Introduction
Materials and Methods
과수종류별 전정가지 바이오차 특성과 잠재적 CO2 격리량
열분해방식 및 CH4 배출조건에 따른 과수 전정가지 바이오차 CO2 순격리량 추정
Results and Discussion
과수종류별 전정가지 바이오차 특성과 잠재적 CO2 격리량
열분해방식 및 CH4 배출조건에 따른 과수 전정가지 바이오차 CO2 순격리량 추정
Conclusions
Introduction
바이오차는 산소가 제한된 조건에서 바이오매스의 열분해에 의해 생산된 산물로, 토양에서 분해속도가 매우 느려 대기 온실가스 농도 감축효과가 인정되는 대기 이산화탄소 (CO2) 제거 (carbon dioxide removal, CDR) 기술이다. 또한 바이오차 시용은 유기물 공급과 보수력 증진 등을 통해 최근 악화되고 있는 토양의 질을 개선할 수 있고, 농업부산물 소각을 줄여 대기환경 개선에도 기여할 수 있다 (Matuštík et al., 2020). 농업부산물 중 하나인 과수 전정가지는 목질계로서 탄소함량이 높아 장기적 CO2격리를 위한 바이오차 원료로서 적합하다 (Egri et al., 2022; Rathinapriya et al., 2025). 특히 제조한 바이오차를 과원 토양으로 되돌려주는 바이오차 순환은 과실의 수량 증대나 고품질화에 기여하여 농업생산성을 높일 수 있다 (Nunes et al., 2021; Nematian et al., 2021).
과수 전정가지 바이오차 순환을 통한 CO2 순격리량 확보를 위해서는 원료 수거와 건조, 원료전처리, 원료운송, 바이오차 생산시설 구축 및 운용, 바이오차 운송, 바이오차 토양환원 등의 전과정 단계가 실행 가능하게 구성되어야 한다 (Sahoo et al., 2021). 근거리 바이오차 순환의 경우, 생산시설의 특성이 CO2 순격리량에 큰 영향을 미친다. 초기 투자규모가 큰 산업형 고정식의 바이오차 첨단생산시설은 에너지 효율적이며 열분해 가스가 회수되거나 연소되어 메탄 (CH4) 등 온실가스 배출이 거의 없어 CO2 순격리량이 높게 나타난다 (Han et al., 2023). 스페인 안달루시아 올리브 전정가지 바이오차 순환이 그 예로 CO2 순격리량이 바이오차 톤 (t)당 약 2.68 t CO2-eq로 국제 바이오차 탄소배출권 거래로 수익을 올린다고 보고되었다 (Fawzy et al., 2022). 반면, 이동식 TLUD (Top-Lit UpDraft) 방식으로 과원 현장에서 직접 바이오차를 생산하는 비첨단생산시설이 있다 (EBC, 2024). 일본 나시 배 전정가지 바이오차 순환이 그 예로 CO2 순격리량이 바이오차 톤당 약 0.5 - 0.7 t CO2-eq로 스페인 안달루시아 올리브 전정가지 바이오차에 비해 낮은 값이나 초기 투자 비용이 매우 적어 실행 가능성이 높은 장점이 있다 (Oo et al., 2018; EBC, 2024).
비첨단생산시설에서 바이오차 생산공정이 IPCC (2019) 기준을 만족하면, 바이오차 CO2 순격리량은 국가 온실가스감축목표 (nationally determined contribution, NDC)에 활용 가능하다. 우리나라 농림축산식품부는 바이오차의 토양활용으로 2030년에 58,000 t CO2-eq의 CO2 격리 목표를 설정하고 있다 (Mafra, 2021). 과수 전정가지 바이오차 생산과 토양활용이 NDC에 효과적으로 기여하려면, CO2 순격리량을 최대한 높이는 생산설비와 열분해 조건으로 바이오차 생산단계를 구성할 필요가 있다.
과수 전정가지 바이오차 생산에 활용할 수 있는 중소규모 생산시설로는 이동식 TLUD 방식과 고정식 로터리킬른 (Rotary Kiln)이 대표적이다 (Carvalho et al., 2022). 바이오차 생산단계에서 온실가스 배출은 주로 에너지소비와 열분해시 CH4 배출에 의해서이다 (Matuštík et al., 2020). 에너지소비는 외부 열원 없이 원료를 직접 태우는 TLUD 방식에 비해 외부 열원으로 간접적으로 탄화시키는 느린 열분해 (slow pyrolysis) 방식인 로터리킬른이 일반적으로 더 높은 것으로 평가된다 (Kern et al., 2012). 열분해시 CH4 배출량의 주요 영향인자는 열분해 가스의 연소 여부와 원료의 수분 상태이다 (EBC, 2023; EBC, 2024). 바이오차 생산설비에서 열분해 가스에 포함된 CH4을 연소하면, 외부로 배출되는 CH4량은 무시할 수 있을 정도로 낮아진다. 반면 열분해가스를 연소하지 않고 그대로 배출하는 이동식 TLUD 방식의 바이오차 생산시설에서는, CH4 배출량이 원료수분상태가 건조할 때는 작으나 습윤할 때는 매우 높게 나타날 수 있다 (Cornelissen et al., 2023).
본 연구는 우리나라에서 바이오차를 활용한 CO2 격리 목표의 효율적 달성에 기여하고자 사과, 배, 포도 전정가지 바이오차의 열분해온도별 특성을 구명하고, 이 3종 과수의 전정가지를 바이오차로 생산할 때 생산단계의 열분해설비 유형과 CH4 배출 조건에 따른 바이오차 CO2 순격리량을 비교분석하였다.
Materials and Methods
과수종류별 전정가지 바이오차 특성과 잠재적 CO2 격리량
사과, 배, 포도 전정가지는 국립원예특작과학원과 전북농업기술원 과수포장에서 2025년 3월 수거하여 자연건조한 후 바이오차 생산 수율, H/C 몰 비 등의 특성을 살펴보기 위해 튜브형 전기 회화로 (T-530, CEBER, Korea)를 활용하여 Han et al. (2024)의 방법으로 열분해하였다. 열분해 후 바이오차의 중량을 재어 생산수율을 산정하고, 원소분석기 (Flash 2000, ThermoFisher Scientific, USA)를 활용하여 총 C, N, H의 함량을 분석하였다.
토양에서 과수 전정가지 건물 중 톤당 바이오차 100년 격리 유기탄소량 (BC100, t CO2-eq t-1 dry feedstock) 은 바이오차생산수율 (BY)과 바이오차의 유기탄소함량 (Fc, t C t-1 biochar), 열분해온도별 IPCC (2019) 영속성 계수 (Fp, dimensionless), 탄소-이산화탄소 환산인자 44/12를 곱하여 산출하였다 (Eq. 1).
국내 시군단위 사과, 배, 포도의 건물중 기준 전정가지 잠재적 발생량(Aprunings)은 2022년 사과, 배, 포도 과수재배면적 통계(Area)와 An et al. (2019)이 보고한 면적당 과실생산량 (fruit yield)과 바이오매스 환산계수 (Bf)를 활용하여 산정하였다 (Eq. 2). 이때 수분함량은 van Schoor et al. (2025)를 참조하여 40%로 가정하여 산정하였다.
과수별 전정가지 잠재적 발생량의 10%를 열분해온도 500°C에서 바이오차로 제조할 시, 시군별 바이오차 잠재적 CO2 격리량 (CPrunings)은 전정가지 건물중 기준으로 산정하였다. 그 산정식은 과수 전정가지 건물 중 톤당 바이오차 잠재적 CO2격리량 (BC100, t CO2-eq t-1 dry feedstock)을 곱하여 계산하였다 (Eq. 3).
열분해방식 및 CH4 배출조건에 따른 과수 전정가지 바이오차 CO2 순격리량 추정
과수 전정가지 바이오차 CO2 순격리량은 바이오차 잠재적 CO2 격리량에서 바이오차 전과정 온실가스 배출량을 차감하여 산정한다. 본 연구는 과원에서 수거한 전정가지를 지역거점 바이오차 생산시설에서 바이오차로 제조한 후 다시 그 과원으로 환원하는 지역순환을 가정하여 전과정을 구성하였다 (Fig. 1). 이 때 바이오차 열분해온도는 실험에서 H/Corg 몰 비를 만족하면서 가장 효율이 높은 것으로 확인된 500°C로 가정하였다. 전과정 단계는 6가지로 구성하였는데, 과수 전정가지 수거와 자연건조, 파쇄, 파쇄전정가지 운송 (왕복 20 km), 지역거점 바이오차 생산, 바이오차운송 (왕복 20 km), 과원 환원 등이다 (Fig. 2). 여기서 바이오차 생산단계에 해당하는 지역거점 바이오차 생산시설에서 바이오차 생산설비와 CH4 배출 조건을 중심으로 온실가스 배출량을 비교 분석하였고 다른 단계를 동일한 조건으로 가정하였다. 바이오차 생산설비는 TLUD 방식 열분해설비와 느린열분해 방식 로터리킬른의 2가지를 대상으로 하였다. 생산단계 CH4 배출 조건은 CH4 연소 여부와 원료 수분 상태를 두었으며 원료 수분 상태의 경우 TLUD 방식으로 한정하였다.
전과정 단계 중 첫번째 단계인 과수 전정가지 수거와 자연건조에서 외부에너지 투입이 없다고 가정하여 온실가스 배출량은 0으로 간주하였다. 파쇄, 원료운송, 바이오차 생산, 바이오차운송, 과원환원의 단계는 외부에너지 투입 등으로 온실가스 배출이 있으며 그 값은 문헌 값 또는 문헌에서 제시된 식을 활용하여 산정하였다. 온실가스 배출량은 건조원료 1톤을 기준으로 나타내었으며 온실가스 배출량 문헌 값 중 건조 바이오차 기준으로 제시된 값은 500°C 생산수율의 평균값 33.4%을 활용하여 건조원료 기준으로 변환하였다.
사과, 배, 포도 바이오차 CO2 순격리량 (Net BC100, kg CO2-eq t-1 dry feedstock)은 바이오차 잠재적 CO2 격리량 (BC100, kg CO2-eq t-1 dry feedstock)에 전과정 온실가스 배출량 (LCE, kg CO2-eq t-1 feedstock)을 차감하여 계산하였다 (Eq. 4).
시군별 사과, 배, 포도 전정가지 잠재적 생산량 10%를 바이오차로 생산시 바이오차 잠재적 CO2 격리량, 그리고 사과와 배, 포도 전정가지 잠재적 생산량 합의 10%로 제조한 바이오차의 CO2 순격리량을 생산단계 열분해설비 종류 및 CH4 배출조건별로 QGIS ver. 3.28.15를 이용하여 지도로 표현하였다.
Results and Discussion
과수종류별 전정가지 바이오차 특성과 잠재적 CO2 격리량
바이오차 생산수율은 열분해 온도가 높을수록 감소하였으며, 500°C 열분해 온도에서 생산수율은 32 - 34%범위로 과종 간 차이는 크지 않았다 (Table 1). 바이오차 유기탄소 함량은 열분해 온도가 높을수록 증가하였으며, 500°C 열분해 온도에서 유기탄소 함량은 69 - 72% 범위였다. 전정가지 건물중 1톤당 CO2 격리량은 열분해 온도에 따라 증가하여 600°C가 가장 높았다 (Table 1).
Table 1.
The characteristics of lab-made pruned orchard branch biochar with different orchard types and pyrolysis temperatures.
| Biochar | Yield (%) | C (%) | H (%) | H/C molar ratio | Fp2 | BC1003 | |
| Apple | 400°C | 43.7 ± 6.81 | 63.9 ± 3.0 | 4.6 ± 0.5 | 0.87 ± 0.12 | 0.65 | 0.67 |
| 500°C | 32.3 ± 2.2 | 69.9 ± 2.1 | 3.5 ± 0.3 | 0.59 ± 0.07 | 0.80 | 0.66 | |
| 600°C | 30.4 ± 1.4 | 71.6 ± 1.5 | 3.1 ± 0.3 | 0.51 ± 0.06 | 0.89 | 0.71 | |
| Pear | 400°C | 43.9 ± 1.9 | 66.0 ± 1.5 | 4.3 ± 0.3 | 0.77 ± 0.08 | 0.65 | 0.69 |
| 500°C | 33.7 ± 1.3 | 72.7 ± 1.5 | 3.1 ± 0.2 | 0.51 ± 0.04 | 0.80 | 0.72 | |
| 600°C | 30.8 ± 0.8 | 80.6 ± 2.8 | 2.4 ± 0.2 | 0.36 ± 0.04 | 0.89 | 0.81 | |
| Grape | 400°C | 44.8 ± 1.9 | 63.9 ± 2.3 | 4.5 ± 0.4 | 0.85 ± 0.10 | 0.65 | 0.68 |
| 500°C | 34.3 ± 1.3 | 68.6 ± 1.2 | 3.4 ± 0.4 | 0.59 ± 0.07 | 0.80 | 0.69 | |
| 600°C | 31.5 ± 0.8 | 72.7 ± 0.7 | 2.7 ± 0.5 | 0.44 ± 0.08 | 0.89 | 0.75 | |
바이오차의 탄화 안정도 지표인 H/Corg 몰 비는 400°C에서 0.7 이상으로 비료공정규격 허용 기준 (RDA, 2024)을 초과하였고, 500°C이상에서는 0.7 이하로 나타나 비료공정규격 허용 기준을 만족하였다. 국내 왕겨 바이오차와 우분 바이오차의 열분해온도별 H/Corg 몰 비도 이와 유사한 결과를 보였다 (Han et al., 2024; Han et al., 2025). Zhu et al. (2022)은 바이오차 유기탄소의 탄화안정도와 바이오차 생산수율, 생산공정에서 에너지 소모량 등을 고려할 때 농림부산물의 적정 열분해 온도는 500°C로 제안한 바 있다. 본 연구에서 전정가지 건물중 1톤당 CO2 격리량은 600°C에서 가장 높았으나 비첨단생산시설에서 에너지 비용을 생각할 때, H/Corg 몰 비 0.7 이하를 만족하면서 생산수율이 높은 500°C를 적정 열분해 온도로 판단할 수 있었다.
2022년 기준 우리나라 전정가지 잠재생산량의 10%를 500°C 열분해 온도에서 바이오차로 제조할 시 잠재적 CO2 격리량은 사과 26천톤 CO2-eq, 포도 12천톤 CO2-eq, 배 8천톤 CO2-eq으로 세 과수의 합은 45천톤 CO2-eq였다 (Fig. 2). 연간 500 t CO2-eq 이상의 바이오차 잠재적 CO2 격리량을 보이는 시군은 사과, 배, 포도 전정가지를 합할 경우 청송, 상주, 김천, 영주 등 24개였다. 24개 시군의 과수 전정가지 바이오차 잠재적 CO2 격리량은 31천톤 CO2-eq로 전국합계의 69%에 해당하였다. 연간 500 t CO2-eq 이상 잠재적 CO2격리량의 시군을 지역별 분포를 보면 경북 (13) > 충북 (3) > 경기 (2) = 전북 (2) = 경남 (2) > 전남 (1) = 충남 (1)로 경북이 가장 많고 다음으로 충북이었다. 이는 경북과 충북에서 사과와 포도 생산량이 높기 때문으로 판단할 수 있었다. 사과, 배, 포도 이외에도 감귤, 복숭아 등에서 전정가지가 발생하며, 감귤 주산지인 제주에서도 전정가지 바이오차 활용 CO2 격리가 가능하다.
열분해방식 및 CH4 배출조건에 따른 과수 전정가지 바이오차 CO2 순격리량 추정
과수 전정가지 바이오차 전과정에서 에너지를 요구하는 단계는 첫번째 수거와 자연건조를 제외하고 나머지 다섯단계 모두이다 (Table 2). 두번째 원료 전처리 파쇄단계에서 온실가스 배출량은 Spinell and Marchi (2021)의 다양한 파쇄기에서 사용되는 에너지량의 범위를 참고하였는데, 본 연구에서는 보수적 수치인 최대값을 채택하였다. 전과정에서 세번째와 다섯번째 단계의 운송의 경우 26톤 이하 트럭에 적용하는 UNFCCC (2012)의 운송배출계수 245 g CO2 t-1 km-1에 운송거리 (D)와 무게 (W)를 곱하여 산정하였다. 원료운송은 건조원료 1톤을 산정하였고 바이오차 운송은 건조원료 1톤에 500°C 생산수율의 평균값 33.4%을 곱한 0.334톤에 대해 산정한 결과를 활용하였다. 여섯번째 단계인 바이오차 과원 토양환원은 EBC (2024)에서 제시한 기본값을 활용하였다. 생산단계를 제외한 전과정에서 온실가스 배출량은 0.023 t CO2 t-1 dry feedstock으로 500°C 열분해 온도에서 제조한 바이오차 잠재적 CO2 격리량의 3% 수준으로 나타났다.
Table 2.
The estimated greenhouse gas (GHG) emission for pruned biochar life cycle stage in different pyrolysis types and CH4 emission conditions from literature data.
| Orchard pruning biochar life cycle stage |
GHG emission2 (t CO2-eq t-1 dry feedstock) | Referred literatures | |||
|
1st Orchard pruning collection, Air drying (Assumption: no input of fuel energy) | 0 | - | |||
| 2nd Chipping | 0.0023 - 0.008 | Spinell and Marchi (2021) | |||
|
3rd Feedstock transportation (Assumption: round 20 km, dry feedstock) | 0.0049 | UNFCCC (2012) | |||
| 4th Pyrolysis |
TLUD types with dry or average moisture feedstocks | Energy consumption | 0 - 0.007 | EBC (2024) | |
|
CH4 emissions (with combustion) | 0 (negligible) | Cornelissen et al. (2023) | |||
|
CH4 emissions (without combustion) |
Dry (<15%1) | 0 - 0.0336 | Cornelissen et al. (2023) | ||
| average | 0.37 | Cornelissen et al. (2016) | |||
|
Rotatory kiln with dry feedstocks | Energy consumption | 0.05 - 0.10 | Kern et al. (2012) | ||
|
CH4 emissions (with combustion) | 0 (negligible) | Cornelissen et al. (2016) | |||
|
CH4 emissions (without combustion) | 0.019 - 0.047 | Kern et al. (2012) | |||
| 5th Biochar transportation (Assumption: round 20 km, dry biochar) | 0.0016 | UNFCCC (2012) | |||
| 6th Biochar return to orchard soils | 0.0013 | EBC (2024) | |||
생산단계에서 열분해설비와 CH4 배출조건에 따른 온실가스 배출량은 0.031 - 0.367 t CO2 t-1 dry feedstock으로 나머지 다섯 단계의 온실가스 배출량의 합계 보다 높았다. 가장 높은 온실가스 배출량은 CH4을 연소하지 않는 TLUD 방식의 평균수분상태의 원료를 활용한 경우이다. 이 값은 Verra (2025)에서 기본값으로 채택하고 있다. Cornelissen et al. (2023)은 TLUD 방식의 일종인 화염커튼 콘티키 가마에서 원료수분함량에 따른 CH4 배출량을 제안하였다. 수분함량 15%이하의 건조원료를 사용할 경우 CH4 배출량이 Cornelissen et al. (2016)에서 제시한 TLUD CH4 배출량의 9% 수준으로 매우 낮아졌다. 반면 수분함량이 40%이상일 때는 오히려 12배이상 증가한다고 밝혔다. 이는 바이오차 잠재적 CO2 격리량을 훨씬 넘어서는 온실가스 배출량으로 CO2 순격리량이 음의 값을 가져 기후 긍정적 효과가 사라진다 (Cornelissen et al., 2023). 따라서 TLUD 방식에서 전정가지 원료를 충분히 건조한 후 열분해를 하는 것이 전과정 온실가스 배출량을 줄이는 데 매우 중요하다. 로터리킬른 열분해는 간접탄화 방식으로 원료를 충분히 건조한 후 열분해하는 것이 일반적이며 열분해 가스를 연소시키는 애프터버너 (afterburner) 나 연소챔버를 가지고 있는 경우가 많다 (Kern et al., 2012). 그런데 로터리킬른 생산설비로 바이오차를 제조하더라고 만약 습한 원료를 열분해할 경우 CH4 배출량이 커질 수 있다고 보고되고 있다. 원료의 충분한 건조가 바이오차 열분해 TLUD 방식과 로터리킬른 모두에서 중요하다고 할 수 있다. 원료의 충분한 건조는 대기의 기상조건에 따라 자연건조로 되지 않을 때 인공건조가 필요하며, 건조에 소비되는 에너지만큼 전과정 온실가스 배출량이 증가한다 (Carvalho et al., 2022).
열분해 가스를 연소하는 경우 CH4 배출은 무시할 수 있다고 보고되어 (Cornelissen et al., 2023) 생산단계 온실가스 배출량은 에너지 소비량에 따른다. 에너지 소비에서 의한 온실가스배출량은 로터리킬른이 TLUD방식보다 크게 나타났다 (Kern et al., 2012; EBC, 2024).
문헌값을 활용하여 전과정 단계별 온실가스 배출량을 산정한 결과, 과종별 약간의 차이가 나타났는데, 이는 바이오차 생산수율의 차이 때문이었다. 과종 평균으로 볼 때, CH4 비연소형 TLUD (평균수분원료) > CH4 비연소형 로터리킬른 > CH4 연소형 로터리킬른 > CH4 비연소형 TLUD (건조원료 < 15%) > CH4 연소형 TLUD 순이었다. 여기서 CH4 비연소형 TLUD (건조원료 < 15%)과 메탄 연소형 TLUD의 차이는 상대적으로 작은 반면 CH4 비연소형 TLUD (평균수분원료)과 메탄 비연소형 로터리킬른의 차이는 컸다.
과수 전정가지 바이오차 CO2 순격리량은 온실가스 발생량의 역순으로 TLUD 메탄 연소가 가장 높았다 (Table 3). 2022년 사과, 배, 포도 전정가지 잠재적 생산량 합계의 10%를 CH4 연소형 TLUD 방식으로 바이오차로 제조할 경우 전국 합계 43 천톤 CO2-eq의 CO2 순격리량이 추정되었다 (Fig. 3a). CH4 비연소형 TLUD (건조원료 < 15%)는 41천톤 CO2-eq, CH4 연소형 로터리킬른 38천톤 CO2-eq, CH4 비연소형 로터리킬른 34천톤 CO2-eq, TLUD CH4 비연소형 TLUD (평균수분원료) 19천톤 CO2-eq으로 추정되었다. 연 500 t CO2-eq 이상 잠재적 CO2 순격리량 시군의 개수는 CH4 연소형 TLUD 24개, CH4 비연소형 TLUD (건조원료 < 15%) 24개, CH4 연소형 로터리킬른 23개, CH4 비연소형 로터리킬른 20개, CH4 비연소형 TLUD (평균수분원료) 11개였다 (Fig. 3). 따라서 과수 전정가지 바이오차 지역순환 CO2 순격리량 확보는 과수 전정가지 원료의 충분한 건조 후에 TLUD 방식의 열분해와 CH4 연소장치를 부착한 고정식 로터리킬른 열분해가 CO2 순격리량 확보에 효과적이라 판단할 수 있다.
Table 3.
The estimated net CO2 removal in orchard soils with pruning biochar by pyrolyzing at 500°C as affected by pyrolysis types and CH4 emission conditions.
| Orchard types | Net CO2 removal estimation (t CO2-eq t-1 dry feedstock) | ||||
| TLUD | Rotary kiln | ||||
|
With CH4 combustion | Without CH4 combustion |
With CH4 combustion |
Without CH4 combustion4 | ||
| dry2 | averaged3 | ||||
| Apple | 0.639 (0.024)1 | 0.607 (0.056) | 0.260 (0.403) | 0.548 (0.115) | 0.499 (0.163) |
| Pear | 0.696 (0.023) | 0.664 (0.054) | 0.332 (0.386) | 0.608 (0.110) | 0.562 (0.157) |
| Grape | 0.668 (0.022) | 0.638 (0.053) | 0.311 (0.379) | 0.583 (0.108) | 0.537 (0.154) |
1Life-cycle greenhouse gas emissions estimates using Table 2
2referred from Cornelissen et al. (2023)
3referred from Cornelissen et al. (2016)
Fig. 3
Estimated net CO2 removal in orchard soils with pruning biochar by pyrolyzing 10% of total orchard pruning branches (apple + pear + grape) at 500°C in Korean city/county with different pyrolysis types and CH4 emission conditions using life-cycle greenhouse emission data from literatures. (a) TLUD with CH4 combustion, (b) TLUD without CH4 combustion and dry feedstocks (<15%), (c) TLUD without CH4 combustion and average moisture feedstocks, (d) Rotary kiln with CH4 combustion, and (e) Rotary kiln without CH4 combustion and dry feedstocks.
Conclusions
사과, 배, 포도 전정가지 바이오차 지역순환의 전과정 단계를 6단계로 구성하고 이 중 바이오차 생산단계에서 열분해방식과 CH4 배출조건에 따른 CO2 순격리량을 비교 분석하였다. 전정가지의 열분해 온도는 바이오차의 탄화 안정도 지표인 H/Corg 몰 비와 생산수율 측면에서 500°C가 적정하였다. 열분해 온도 500°C에서 전정가지 건물중 1톤당 바이오차 잠재적 CO2 격리량은 0.66 - 0.72 t CO2-eq이었다. 전국 단위에서 과수 전정가지 (사과, 배, 포도) 잠재 발생량의 10%를 활용한 바이오차 지역순환의 CO2 순격리량은 CH4 연소형 TLUD 설비에서 43천톤 CO2-eq로 가장 높았으며, CH4 비연소형 TLUD에서도 원료의 수분함량을 15% 미만으로 낮출 경우 41천톤 CO2-eq의 높은 순격리량을 보였다. 또한 로터리킬른 방식은 CH4 연소형과 비연소형은 각각 38천톤 CO2-eq와 34천톤 CO2-eq로 약 10%의 차이가 있었다. 따라서 과수 전정가지 바이오차 생산에서 원료의 충분한 자연건조와 CH4 연소 장치를 갖춘 열분해 설비가 CO2 격리에 효과적이라 할 수 있다. 하지만 자연건조만으로 원료 수분을 15% 미만으로 낮출 수 없는 경우, 가열 등에 의한 건조가 필요하며 그에 따른 에너지 소비에 의해 CO2 순격리량이 감소할 수 있다.
