물 발자국 계산은 육계용 병아리의 부화에서부터 가공단계로 하고, 산업화된 사육방식을 기준으로부화 → 양계 → 가공과 사료를 대상으로 했다.
물 발자국 계산방법
1. 사 육
살아있는 동물의 물 발자국은 직접요소와 간접요소로 구성돼 있다. 전자의 직접적인 요소는 가축에게 주는 물과 사육장의 깨끗한 환경을 조성하기 위해 사용되어지는 물의 양이고, 후자의 간접적인 물은 가축에게 주는 사료가 갖고 있는 물의 양이다. 한 동물의 물 발자국은 다음과 같다.
2. 제조 과정
제조 단계의 수자원 사용량 산정은 공정·합계 방식과 단계·축적방식의 두 가지 방법이 있다. 공정·합계 방식은 특별한 경우에 적용할 수 있으며, 단계·축적방식은 일반적인 접근법이다.
단계·축적 방식은 어떠한 제품을 생산하기 위해 진행돼 온 과정에서 필요한 투입물 물 발자국과 그 과정의 물발자국으로 제품 물 발자국을 계산하는 방법이다.
프로세스 과정에서 추가적으로 발생하는 물이 있다면, 전체적인 물 발자국이 여러 결과물들로 분배되기 전에 투입물 물 발자국에 추가된다. p라는 결과물의 물 발자국은 다음과 같다.
WFprod[p]는 결과물 p 물 발자국이고, WFprod[i]는 투입물 I 물 발자국이고, WFproc[p]는 y라는 투입물을 z라는 결과물로 바꾸는 과정의 물 발자국이다. 단위는 가공된 상품 p의 단위당 물 사용량으로 나타낸다[volume/mass]. 변수 fp[p,i]는 상품의 종류 수이고, 변수 fv[p]는 상품의 가치를 나타낸다.
3. 사 료
일반적으로 사료의 성분은 약 85% 이상(옥수수 50%, 소맥 10%, 대두 등 기타 곡물류 25%)의 곡물혼합 사료를 사용하는 것으로 가정하며, 각각의 곡물이 보유하고 있는 물 발자국 양은 WFN의 자료를 참고해 산출한다.
4. 대상 품종의 사육특성 전제 : 육계용 품종 코브
사육 기간 : 약 30일
사육 규모 : 2만 5,000만 마리
사료 투입 : 3만 2,000 ~ 4만 8,000kg/월
음수 투입 : 6만 4,000 ~ 9만 6,000ℓ/월
단계별 물 발자국 계산
1 사료 물 발자국 Total값 최고치 산출
WFfeed,top = (옥수수의 물 발자국량 X 50%) + (소맥의 물 발자국량 X 10%) + (최대치를 가진 곡물의 물 발자국량 X 25%) - (식3)
WFfeed,top,green = 474 + 128 + 617 = 1219[ℓ/kg]
WFfeed,top,blu = 40 + 34 +38 = 112[ℓ/kg]
WFfeed,top,grey = 97 + 20 +41 = 158[ℓ/kg]
WFfeed,top = WFfeed,top,green + WFfeed,top,blue +
WFfeed,top,grey = 1,219 + 112 +158 = 1,489[ℓ/kg]
2 사료 물 발자국 Total값 최저치 산출
WFfeed,bot = (옥수수의 물 발자국량 X 50%) + (소맥의 물 발자국량 X 10%) + (최저치를 가진 곡물의 물 발자국량X 25%) - (식4)
옥수수 = Green : 947, Blue : 81, Grey : 194,
Total : 1,222
50%값 = Green : 474 , Blue : 40, Grey : 97,
Total : 611
WFfeed,bot,green = 474 + 128 + 303 = 905 [ℓ/kg]
WFfeed,bot,blue = 40 + 34 +20 = 94[ℓ/kg]
WFfeed,bot,grey = 97 + 20 +33 = 150[ℓ/kg]
WFfeed,bot = WFfeed,bot,green + WFfeed,bot,blue +
WFfeed,bot,grey - (식5)
= 905 + 94 + 150
= 1,149[ℓ/kg]
기타곡물 25%의 조합비율에 따라 물 발자국량의 수치는 달라질 수 있으며, 최고치와 최저치의 평균값으로 사료의 총 물 발자국량으로 계산한다.
WFfeed = ( WFfeed,top + WFfeed,bot ) / 2 - (식6)
= ( 1,489 + 1,149 ) / 2
= 1319 [ℓ/kg]
3. 양계단계 물 발자국
2만 5,000마리 닭에게 1개월 당 평균 4만kg의 사료와 평균 8만ℓ의 음수가 필요하다. 이 값은 1마리당 평균 1.6kg의 사료와 평균 3.2ℓ의 물을 공급해주는 것이다. 이는 (식7)으로 나타낼 수 있다.
WF양계 = (WFfeed[3.1] X 1.6) + WFdrink[3.2] +
WFserv[3.2] - (식7)
사료단계에서 산출된 사료의 물 발자국은 1319ℓ/kg을 1.6kg의 사료 값으로 환산하게 하면,
WFfeed,green = (WFfeed,top,green+WFfeed,top,green ) / 2
= 1,699 [ℓ/kg]
WFfeed,blue = ( WFfeed,top,blue +WFfeed,top,blue ) / 2
= 165 [ℓ/kg]
WFfeed.grey = ( WFfeed,top,grey +WFfeed,top,grey ) / 2
= 246 [ℓ/kg]
WF양계 = (1,699 + 165 +246 ) + 3.2
= 2,113.2 [ℓ/kg]
4 가공단계
기준 (1일 : 30만 마리) 생산공정에서 각 과정별로 소요되는 물의 양은 아래의 표와 같다.
하루 평균 30만 마리 닭을 가공하는데 소요되는 물의 양은 약 4,000[m3/일]으로 [ℓ/일] 단위로 환산하면 400ℓ의 물이 소요된다. 가공 단계에서 닭 1마리 당 소요되는 물의 양은 13.33ℓ이다.
WFgrey 물 사용량이 전체비중의 2.7%로 나타났으며, 본고에서는 담수 사용인 WFblue의 수치에 포함해 계산했다.
양계, 가공단계를 거쳐 각 단계별로 산출된 물발자국은
WFgreen : 1,699 , WFblue
: 181.53 , WFgrey
: 246, Total =
2,126.53[ℓ/마리] 로 계산되며, 그림과 같다.
참고자료
◈ The Water Footprint Assessment Manual Setting The Global Standard Arjen Y.
Hoekstra, Ashok K. Chapagain
◈ Water Footprint Manual state of the Art 2009. Arjen Y.Hoekstra, Ashok K.
Chapagain.
◈ A Global Assessment of the Water Footprint of Farm Animal Projects. Mesfin m.
Mekonnen and Arjen Y. Hoekstra 2012
◈ water footprint 개념을 이용한 가전제품의 수자원 사용량 산정에 관한 연구
(세탁기를 중심으로) 2011.02 김우람 인하대학교.
◈ 제품 수준의 Water Footprint 산정을 위한 물-경제 투입산출모형 개발 및 적용 :
Blue, Green, Grey water footprint 산정 / 김영현 / 건국대학
◈ http://www.harim.com/
박석하 박사
(주)로지스파크닷컴 대표
(사)녹색물류학회 부회장
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