산림청은 국내 산림탄소상쇄제도의 운영을 위해 ‘사회공헌형 산림탄소상쇄 운영표준’(이하 ‘운영표준’, KFS, 2014)을 고시하였다. 국내 산림탄소상쇄제도의 운영표준은 주로 미국 캘리포니아주의 상쇄제도인 CAR(Climate Action Reserve)을 벤치마킹하여 지침서(Protocol) 형식으로 작성되었다. 운영표준에는 신규조림/재조림, 산림경영, 식생복구, 목제품 이용, 산림바이오매스 에너지 이용 등 전체 사업유형별로 베이스라인 흡수량 및 이산화탄소 순흡수량 산정을 위한 수식과 방법을 제시하고 있다. 특히 산림경영에 대해서는 벌기령 연장, 수종갱신, 택벌경영 등을 사업 활동으로 고려하고 있다. 본 연구에서는 운영표준을 토대로 벌기령 연장을 통한 산림경영 사업의 이산화탄소 순흡수량 산정 수식과 방법을 주로 검토하였다.

VCS에는 산림과 관련된 14개 사업 방법론이 등록되어 있으며, 산림경영과 관련해서 벌기령 연장을 포함한 8개 방법론이 등록되어 있다. 국내 산림탄소상쇄제도와 CAR이 지침서 형태로 방법론을 제시하고 있는 것과 달리 VCS는 사업유형 혹은 활동별로 별개의 방법론을 개발하여 사용하고 있다. 즉, ‘벌기령 연장을 통한 산림경영 방법론’(VM0003), ‘벌채위주 경영에서 보호위주 경영 전환을 통한 사업 방법론’(VM0010)과 같이 구체적인 활동별로 방법론이 등록되어 있다. 본 연구에서는 ‘벌기령 연장을 통한 산림경영 방법론’(VCS, 2013)을 주로 검토하였다.

국내 운영표준과 VCS 방법론에 따른 이산화탄소 순흡수량의 차이를 분석하기 위해서 강원지방소나무, 중부지방소나무, 잣나무, 낙엽송, 편백의 5개 수종에 대해서 벌기령 연장에 따른 산림경영 사업 시나리오를 설정하였다. 모든 수종에 대해서 사업대상지 면적은 1 ha, 임령은 40년, 지위지수는 ‘중’으로 가정하였다. 사업기간은 30년, 35년, 40년을 각각 적용하여 사업기간에 따른 흡수량의 차이를 함께 분석하였다(Table 1). 따라서 5개 수종, 3개 사업기간 등 총 15개의 산림경영 사업 시나리오를 토대로 국내 운영표준과 VCS 방법론을 적용하여 이산화탄소 순흡수량을 분석하였다.

각 수종별 벌기령은 ‘산림자원의 조성 및 관리에 관한 법률 시행규칙’(2014)의 기준 벌기령을 적용하였으며(Table 2), 사업기간 동안 벌채를 하지 않고 벌기령을 연장하는 것으로 가정하였다. 베이스라인 시나리오의 경우에는 기준 벌기령에 도달하면 벌채를 시행하고, 벌채 후 동일수종으로 갱신조림을 실시하는 것으로 가정하였다.

벌기령 연장을 통한 산림경영 사업의 이산화탄소 순흡수량을 산정하기 위해서 우선 사업기간 동안의 재적생장 변화를 예측하여야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 ‘임목재적·바이오매스 및 임분수확표’(National Institute of Forest Science, 2015)를 참고하여 임령에 따른 각 수종별 재적을 구하였다. 즉 현재 임령이 40년, 사업기간은 30년, 35년, 40년을 각각 적용하였으므로, 수종별로 40년에서 70년, 75년, 80년까지의 재적변화를 각각 예측하고, 여기에 탄소흡수계수를 적용하여 사업에 따른 이산화탄소 흡수량을 예측하였다. 탄소흡수계수는 산림 및 토지이용 분야의 국가공인계수(GHG Inventory and Research Center, 2014)를 적용하였다(Table 3).

베이스라인 흡수량은 베이스라인 시나리오에 따라 수종별로 기준 벌기령에 도달하면 벌채를 시행하고, 벌채 후 동일수종으로 갱신조림을 실시하는 것으로 가정하여 100년간의 재적 변화를 예측하고, 탄소흡수계수를 적용하여 베이스라인 흡수량을 구하였다.

국내 운영표준과 VCS 방법론에서는 상쇄 사업의 이산화탄소 순흡수량을 산정하기 위해 사업에 따른 이산화탄소 흡수량에서 베이스라인 흡수량과 이차적 배출량을 제외한다. 국내 운영표준에서는 이차적 배출량을 다시 사업 활동에 따른 배출량과 누출량으로 구분하고 있으며, 연간 흡수량이 3,000톤 이하인 소규모 사업에 대해서는 각각 5%와 2%를 기본 값으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 사업대상지 면적을 1 ha로 가정하여 소규모 사업에 해당되므로 이차적 배출량 산정을 위해 국내 운영표준에 제시된 기본 값을 적용하였다.

국내 운영표준과 VCS의 산림경영 사업에 대한 방법론을 검토한 결과, 공통적으로 사업에 따른 흡수량에서 베이스라인 흡수량과 이차적 배출량(사업활동에 따른 배출량 및 누출량)을 제외하여 이산화탄소 순흡수량을 산정하고 있다. 다만 국내 운영표준에서는 기계 및 차량 이용에 따른 배출량을 이차적 배출량으로 고려하고 있는 반면, VCS에서는 벌채부산물의 소각에 따른 배출량을 고려하고 있는 차이가 있다.

VCS 산림경영 사업 방법론의 이산화탄소 순흡수량 산정 수식은 아래와 같다.

여기서,

C_IFM: 이산화탄소 순흡수량(tCO₂)
ΔC_ACTUAL: 사업에 따른 순흡수량(tCO₂)
ΔC_BSL: 베이스라인 순흡수량(tCO₂)
LK: 누출량(tCO₂)
ΔC_P: 사업에 따른 흡수량(tCO₂)
GHG_E: 사업활동에 따른 배출량(tCO₂)
ΔC_t: 사업기간 동안의 탄소축적변화량 합계(tC)
t: 사업기간
ΔC_BSL,P: 베이스라인 흡수량(tCO₂)
GHG_BSL,E: 베이스라인의 사업활동에 따른 배출량(tCO₂)
ΔC_BSL,AG|BG: 베이스라인의 지상부 및 지하부 바이오매스 탄소축적변화량 합계(tCO₂)

VCS 방법론에서는 사업에 따른 흡수량과 베이스라인 흡수량 산정 시 입목 바이오매스뿐만 아니라, 고사목과 목제품의 탄소축적변화량도 함께 고려하였으나, 본 연구에서는 입목 바이오매스만을 대상으로 흡수량을 산정하였다.

국내 운영표준의 산림경영 사업에 대한 이산화탄소 순흡수량 산정 수식은 아래와 같다.

여기서,

C_t: 사업기간 동안의 이산화탄소 순흡수량(tCO₂)
B_i: 사업기간 동안의 구획 i의 입목바이오매스 탄소흡수량(tC)
R_i: 사업기간 동안의 구획 i의 베이스라인 탄소흡수량(tC)
E: 사업기간 동안의 사업 활동에 따른 배출량(tCO₂)
L: 사업기간 동안의 누출량(tCO₂)
BG_i: 구획 i의 입목바이오매스 재적생장량
BG_R,i: 베이스라인의 구획 i의 재적생장량

국내 운영표준과 VCS 방법론의 가장 큰 차이점은 베이스라인 흡수량 산정 방식에 있다. 국내 운영표준은 베이스라인 흡수량 산정을 위해 사업기간 동안의 평균 탄소축적을 이용하는데 반해, VCS 방법론은 100년간의 평균 탄소축적 변화량을 이용한다. 즉, 국내 운영표준은 사업기간 동안의 평균 탄소축적을 구하여 사업기간 동안 유지되는 것으로 가정한다(Fig. 1). 따라서 사업 첫해에는 베이스라인 흡수량이 평균 탄소축적이 되고 이후에는 0이 되어, 결과적으로 평균 탄소축적이 해당 사업의 베이스라인 흡수량이 된다.

Fig. 1. 
Average carbon stock of the baseline scenario for Larix leptolepis during the project period.

반면, VCS의 경우에는 100년간의 연간 탄소축적 변화량을 구하고 100으로 나누어 연간 평균 변화량을 구한다(Fig. 2). 여기에 사업기간을 적용하여 사업기간 동안의 베이스라인 흡수량을 구한다.

Fig. 2. 
Average carbon stock change of the baseline scenario for Larix leptolepis for 100 years.

국내 운영표준과 VCS 방법론을 토대로 벌기령 연장을 통한 산림경영 사업의 이산화탄소 순흡수량을 산정한 결과, 방법론별로 이산화탄소 순흡수량에 다소 차이가 있는 것으로 나타났다. 전반적으로 국내 운영표준을 적용한 경우, VCS 방법론을 적용한 경우보다 순흡수량이 높게 나타났다(Table 4). 중부지방 소나무림을 대상으로 사업기간 40년을 적용한 경우, 두 방법론에 따른 연간 순흡수량의 차이가 0.8톤으로 큰 차이를 보이지 않았으나, 잣나무림을 대상으로 사업기간 30년을 적용한 경우 연간 순흡수량의 차이가 3.8톤으로 매우 크게 나타났다(Table 5).

수종별로는 연간 재적생장량이 가장 높은 강원지방소나무가 방법론에 관계없이 연간 이산화탄소 순흡수량도 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 잣나무림과 낙엽송림의 순흡수량이 높았다. 반면, 중부지방 소나무림과 편백림은 상대적으로 순흡수량이 낮았다. 따라서 강원지방 소나무와 잣나무, 낙엽송이 벌기령 연장을 통한 산림탄소상쇄 사업에 적합한 수종으로 분석되었다(Table 5).

본 연구에서는 사업기간을 30년, 35년, 40년으로 구분하여 사업기간에 따른 수종별 연간 이산화탄소 순흡수량의 차이를 분석하였다. 두 방법론 모두 사업기간이 늘어날수록 연간 순흡수량이 감소하는 것으로 나타났다. 특히 국내 운영표준을 적용한 경우 사업기간이 늘어남에 따라 순흡수량이 크게 줄어드는 반면, VCS 방법론을 적용한 경우에는 연간 순흡수량의 감소가 상대적으로 적었다(Fig. 3). 따라서 VCS 방법론을 적용하는 경우 사업기간에 따른 순흡수량의 편차가 적어서 장기적으로 사업을 추진하더라도 안정적으로 순흡수량을 확보할 수 있는 장점이 있다.

Fig. 3. 
Annual carbon offset credits by species and project periods.