풍요의 대가: 비료의 온실가스 배출량이 늘어납니다.

이곳 고속도로 가장자리의 평평한 풍경에 복잡한 산업 타워가 솟아 있으며, 그 굴뚝과 파이프가 서로 휘감고 있습니다. 네온 노란색 조끼와 보호 헬멧을 착용한 작업자들이 픽업 트럭을 타고 미로를 탐색하고 있으며, 그 동안 산업 소음이 해당 지역을 뒤덮고 있습니다. 제조된 구름은 바지선과 선박이 상품을 상류와 하류로 이동시키는 인근 미시시피 강 위에 떠 있습니다.

이곳은 세계 최대의 암모니아 생산 시설인 CF 인더스트리의 도널드슨빌 콤플렉스(Donaldsonville Complex)이다. 1,400에이커 규모의 질소 비료 공장은 전 세계 온실가스 배출의 상당 부분을 담당하는 거대한 글로벌 산업의 일부입니다. Scientific Reports의 2022년 연구에 따르면, 합성 질소 비료 공급망은 전 세계 열 포획 가스 배출량의 2.1%를 담당하며, 이는 모든 항공에서 발생하는 배출량보다 큽니다.

Donaldsonville 공장만으로도 루이지애나에서 가장 큰 산업 온실가스 배출원입니다. 그러나 질소 비료의 배출 발자국은 공장에서만 끝나지 않습니다. 지구 온난화 가스는 비료의 수명주기 전반에 걸쳐 발생합니다.

연구에 따르면 배출량의 약 41%만이 이곳과 같은 산업 시설에서 비료를 만들고 운송하는 과정에서 발생합니다. 대부분은 비료를 살포한 후 농장에서 발생하는 배출물에서 발생합니다.

문제의 근원: 일부 농부들은 최적의 식물 성장에 필요한 것보다 더 많은 비료를 시비하고 있습니다. 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 연구의 공동 저자이자 프리랜서 과학자인 알리시아 레도(Alicia Ledo)는 “식물은 추가로 질소를 섭취하지 않습니다.”라고 말했습니다. "그냥 대기 중으로 올라가는 것뿐인데, 그건 낭비야."

질소 비료의 여정과 강력한 열 포획 가스 방출은 광범위한 과정이며, 그 과정에서 기후에 영향을 미칩니다.

20세기 초 합성비료를 만드는 방법이 발견되면서 농업에 혁명이 일어나 생산성이 크게 향상되었습니다. 오늘날에도 여전히 사용되고 있는 하버-보쉬(Haber-Bosch) 공정은 공기 중 질소를 채취하여 이를 화석 연료(보통 메탄이라고도 불리는 천연가스)의 수소와 결합하여 암모니아를 생성합니다. 이 과정에서는 메탄과 이산화탄소라는 두 가지 주요 온실가스를 배출합니다.

암모니아는 요소와 같은 질소 기반 비료를 생산하는 공급원료입니다. 이는 또한 세계에서 두 번째로 많이 생산되는 화학물질로서 전 세계 화석 연료 에너지 사용량의 2%를 차지합니다. 결과적으로 이 화학물질은 연간 4억 5천만 톤의 이산화탄소를 생성하며 철강 및 시멘트 제조보다 배출 집약적입니다.

2019년 CF Industries의 Donaldsonville Complex는 1,000만 톤 이상의 이산화탄소 배출량을 보고했습니다. 이는 2.7개의 석탄 화력 발전소의 연간 배출량에 해당합니다.

제조 공정에서는 대기 중 지속 시간이 더 짧은 이산화탄소보다 25배 이상 강한 가스인 메탄도 배출됩니다. 코넬대학교와 환경보호기금(Environmental Defense Fund)의 연구에 따르면 6개의 대표적인 비료 암모니아 공장의 메탄 배출량이 비료 업계의 자체 보고 추정치보다 100배 더 높은 것으로 나타났습니다.

생산 후 비료는 파이프라인, 바지선, 선박, 기차 및 트럭을 통해 배송됩니다. 연구에 따르면 운송은 비료 총 배출량의 2.6%를 차지합니다.

그런 다음 유통업체와 궁극적으로 농부와 해당 분야에 영향을 미칩니다. 매년 600만 톤의 질소 비료가 미국 전역에서 옥수수에 적용됩니다. 이 질소 비료가 필요한 작물이 지배하는 거의 1,500마일에 달하는 중서부 지역인 미국 옥수수 벨트에 많은 양이 적용됩니다.

미국에서는 약 7,200만 톤의 이산화탄소에 해당하는 배출량이 농부의 밭에 적용된 질소에서 발생합니다.

이는 질소와 그 화합물이 식물과 다른 살아있는 유기체에 접근할 수 있게 만드는 일련의 과정인 질소 순환에 관한 것입니다. 우리가 호흡하는 공기는 질소로 가득 차 있지만 식물은 가스를 사용 가능한 형태로 전환해야 합니다. 박테리아와 기타 유기체가 이를 분해하는 데 도움이 됩니다.