했으며, 죽은 나무나 토양 저장소에 대한 순 효과는 발견하지 못했습니다. 그러나 우리는 토양의 낮은 탄소 수준, 조달 압력 증가 및 대규모 공장 펠릿화 용량과 관련된 혼합 효과, 상업적 조달 거리를 넘어 서 있는 죽은 나무 탄소 저장고에 대한 가능한 유출 효과를 발견했습니다. 비록 탄소 저장고 사이에 일부 상충관계가 존재하기는 하지만, 이 특별한 맥락과 기간의 목재 펠릿 산업이 산림 탄소 중립이라는 전반적인 조건을 충족했다는 강력한 증거가 있습니다.

전 세계 국가들은 경제를 탈탄소화하기 위한 전략을 채택하고 있습니다1,2. 탈탄소화 경로 중 하나는 유럽 연합(EU) 바이오경제 전략 및 재생 에너지 지침1,3,4에 설명된 대로 에너지 생성에서 화석 연료를 생물 자원으로 대체하는 것입니다. 바이오에너지(바이오매스에서 생성된 에너지)는 EU28(EU27 및 영국) 최대의 재생 가능 에너지원으로, 열과 전력 생산에 있어 주요 바이오 연료인 숲에서 조달한 목질 바이오매스를 사용합니다5. 전 세계적으로 EU28은 바이오 연료로 사용되는 펠릿화 목재의 가장 큰 시장입니다. 재생 에너지 지침이 채택된 후 2009~2019년 기간 동안 EU28로의 목재 펠릿 내부 거래는 3배 이상 증가했고 EU28로의 수입은 7배 증가했습니다3,4. 2020년에 미국은 목재펠릿의 세계 최대 생산국(20%, 중량)이자 수출국(25%, 중량)이었으며, EU281에 대한 목재펠릿의 주요 역외 공급국이었습니다. EU28에 대한 미국의 수출은 2009~2019년 기간 동안 12배 증가하여 680만 Mg(1 Mg = 1 미터톤)에 이르렀습니다6. 2020년 전 세계 목재 펠릿 생산량은 4,200만 Mg을 넘어섰고, 무역 가치는 2020년에 43억 달러를 넘어섰습니다7.

에너지 부문의 탈탄소화에 기여하는 바이오연료의 용량은 육상 탄소(C) 저장량을 고갈시키지 않는 조달과 불가분의 관계가 있습니다8,9. 그러나 이 전제에 대해서는 다양한 견해가 있으며10,11,12,13 이를 테스트하는 강력한 경험적 분석이 부족합니다. 지역 산림 탄소 축적량에 대한 목재 의존 바이오연료 산업의 영향에 대한 현재의 이해는 실증적 평가가 거의 없이 시장 전망12,13 및 최신 지식 종합14,15에 초점을 맞추고 있습니다. 다른 경제 부문, 사회적 행위자 및 자연 교란과 겹치는 목재 기반 바이오 연료 산업의 영향을 식별하는 복잡성으로 인해 실증적 평가가 부족합니다15,18.

여기서 우리는 우디 바이오매스를 펠릿화하는 산업이 살아있는 나무, 죽은 나무 및 토양 내의 총 C 축적량과 개별 구성 요소 풀에 영향을 미쳤는지 여부를 평가하기 위해 사후 일치 차이 차이(DiD) 접근 방식을 사용했습니다. 우리는 2000~2019년 기간 동안 샘플링한 상업 관리에 적합한 사유지 및 공유지(목재지)에 위치한 국가 산림 목록(NFI) 플롯에서 C 재고를 추적했습니다. 이 기간 동안 목재 펠릿의 연간 제조 능력은 미국 남동부 해안 지역인 앨라배마, 조지아, 플로리다, 미시시피, 노스 캐롤라이나, 사우스 캐롤라이나 및 버지니아에서 40,823,000 Mg에서 6,652,000 Mg으로 증가했습니다(그림 1). 우리는 가능한 유출 영향을 조사하기 위해 목재 펠렛 밀 중심, 비틀림 조정 측지 반경 및 확장된 반경에 걸쳐 측정된 널리 사용되는 상업 조달 거리 내에 위치한 NFI 플롯을 식별했습니다. 우리는 총 C 재고 및 구성 요소 풀에 대한 동시, 지연 및 순 동시 산업 효과(각각 현재 연도 내의 영향, 5년 간격의 지연된 영향, 동시 및 지연 효과의 순 영향을 나타냄)를 테스트했습니다. 우리는 목재 펠릿 제조의 급격한 증가로 인해 지역 산림 탄소 축적량에 대한 산업적 영향을 통계적으로 탐지할 수 있을 것으로 기대했지만 방향적 영향에 대해서는 상반된 입장을 보였습니다.