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계분의 관리

국립축산과학원 최희철

미국에서 생산되는 계분의 양은 엄청나다. 하지만 그 엄청난 량의 계분이 정말 자원으로 활용되고 있는가?

의심할 여지없이 양계산업에 관련되어 있는 모두는 너무 많은 계분으로 인해 문제점이 있다고 동의한다. 1000마리당 1톤의 계분이 생산되는 것을 감안할 때 매년 미국에서 생산되는 육계 70억 마리에서 생산되는 계분은 엄청나다. 1톤의 계분은 2입방야드를 차지하며 이는 총 14백만 입방야드의 계분이 생산되는 것이며 3핏트의 높이와 넓이로 7900마일을 갈 수 있는 량이다. 이는 미국을 두 번 반이나 왕복할 수 있는 엄청난 량이다. 이양은 2억7천만 마리의 칠면조와 3억3천만 마리의 산란계에서 생산된 분을 고려하지 않은 수치이다. 가금산업이 어느 특정지역에서 발달함에 따라 특정지역에 계분의 생산량이 엄청나게 증가하고 있다. 이와 같은 집중은 사료산업과 육가공업이 한곳에 몰려 있기 때문이며 이 곳의 농민들은 계분을 비료로 이용하기를 좋아한다. 계분이 비료로 이용된다고 할지라도 먼 거리로 이송되어지기 어렵다. 몇몇 연구자의 보고에 따르면 100-350마일이 계분이 비료로 이용되어지는데 경제적 타당성이 있다고 했으며 사료로 이용되어질 경우 300마일까지도 가능하다고 했다. 계분의 형태를 바꿈으로서 더 먼 거리를 이송해도 경제적 이득이 올라갈 수도 있다. 여러 종류의 계분이 이용되어지고 있다. 계사에서 바로 나온 가공되지 않은 깔짚과 계분은 양계농장에서 가까운 거리에서 이용되어진다. 축분의 유기물은 토양의 물리적 구조 및 영양분의 이용성에 긍정적인 영향을 미친다. 그러나 많은 량을 사용할 경우 몇몇 영양분은 문제를 일으킬 수 있다. 인산, 동, 아연 그리고 몇몇 미량요소는 양계산업이 발달한 지역에서 빠르게 문제를 야기할 수 있다. 연구자에 의하면 잡초의 발생은 계분을 시용한 곳이나 화학비료를 시용한 곳이나 특별한 차이가 없었다고 보고하였으나 농민은 깔짚에 잡초씨가 더 많이 있는 것으로 우려하고 있다.

1. 계분의 다양한 이용

가. 사료화 : 깔짚을 높이 쌓아놓아 발열과 발효의 기간을 거치면 계분사일리지가 되어 반추동물의 사료로 이용될 수 있다. 오래전부터 계분의 사료화에 대한 연구가 수행되었으며 1989년 21개 주에서 육계 깔짚을 사료로 판매할 수 있도록 허용했다. 계분깔질의 영양적 가치가 알팔파 건초와 비슷한 영양가가 있는 것으로 평가되었으며 대두박의 1/5 정도의 가치가 있다고 보고하였으며 톤당 123달러의 가치가 있는 것으로 평가했다. 산소의 이용을 막기 위하여 닭의 깔짚을 깊게 쌓을 경우 온도가 내려가서 질소의 이용성을 유지한다. 그러나 이는 병원성 미생물의 제거를 방해한다. 남동지방의 소 사육농가는 닭의 깔짚을 비롯한 면화 생산시의 부산물, 식당의 튀김기름 등을 사료로 이용한다. 요즈음 반추동물에서 사용되었던 부산물을 닭의 깔짚으로 이용했을 경우에 대비한 BSE에 대한 우려를 갖고 있다. FDA는 BSE가 닭의 장내에서 살아남는다는 어떠한 증거도 찾지 못했다. 실제 사료의 대부분은 사료 먼지 또는 흘려진 사료로서 깔짚과 접촉하며 깔짚사료 잔재물은 닭의 장내에 이롭게 하지 못할 뿐만아니라 이것이 BSE의 원인체인 prion의 혼입의 원인이 될 수 있다. 이와같은 가정은 가능성이 매우 희박하지만 그러나 또한 가능성도 있기 때문에 계속 모니터링되어져야 한다. 만약 가금산업에서 반추동물에서 생산되는 동물부산물의 사용을 중단하면 이는 최저가 사료배합을 위해서 부산물의 이용을 강요할 지라도 논란의 여지가 있을 것이다. 소비자의 동물성 부산물 이용에 대한 부정적인 시각으로 말미암아 2001년도에 주요 미국 육우 생산자단체는 깔짚의 사료이용 중지를 요구하는 주요 원인이 되었다.

나. 퇴비화 : 계분의 퇴비화는 주로 쌓아놓는 것에 의존하지만 송풍은 생물학적 처리를 도와 계분을 토양과 비슷한 물질로 만들어 준다. 퇴비화시 열은 생산물을 가열하고 악취와 병원성 미생물을 제거하고 암모니아나 가스로 휘산될 수 있는 영양분을 고정화한다. 발효된 깔짚은 새깔짚과 같이 경작지에 살포할 수 있고 정원이나 조경사에게 판매할 수 있으며 포장해서 가정에도 판매할 수 있다. 조경원에 판매되는 퇴비는 40파운드 한포대당 4달러 정도하며 톤당 200달러에 판매된다. 북캘리포니아의 Raleigh라고 불리는 상품은 실내의 포트에 사용할 수 있는 제품으로 톤당 1,500달러에 판매된다. 이와같이 모든제품을 고가에 판매할 수는 없지만 좋은 판매전략으로 좋은 값을 받을 수 있다는 것을 알 수 있다. 노스캐로라이나의 깔짚이 서부 해안까지 이동되고 있다. 이와같은 것은 넓은 산업적 이용때문이며 이 회사는 잔디나 골프코스에서 깔짚을 이용하는데 관심을 갖고 있다. 다른 퇴비제조회사는 균일도가 높은 고품질의 퇴비를 공급하고 있다.

다. 펠렛화

깔짚의 펠렛화는 깔짚을 밀집화시켜서 영양성분이 느리게 방출되도록 한다. 또한 더욱 중요한 것은 다루기 용이하다. 펠렛화를 하는데 몇가지 제한사항이 있는데 그중 하나는 낮은 영양성분함량이다. 이와 같은 이유로 인해서 무기화합물을 이용한 펠렛화는 특별한 분야에서 사용되고 있다. 만약 농민이 작물이 필요로하는 질소성분에 맞게 깔짚을 뿌리면 인산과 동, 아연 등은 함량을 초과하게 된다. 질소를 첨가한 깔짚을 살포할 경우 단위면적당 살포량이 현저히 줄어든다. 따라서 품질이 개선된 펠렛은 깔짚을 가치가 향상된 상품으로 만들 수 있다. 더 많은 깔짚이 특별한 사용을 위하여 펠렛으로 제조될 경우 더 적당한 가격에 상품을 판매할 수 있을 것이다. 또 다른 이용은 닭의 깔짚을 옥수수(또는 다른 탄수화물)와 비타민 광물질등 가축에 적합한 보조제 등을 섞어서 펠렛화하여 소의 사료로 이용하는 것이다. 버지니아의 Big T feeds of Tazwell라는 회사는 매년 1,000톤의 깔짚을 소 사료 펠렛으로 만들어 4개 주에서 판매하고 있다. 한 회사는 보강된 펠렛화된 칠면조 깔짚 사료제품의 40%를 북부 미드웨스트에서 홍콩, 베트남, 인도네시아로 수출하고 있으며 나머지 60%는 미국내에서 판매하고 있다. 퍼듀 farms and Agrirecycle는 최근 12백만달러의 펠렛화 시설을 설치하고 미드웨스트에서 실어나르던 곡물을 이제는 퇴비를 싣고 다니게 될 것이며 매년 94,000톤의 육계 깔짚으로 펠렛을 제조할 것이다. 이 제품은 Microstart 607이라는 이름으로 판매되며 작물생산으로 고갈된 유기물과 부식토로 대체할 것이다. 이는 또 유기 농산물 생산을 위한 유기물로서 판매될 것이다. Agrirecycle의 Microstart 60 홈페이지(www.microstart60.com)는 아칸사스대학에서 펠렛화된 제품을 이용한 연구를 통해 채소생산이 매우 성공했다는 것을 보여주고 있다. 버지니아의 카길은 닭의 깔짚을 특별히 조제한 입자화 퇴비를 생산하여 판매하고 있다. 이 회사는 운영 첫해에 닭의 깔짚과 계육 가공공장의 폐수 슬러지를 이용하여 15,000톤의 비료를 제조할 계획이며 65,000톤을 매년 생산할 계획이다. 요소, 인산 등이 보강된 표준화된 제품을 생산하며 14-3-6 잔디용, 12-3-3 퀵그린 기타 몇 종류의 특성화된 제품을 생산할 계획이다. 노스캐로라이나도 몇몇 회사에서 펠렛회사의 운영을 고려중에 있으며 배, 철도나 고속도로를 이용한 운송이 고려되고 있다.

라. 계분 혼합물

계분 깔짚의 다른 물질과의 혼합물이 채소재배, 온실이용, 육묘장에서 성공적으로 이용되고 있다. 이는 부가가치를 증진시킨 제품으로서 상대적으로 높은 이득을 창출할 것으로 보인다. 이는 또한 새로운 깔짚의 이용처를 개발하는 계기가 되며 깔짚과 모래, 점토의 혼합물은 조경회사의 덮어주는 흙으로 판매가 된다.

마. 고기, 뼈, 혈액, 깃털, 지방, 폐사축, 계란껍질 등 이들 모두는 가금산업의 폐기물이다. 이들의 적절한 처리는 이들을 유용한 것으로 사용이 가능케 하며 이들을 사료나 퇴비의 첨가물로 이용할 수 있다. 기술의 발달은 이들을 처리하는 비용을 절감할 수 있고 이들을 이용하여 동물이나 애완동물의 사료로 만들 수 있다. 이들을 처리하는데 비용이 들었었으나 이제는 재활용물로 유용하게 활용될 수 있다. Mountaire Poultry라는 회사는 렌더링 공장을 설비중에 있으며 이 회사에서는 육계 가공공장에서 나오는 폐기물을 처리하기도 하지만 또한 위급상황에서 발생된 폐사축을 처리하는데 이용될 예정이다. Pilgrim's Pride라는 회사는 몇 년째 렌더링 회사를 성공적으로 운영하고 있다.

2. 품질, 규제 그리고 경쟁

가. 품질 관리 : 폐기물을 판매하는데 있어서 어려움으로 대두되는 것이 생산물의 균일성의 결여이다. 깔짚의 영양성분의 변이 때문에 잘 가공된 폐기물 상품에 있어서도 변이가 심하다. 발효된 삼품은 깔짚의 영양성분, 수분함량, 그리고 퇴비화과정에 따라서 변이가 크다. 종종 잘 가공된 깔짚 상품에서도 최소한도의 양분수준을 보증해서 판매하고 있다. 생산물에 대한 지속적인 품질관리는 생산물의 품질을 향상시킬 것이며 사용자는 기꺼이 값을 지불할 것이다.

나. 판매 : 생산하는 것은 판매하는 것에 비하면 쉬운 일이다. 판매의 어려움이 가금 폐기물의 고부가가치화에 있어서 장애물이 되어 왔다. 생산물의 수요처를 찾는 것은 매우 중요하다. 한 노스캐로라이나의 퇴비제조회사는 남동부의 모든 부화장의 폐기물을 받았다. 이 회사는 주당 200톤의 부화장 폐기물을 받았다. 이 부화장 폐기물을 3:1로 유기물(깔짚, 축분, 도시 정원 폐기물 그리도 도시 혼합 종이 폐기물)과 혼합하여 매주 800톤의 생산물을 생산했으며 그 후에 40,000톤을 퇴비로 만들었다. 마지막 단계에서 이 회사는 많은 량의 생산물로 싼값에 조경업자에게 판매하면서도 매우 실속있게 판매할 수 있었다. 이 회사의 사장은 퇴비화에 대한 과학적인 처리를 위해 노력했으며 마켓팅은 전문가를 고용하여 판매에 주력하였다. 아무리 잘 제조된 상품이라도 판매가 되어야 한다.

다. 경쟁력과 가격 : 부가가치화된 가금 퇴비의 주된 문제는 경쟁력이다. 가금 퇴비는 높은 가격을 부를 수 없다. 가격은 가금퇴비 생산물의 수요와 공급 그리고 공급과 유용성에 의하여 정하여 진다. 상품화된 화학비료는 주된 경쟁자이다. 계분 퇴비 상품은 더 좋은 비료여야 하고 사용하기 용이하고 값이 싸야 한다. 그렇지 않으면 많은 농민들은 계분 퇴비의 사용을 하지 않을 것이다. 발효된 도시 폐기물은 또한 주요 경쟁자이다. 비료로 판매되지 않으면 지방자치단체에서 톤당 30-70달러의 비용을 들여서 땅에 묻어야 하지만 경작지 소유자에게 아주 싼값에 판매하고 있다. 밀워키에서도 하수 슬러지를 퇴비화해서 아주 싼 가격에 판매를 하고 있다. 이와같은 슬러지는 묻는데 지방자치단체에서 비용을 부담해야 하지만 퇴비 상품으로 만들어 싸게 판매하는 것이다. 비슷한 상품과의 육계분 발효 생산품이 비슷한 가격이 되어야만 경쟁력을 갖게되고 이익을 창출할 수 있게 된다.

라. 환경규제에 대한 관심 : 가축분의 사용과 처리에 대한 환경법적 규제는 그것이 생분상태이든지 고급 첨가제를 첨가했든지 마찬가지이다. 북캘리포니아에서 가축분은 펠렛화를 한 것을 제외하고는 주의 비료법에 규제를 받는다. 이법에서 가축분은 인증된 분석기관에서 영양분함량을 분석하여 판매를 해야 한다. 또한 축분 상품들은 원재료로부터 양분의 관리기록까지 축분에 대한 관리기록을 제시해야 한다.

3. 미래의 축분처리

많이 발생되는 계분의 처리를 위하여 미래에는 현재의 처리기술을 대체할 수 있는 새로운 처리기술이 개발되어야 한다.

가. 발전 : 발전이나 또는 발전과 수증기의 이용은 오랫동안 연구되어 왔다. 폐열발전은 15년 전부터 펜실베니아에서 연구되어 왔으며 기술적으로는 성공을 했으나 경제적으로 성공을 하지 못하고 있다. 1990년대 초반에 서버지니아의 석탄 화력발전소에서는 계분 문제 해결을 위하여 계분깔짚을 태워서 열을 이용하는 것을 연구했었다. 계분깔짚의 열량은 연질 석탄의 반 정도이다. 석탄의 가격이 너무 싸기 때문에 아직은 깔짚 연료의 대체에 대하여 관심이 적다. 영국의 피브로와트사는 영국과 스코틀랜드에서 생산되는 계분 깔짚을 연료로하여 전력을 생산하는 3곳의 발전소를 갖고 있다. 이 회사의 발전소에서 지난 9년 동안 3백만톤의 계분을 연료로 사용하고 30만톤의 회분비료를 생산했다. 이회사는 미국에도 같은 회사를 설립하려는 계획을 갖고 있다. 이 회사는 영국정부로부터 많은 보조금을 받고 있으며 연방정부나 양계협회에서도 보조금을 기꺼이 주려고 하고 있다. 화력공장으로 석탄을 나르기 위하여 철도를 국가에서 건설해주거나 핵발전소 폐기물 처리를 위하여 보조를 주는 것 등을 감안한다면 모든 전력회사는 국가로부터 여러가지 방법으로 보조를 받고 있는 것이다. 이와 같이 계분을 이용한 발전소에 대하여 정부에서 지원을 하는 것은 깔짚을 전력생산을 위한 새로운 자원으로 이용하는 것이고 경제적으로 침체되어 있는 농촌에 활력을 불어 넣는 것이다. 미국에서는 넘쳐나는 값싼 전기가 계분깔짚을 연료로 이용하는 걸림돌이다. 북캘리포니아의 평균 에너지 비용은 KW당 8센트이다. 그러나 계분깔짚을 이용하여 전력을 생산할 경우 전기료보다도 생산비가 더 들어가기 때문에 정부로부터의 지원이 필요하다. 이와같은 걸림돌이 있다고 할지라도 미네소타 칠면조 육추농장은 피브로와트 전력회사와 칠면조깔짚을 이용한 전력생산을 위하여 연구과제를 수행하고 있다. 이 발전소는 매년 50메가와트를 생산하는데 이는 5만 가구에 전기를 공급할 수 있으며 50만수의 칠면조에서 나오는 깔짚을 이용할 것이다. 이 프로젝트는 마지막 허가단계에 있으며 몇 개월안에 건축이 시작될 것이다. 비르로와트사는 미국의 다른 몇몇 양계단지에 이와 비슷한 프로젝트를 준비중에 있다.

나. 가스 이용 : 프라임에너지, 듀크솔루션스, 리뉴어블 에너지사 등 몇몇 회사에서 계분깔짚을 이용하여 가스를 생산하는 시스템을 개발하고 있다. 몇몇 회사는 양계산업의 계분을 이용해서 메탄을 생산하는 시스템을 판매하는 단계에 있다. 이와같은 기술로 인해서 깔짚은 폐기물에서 가스로 변화되어 열이나 스팀을 생산하거나 전력을 생산할 수 있을 것이다. 만약 전력회사에서 그들이 생산한 전기를 KW당 8센트에 구입을 한다면 이 기술은 국영 대규모 전력회사보다 더 많은 이익을 올릴 수 있을 것이다. 당신의 양계농장에서 깔짚을 이용하여 생산된 가스로 당신 농장의 열과 스팀을 공급할 경우 이익은 더해질 것이다. 델라웨어의 알렌훼미리푸트사는 주로 육계를 생산하는 업체인데 자기 농장에 공급하기 위한 가스, 스팀, 전력 등을 생산하기 위하여 연구를 하고 있다. 이 프로젝트도 허가단계인데 버지니아의 카길은 닭의 깔짚으로부터 생산된 가스를 이용하여 다른 축분을 말려서 깔짚을 이용하여 과립화 한 상품을 만들고 있다. 중부의 노스캐로라이나에서는 양계농가와 목재소와 벽돌공장이 연계하여 깦짚의 이용성을 증대하여 높은 에너지 이용을 보이고 있다. 에너지 이용을 위한 비슷한 수요가 미국의 양계단지를 중심으로 일어나고 있다. 모든 경우에 전력생산은 질소와 대부분의 탄소를 없애주고 인산과 가리와 다른 미량원소를 남긴다. 이와같은 회분은 화학비료공장에 판매될 수 있다. 환경청에서 인산을 깔짚에서 오염시킬 수 있는 주요 오염원으로 여기고 있는데 이와 같이 인산이 주요 잔재물이라는 것이 하나의 어려운 숙제이다. 그러나 이와같이 양적으로 많이 줄어들고 특이 영양분이 존재한다는 것은 특별한 목적의 사용처에 더 쉽게 사용할 수 있을 것이다. 많은 환경단체들은 축분으로부터 에너지를 생산하는 것은 지구온실가스를 생산할 수 있다고 비난하고 있다. 사료로 쓰이는 곡류나 깔짚으로 쓰이는 나무는 그들이 자라면서 공기중의 탄소를 없애주는데 태우게 되면 거기에 이산화탄소가 남게 된다. 화석연료를 태우는 것도 지구 온실가스의 균형을 맞추는데 기여한다고 하고 있다.

4. 자원으로서의 축분이 가야할 곳

축산업계에서는 영양분 관리의 필요성 때문에 단순히 농작물을 위한 퇴비의 원재료로서만 찾고 있다. 어느 제품이 생산되었을 때 이 제품이 판매될 수 있는지 이득은 낼 수 있는지를 관심을 갖게 된다. 또한 업계에서는 전력생산과 같이 축분을 처리하는 새로운 방법을 채택했을 때 대두될 수도 있는 문제점들에 대하여 인식하고 있어야 한다. 어떠한 특이한 물질이 굴뚝으로 스며나온다면 토양에 환원하는 것보다도 환경적으로 더 해로울 수도 있다. 이는 새로운 기술이 문제를 푸는 것이 아니라 새로운 문제를 야기하는 것이다. 중요한 것은 분뇨가 더 이상 폐기물이 아니라 자원으로서 가야할 곳을 찾고 있는 것이다.

출처 : wildplay

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