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문제 정의
- 이렇듯 고형폐기물의 처리과정에서 배출되는 온실가스의 상대적인 중요성으로 인해 환경부에서는 폐기물을 감량하면서 온실가스의 배출을 줄이고자 다양한 정책을 꾀하고 있다. 따라서 본 연구에서는 환경부에서 제시하는 폐기물 정책에 따른 온실가스 배출량을 전망하여 적용 정책별 온실가스 저감 잠재량을 파악하고 이를 통해 향후 효과적인 온실가스 저감정책 확립을 위한 기초자료로 제공하고자 한다.
- 본 연구에서는 매립량을 예측하기 위해 환경부 “제2차 국가폐기물관리종합계획”12)에서 제시하고 있는 정책을 활용하였으며 이에 따라 온실가스 배출량을 전망하기 위해 시나리오를 작성하였다.
가설 설정
- 시나리오 4는 시나리오 2와 3을 모두 적용한 것으로써 폐기물 감량화 정책 뿐만 아니라 폐기물 처리구조 변경도 동시에 이루어진다고 가정하여 폐기물 발생량을 전망하였다.
제안 방법
- IPCC 지침서에서는 매립지의 관리 상태별로 각기 다른 MCF값을 제시하고 있다.9-11) 우리나라는 2006년부터 현재 매립중인 모든 매립지가 100% 위생매립지로 관리되고 있으므로 본 연구에서는 향후에도 모든 매립지가 위생매립지로 관리될 것으로 생각하고 일률적으로 1을 적용하였다.
- FCF는 화석연료에서 기인한 탄소비로 2006GL에서는 폐기물의 성상별 FCF 값을 제시하고 있다. 이에 본 연구에서는 2006GL에서 제시한 성상별 값 즉, 고무피혁류는 0.2, 플라스틱, 폐섬유천류, 폐합성수지, 그리고 기타 폐기물 성상은 모두 1을 적용하였다.11)
- 전망 시나리오별 매립량 및 소각량을 예측하고 위에서 식 (1)~(3)의 산정방법을 통해 매립부문과 소각부문에서 각각 배출되는 온실가스(메탄, 이산화탄소, 아산화질소) 배출량을 예측하였다.
- 폐기물 종류별 소각량은 매립부문과 마찬가지로 환경부 “제2차 국가폐기물관리종합계획12)”에서 제시하고 있는 정책을 활용하여 작성된 시나리오를 바탕으로 폐기물 소각량을 예측하였다.
이론/모형
- 11) 따라서 본 연구에서는 2006GL에서 제시한 산정방법을 이용하여 소각부문의 온실가스 배출량을 전망하였다.
- 6 값을 사용할 것을 권장하고 있다.9,10) 따라서 본 연구에서는 폐기물 성상별 DOCF을 제시한 김현선 등(2007)2,13)에서 제시한 값을 적용하였다(Table 1).
- DOC는 생화학적 분해가 가능한 유기탄소로 폐기물의 성상과 밀접한 관계가 있으며, 폐기물 성상별 DOC의 가중 평균치로 산정할 수 있다. 본 연구에서는 김현선 등(2007)2)에서 제시한 DOC를 본 연구에서도 동일하게 사용하였다.
- 메탄발생속도는 매립폐기물 특성, 기후조건, 매립방식, 매립지 운영 등 다양한 인자로 인해 k 값은 폐기물의 종류, 기후조건, 함수량에 따라 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 최근 김현선 등(2007)에서 폐기물 성상별 k값을 제시한 결과를 동일하게 적용하였다(Table 1).2,11)
- 를 온실가스 배출량에서 제외시키는 것과 마찬가지로 자연계에서 순환 재이용된다고 가정하여 온실가스 배출량에서 제외시킨다. 이에 본 연구에서는 2006GL의 Tier 2방법에 의해 메탄 배출량을 산정하였으며, 산정식은 식 (1)과 같다.
- 현재까지 IPCC에서는 온실가스 배출량 산정을 위해 IPCC revised 1996 guidelines for National Greenhouse Gas Inventories(이후 “1996GL”)9)와 IPCC Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories(이후 “GPG2000”),10) 그리고 IPCC 2006 guidelines for National Greenhouse Gas Inventories(이후 “2006GL”)11)를 제공하였다. 이에 본 연구에서는 가장 최근에 제공된 2006GL에서 제시하는 방법을 활용하였다.
성능/효과
- 3,4) 메탄은 지구온난화를 일으키는 중요한 인자로 이산화탄소에 비해 온난화지수가 약 21배 정도 크고, 1996년 IPCC(Inter-Govermental Panal on Climate Change, 정부간 기후변화패널)에 따르면 연간 1~2%정도 대기 중의 메탄양이 증가하고 있다.3,5,6) 특히, 매립지에서 배출되는 메탄 배출량이 폐기물 부문에서 발생하는 온실가스의 약 60%를 차지하고 있으므로 매립지에서의 온실가스 배출량 추정은 상대적으로 그 중요성이 크다고 할 수 있다.
- 3,5,6) 특히, 매립지에서 배출되는 메탄 배출량이 폐기물 부문에서 발생하는 온실가스의 약 60%를 차지하고 있으므로 매립지에서의 온실가스 배출량 추정은 상대적으로 그 중요성이 크다고 할 수 있다.7) 소각처리과정에서 배출되는 이산화탄소 및 아산화질소는 전체 폐기물 부문의 약 30%를 차지하여 매립 다음으로 폐기물에서의 온실가스 배출량이 클 뿐 아니라 환경부에서 매립처리비율을 줄이고 소각처리비율을 늘리고자 하여 소각 부문에서의 온실가스 배출량이 증가할 것으로 예상된다. 또한 소각처리과정에서 배출되는 아산화질소는 이산화탄소에 비해 적은 양이 배출됨에도 불구하고 상대적으로 온난화지수가 약 310배 정도 커 CO2 환산톤으로 환산하였을 때 배출량이 훨씬 많아져 향후 소각 부문에 대한 중요성이 더욱더 커질 것으로 예상된다.
- 3에 나타내었다. 거의 현재의 현황을 적용한 시나리오 1의 경우 현재와 같이 매립부문의 온실가스 배출량이 향후에도 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 폐기물 감량화 정책을 반영한 시나리오 2의 경우 시나리오 1에 비해 배출량은 다소 줄었으나 시나리오 1과 마찬가지로 매립이 폐기물 부문 전체 배출량에 가장 큰 기여를 하였다.
- 따라서 본 연구에서 Business As Usual(BAU)로 전망한 시나리오 1은 통계청의 인구추계16) 및 환경부 “제2차 국가폐기물관리종합계획12)”에서 2005년, 2008년, 2011년에 전망한 1인당 생활폐기물 발생량 예측값인 1.03, 1.04, 1.04 kg/인·일의 값을 활용하여 2005년부터 2007년까지는 1.03 kg/인·일을 적용하고 2008년 이후부터는 1.04 kg/인·일을 적용하여 2020년까지의 생활폐기물 발생량을 전망하였으며 일반 사업장 폐기물의 경우 연간 3%의 증가율을, 건설폐기물의 경우 연간 5.5%의 증가율을 적용하였다.
- 그러나 시나리오 2의 경우 2009년까지는 다소 온실가스 배출량이 늘었으나 이후 온실가스 배출량이 감소하여 2020년에는 약 1400 Gg CO2 eq의 온실가스의 저감 잠재력이 있는 것으로 나타났다. 따라서 앞에서 설명하였듯이 본 연구에서 살펴본 정책 중 폐기물 처리구조 변경 정책은 오히려 소각양의 증가로 인해 전체 온실가스 배출량을 증가시키는 결과를 초래하였으나 폐기물 감량화 정책은 다른 정책에 비해 온실가스 배출량을 저감시키는 효과를 보였다.
- 시나리오별로 산정된 온실가스 배출량 산정 결과 시나리오 3> 시나리오 4> 시나리오 1> 시나리오 2의 순으로 온실가스가 많이 배출되었다. 따라서 온실가스 배출량을 저감하기 위한 가장 효과적인 정책은 폐기물 감량화 정책임을 알 수 있었다.
- 즉, 향후에는 소각에 의한 온실가스 배출량이 폐기물 부문 전체의 온실가스 배출량에서 주요한 인자가 될 것으로 판단된다. 또한 시나리오 1을 기준으로 각 시나리오별 온실가스 저감 잠재량을 살펴본 결과 시나리오 3과 4는 오히려 온실가스 배출량이 늘어나 온실가스의 저감 효과가 없는 것으로 나타났다(Fig. 5). 그러나 시나리오 2의 경우 2009년까지는 다소 온실가스 배출량이 늘었으나 이후 온실가스 배출량이 감소하여 2020년에는 약 1400 Gg CO2 eq의 온실가스의 저감 잠재력이 있는 것으로 나타났다.
- 먼저 매립부문의 시나리오별 온실가스 배출량 전망결과를 살펴보면, 시나리오 1> 시나리오 2> 시나리오 3> 시나리오 4의 순으로 온실가스가 많이 배출되는 것으로 나타났다(Fig. 1).
- 시나리오별 온실가스 전망 결과를 살펴본 결과 시나리오 3> 시나리오 4> 시나리오 1> 시나리오 2의 순으로 많이 배출되는 것으로 나타났다.
- 2에 나타내었다. 온실가스 배출량 전망 결과 전체 온실가스 배출량 중 이산화탄소가 아산화질소에 비해 훨씬 많이 배출되는 것으로 나타났다. 그러나 향후 소각량의 증가로 인해 아산화질소의 배출량이 다소 증가하는 형태를 보였다.
- 폐기물정책별 온실가스 배출량의 경향성을 파악하기 위해 시나리오별 매립 및 소각부문의 온실가스 배출량을 전망하였다. 온실가스 배출량 전망 결과 폐기물 감량화 정책을 반영한 시나리오 2는 시나리오 1에 비해 배출량은 줄었으나 현재의 폐기물 구조 및 배출량 수준을 그대로 유지한다고 가정한 시나리오 1과 같이 매립이 폐기물 부문 전체 배출량에 가장 큰 기여를 하였다. 폐기물 처리구조 변경 정책을 반영한 시나리오 3는 소각량의 증가로 소각부문의 배출량이 증가함으로 인해 소각부문의 기여도가 상당히 높아졌다.
- 시나리오 3의 경우 폐기물 처리구조 변경 정책을 반영한 것으로 매립율은 줄이고 소각처리비율을 늘림으로 인해 폐기물의 많은 부분이 소각 처리됨으로 오히려 온실가스가 더 많이 배출됨을 알 수 있었다. 이 두 가지를 모두 적용한 시나리오 4의 경우 현재의 폐기물 처리형태를 유지할 때에 초기에는 온실가스 배출량이 더 많을 것으로 예측되었으나 이후 배출량이 다소 감소하는 것으로 나타났다. 즉, 향후에는 소각에 의한 온실가스 배출량이 폐기물 부문 전체의 온실가스 배출량에서 주요한 인자가 될 것으로 판단된다.
- 4에 나타내었다. 전체 시나리오별로 산정된 온실가스 배출량 산정 결과 시나리오 2의 배출량이 가장 적게 평가되었고 시나리오 3의 배출량이 가장 많이 평가되었다. 시나리오 2의 경우 폐기물 감량화 정책을 반영한 것으로 온실가스 배출량을 저감하기 위한 가장 기초적인 정책은 폐기물 감량화 정책임을 알 수 있다.
후속연구
- 최근까지 폐기물 처리 방법의 경우 상당비율의 폐기물을 매립을 통해 처리하였으며 다음으로 소각처리를 하였다. 그러나 향후 기존 매립비율을 낮추고 소각비율을 높여 현재 매립용지 부족 및 악취, 침출수 등의 문제를 해결하고자 하는 정책을 반영한 시나리오 3의 경우 시나리오 1과 2에서 매립이 온실가스에 가장 많은 기여를 하였던 것과 달리 소각에 의한 배출량이 증가함으로 인해 향후 매립보다 다소 높은 수준으로 폐기물 부문의 온실가스 배출량에 기여를 할 것으로 전망되었다. 시나리오 2와 3에서 적용한 폐기물 감량화 정책 및 폐기물 처리구조 변경 정책을 모두 반영한 시나리오 4의 경우 시나리오 3과 마찬가지로 소각에서의 온실가스 배출 기여도가 상당히 증가하는 것으로 나타났다.
- 2005년의 경우 음식물류 폐기물의 매립을 전면 금지하고 재활용하는 등 폐기물의 감량뿐 만아니라 온실가스 저감을 동시에 꾀하고자 하였다. 따라서 향후 온실가스 배출량을 보다 정확하게 전망하기 위해서는 향후의 환경정책을 미리 파악하고 이에 대한 고찰을 함께 수반해야 할 것이다.
- 마지막으로 본 연구는 폐기물관리 정책이 온실가스 변화에 어떤 영향을 미칠지를 파악하고자 한 것으로 온실가스 배출량 산정에 있어 주요한 영향을 미칠 수 있는 주요변수들을 고려하지 못한 제한점이 있다. 즉, 매립지의 매립종료 여부, 매립지 관리형태(혐기성, 준호기성 관리 등), 위생매립형태, 침출수에 의한 유기탄소의 소실량 등을 고려하지 않음으로 인하여 최종 배출량이 과소 또는 과대평가되었을 수 있으므로 향후 온실가스 배출량 산정 결과의 정확도를 높이기 위해서는 이들 변수에 대한 다각적인 고찰이 필요할 것이다.
- 마지막으로 본 연구는 폐기물관리 정책이 온실가스 변화에 어떤 영향을 미칠지를 파악하고자 한 것으로 온실가스 배출량 산정에 있어 주요한 영향을 미칠 수 있는 주요변수들을 고려하지 못한 제한점이 있다. 즉, 매립지의 매립종료 여부, 매립지 관리형태(혐기성, 준호기성 관리 등), 위생매립형태, 침출수에 의한 유기탄소의 소실량 등을 고려하지 않음으로 인하여 최종 배출량이 과소 또는 과대평가되었을 수 있으므로 향후 온실가스 배출량 산정 결과의 정확도를 높이기 위해서는 이들 변수에 대한 다각적인 고찰이 필요할 것이다.
- 이 두 가지를 모두 적용한 시나리오 4의 경우 현재의 폐기물 처리형태를 유지할 때에 초기에는 온실가스 배출량이 더 많을 것으로 예측되었으나 이후 배출량이 다소 감소하는 것으로 나타났다. 즉, 향후에는 소각에 의한 온실가스 배출량이 폐기물 부문 전체의 온실가스 배출량에서 주요한 인자가 될 것으로 판단된다. 또한 시나리오 1을 기준으로 각 시나리오별 온실가스 저감 잠재량을 살펴본 결과 시나리오 3과 4는 오히려 온실가스 배출량이 늘어나 온실가스의 저감 효과가 없는 것으로 나타났다(Fig.
- 또한 에너지 다소비형 산업구조를 가진 국가로서 지속적인 경제성장으로 인한 에너지 소비량이 증가가 예상되므로 온실가스 배출저감 기술 개발 및 대체 에너지 개발과 같은 연구 개발 및 기술 확보가 매우 중요한 시점에 와 있다. 특히 폐기물 부문의 경우, 이산화탄소 뿐만 아니라 온실가스 잠재력이 높은 메탄 및 아산화질소가 많이 배출되고, 다른 부문에 비해 온실가스 저감 잠재력이 높은 것으로 평가되므로 이에 대한 보다 정확하고 신뢰성 있는 온실가스 배출통계체제가 요구된다.2)
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