ASTM D6866 실험으로 바이오 매스 함량 측정하기

  • ASTM D6866 은 고체, 액체, 기체의 다양한 상태의 샘플에서 바이오 매스 함량을 측정합니다.
  • 이 실험 방식은 탄소 배출 거래 제도에서 증명 수단으로서 가장 정확한 방법입니다.
  • Beta 연구소는 여러 기업들이 강제 규정을 준수하고, 이익이 되게 하기 위해 ASTM D6866 실험 서비스를 제공하고 있습니다.

ASTM D6866 의 원리.

ASTM D6866은 방사성탄소 분석 기법을 이용해 고체, 액체, 기체의 다양한 상태의 샘플에서 바이오 매스 함량을 측정하는 표준 실험 방법으로 다음과 같은 기기를 사용하고 있습니다. Liquid Scintillation Counting (LSC), Accelerator Mass Spectrometry (AMS), Isotope Ratio Mass Spectrometry (IRMS)

ASTM D6866은 2004년에 처음 채택된 이후 계속 개정되어 왔습니다. 일부 공식 보고서에는 ASTM D6866-04, ASTM D6866-04a, ASTM D6866-05, ASTM D6866-06, ASTM D6866-06a, ASTM D6866-10, ASTM D6866-11, ASTM D6866-12 등이 기준 방식으로 표시되기도 합니다만 현재 적용되는 최신 버전은 2016년 6월부터 시작된 ASTM D6866-16 입니다.

ASTM D6866이 표준 방법으로 채택되어 처음으로 실제 적용되었던 것은 2004년이며, 미국의 연방법(7 CFR part 2902)에 언급되어 있습니다. 미국 연방 정부의 preferred procurement list에 포함되는 여러 상품의 목록을 정하는데 사용되었습니다. 이 규정은 연방 정부의 각 부서들이 사용하는 물품 중에서 재생 가능한 바이오 매스 함량이 많은 제품을 우선 구매하도록 (플라스틱이나 다른 화석 연료에서 나오는 제품에 비해) 규정하는 미 농무성 (United State of Department Agriculture)의 요청에 따라 미국 연방 정부가 법제화한 것입니다. (per the 2002 Farm Bill) 이 법안에 따라 재생 가능한 바이오 매스 함량을 측정해야 하는 표준 방법이 필요하게 되었으며 방사성탄소 연대측정 기법이 여기에 직접 적용 가능하여, 채택되었습니다. 하지만 방사성탄소 연대측정 서비스를 제공하는 업계가 전혀 규제가 되어있지 않아 미 농무성은 규제 정책의 일환으로 기법과 보고 절차에 대한 표준화 작업을 했습니다.

Official ASTM D6866 page

ASTM D6866의 원리

기본 원리는 유기 물질에 들어있는 자연 상태의 방사성탄소입니다. 하지만 이 실험에서는 ‘방사능’을 사용하는 것은 아닙니다. 방사성탄소라 불리는 탄소 14는 아주 미세한 방사능을 가지고 있으며, 자연적으로 발생합니다. 모든 생물체가 일정한 수준으로 가지고 있습니다. 현재 살아있는 바이오 매스는 100%의 방사성탄소를 가지고 있으며, 화석 연료는 전혀 가지고 있지 않습니다 (0%). ASTM D6866은 이 원리를 이용하여 바이오 매스 이산화탄소와 화석 연료 이산화탄소의 함량을 결정합니다. 연소하여 배출되거나 미생물학적으로 발생하는 이산화탄소(혹은 메탄)에서 바이오 매스 이산화탄소를 정확히 수량화할 수 있습니다.1

간단하면서도 정확한 측정 방식

실제 평균값은 현존하는 continuous emission monitoring systems (CEMS)의 배출구에 가스 유출 조절기 (gas flow controller)를 연결해야 얻을 수 있습니다. 하지만 한달 내에 여러 종류의 혼합 연료를 사용해야 하는 기업 입장에서는 여러 변수가 있음에도 불구하고 단 한번의 결과를 얻어야 합니다. (계속 배출되는 이산화탄소에서 바이오 매스 이산화탄소와 화석 연료 이산화탄소의 평균치를 나타내주는)

ASTM D6866 실험 방법은 혼합 연료를 미세하게 분류해서 무게를 잴 필요가 없습니다. 투입 시점에 “무슨 일을 했는지 생각하는 것”을 기반으로 복잡하게 예상치를 계산하는 것 보다는 배출 시점에 “했던 일”을 보여주는 결과를 ASTM D6866 실험 결과는 보여줍니다.

The Institute of Clean Air Companies (ICAC)은 온실가스 실험에서 ASTM D6866의 역할을 조사해서 인정했습니다. (더 자세한 내용은 여기로).

측정 결과는 간단한 백분율 값으로 보여주기 때문에, 규제 기관과 금융 기관에서 모니터링하고 거래하는데 사용이 용이합니다.

총 열량 값으로 적용할 수 있는지 여부를 파악하기 위한 연구가 지속적으로 진행 중에 있습니다. 영국의 Renewable Energy Association 와 미국의 Electric Power Research Institute (EPRI) 에서 초기 연구 단계에 있습니다.

ASTM D6866의 중요성

기업 입장에서는 ASTM D6866 실험 결과로부터 두 가지 혜택을 볼 수 있습니다. 하나는 각국의 규제 방법에 따라 온실가스 재고를 공제받을 수 있으며, 또 하나는 배출가스 거래 제(cap-and-trade program) 을 실시하는 나라에서는 실험 결과에 따라 더 많은 탄소 배출 권을 얻을 수 있습니다.

예를 들어 50%의 벼 짚단과 50%의 석탄을 연소시키는 화력 발전소의 경우 온실 가스 재고를 50% 낮출 수 있습니다. 벼 짚단에서 배출되는 이산화탄소는 탄소 중립이며, 온실 가스 재고에서 공제받을 수 있습니다. 낮은 이산화탄소의 배출 정도를 보여줌으로써 규제를 준수하고 있다는 것을 보여주며, 만약에 배출가스 거래 제가 시행되는 나라라면 탄소 배출 권도 얻을 수 있습니다.

ASTM D6866은 온실가스 규정에서 요구하는 것처럼 혼합 연료와 거기셔 배출되는 이산화탄소의 바이오 매스 함량을 증명하는데도 사용되고 있습니다. 미국, 호주, 유럽의 reporting protocols 에 채택되어 규정되어 있으며 또한 ASTM D6866의 유럽식 이름인 CEN/TS 15747:2008은 유럽 연합의 Emission Trading Scheme에서 재생 연료를 관리하는데 사용되고 있습니다.

유럽 연합은 여러 종류의 혼합 연료를 관리하는데 이 실험 방법을 사용하고 있으며, 호주 정부 역시 혼합 연료에 대한 ASTM D6866 실험의 사용을 적극 추천하고 있습니다. 영국의 Renewable Obligation Certificate 프로그램 역시 바이오 매스 에너지 생산을 관리하는데 이 방법을 사용하고 있습니다. 유엔의 United Nations Clean Development Mechanism 에서는 고형 폐자원 관리 방법론으로 이 방법을 이용하고 있습니다.

Beta 연구소는 ASTM D6866 실험 서비스를 제공합니다.

ISO/IEC 17025:2005 인증 업체인 Beta 연구소는 미국 플로리다 주의 마이애미에 있으며, 고품질의 ASTM D6866 실험을 제공함으로써 기업이 필요로 하는 규제 기관의 요구 조건을 준수하게끔 도와드리고 있습니다. 런던에 사무실이 있어 유럽의 고객들의 편의를 돕고 있습니다. 한국, 중국, 일본에도 사무실이 있어 더 나은 서비스를 받으실 수 있습니다.

1. Mook, W. G. The Effect of Fossil Fuel and Biogenic CO, on the 13C and 14C Content of Atmospheric Carbon Dioxide . RADIOCARBON, VOL 22, No. 2, 1980, P 392-397.

2. SrdoZ, Dugan; Ahel, Nada Marijan; Giger, Walter; Schaffner, Christian; Bronid, Ines Krajcar; Petricioli, Don at; Pezdie, Jofe; Marcenko, Elena; Plenkovie-Moraj, Andjelka. Anthropogenic Influence on the 14C Activity and Other Constituents of Recent Lake Sediments: A Case Study . RADIOCARBON, VOL. 34, No. 3, 1992, P. 585-592.