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문제 정의
- 환경부에서는 하수관거 확충 및 불량관거 조기 정비를 위하여 2005년부터 재정사업과 병행하여 민간투자방식(BTL)을 도입함으로써 2010년까지 관거 보급률을 선진국 수준인 80% 이상으로 개선하고자 하였다. 또한 하수관거정비에 민간의 창의와 기술을 활용하고, 20년간 책임운영으로 관거운영의 효율성을 제고하고자 운영 성과 평가를 통해 운영비를 차등지급함에 따라 운영서비스를 개선하고 민원을 해소하고자 하였다.(“하수관거정비 임대형 민자사업(BTL) 시설운영단계 유지관리체계 구축연구”, 환경관리공단(2008))
- 본 연구에서는 하수관거정비 BTL사업의 효과분석을 위한 지표를 선정하였으며, 본 지표를 활용하여 2005년에 시행한 BTL사업으로써 현재 준공되어 운영단계에 있는 진천군, 청주시, 강진군 등 3개 지자체에 대하여 사업효과분석을 수행함으로써, 선정된 사업효과분석 지표에 의한 사업효과평가가 적용가능성이 있음을 보이고자 하였다.
가설 설정
- 청주시의 경우에는 청주시 하수관거정비 사업으로부터 추정된 지불의사액 6,725원을 적용하였다. 주민들의 생활개선 편익은 하수관거의 내용연수 기간 동안인 40년(2009년부터 2048년까지) 동안 발생할 것으로 가정하여, 분석기간은 40년으로 설정하였다.
제안 방법
- 관거정비에 따른 하수처리장 운영비용을 분석하기 위해 본 연구에서는 운영비 항목 중에서도 관거정비효율과 연관이 있는 약품비, 슬러지처리비 항목들만 비교 분석하였다. 분석 방법은 유입유량 및 유입수질의 변화와 처리장 운영비의 상관관계를 분석하기 위해 처리장 유입부하량을 산정하여 단위운영비를 비교하였으며, 결과는 Table 7과 같다.
- 또한 정성적 효과는 주민들의 삶의 질 향상에 대한 부분으로써, 주민들의 생활에 대한 개선효과를 직접 비용인 화폐액으로 추정하기 위해서는 조건부가치평가법에 의한 주민들의 지불의사액을 추정하여야 한다. 그러나 본 사업에서는 주민들의 지불의사액을 시간적, 비용적인 측면을 고려하여 직접적으로 추정하지 않고 본 사업과 유사한 사업으로부터 추정된 지불의사액을 이용하여 주민들의 생활개선 편익에 대한 효과를 분석하였다. 진천군과 강진군의 경우에는 직접적으로 해당 지자체의 조사 결과가 없기 때문에, 하수관거정비 사업 타당성 조사로부터 추정된 평균 지불의사액인 6,997원을 적용하였다.
- 진천군의 덕산 및 이월 하수처리장은 공사 중인 2006월 8월 가동을 시작하였기 때문에 공사 전의 운영자료는 없다. 따라서 덕산 및 이월하수처리장은 공사 중의 유량과 공사 후의 유량 자료를 비교하였다. 덕산 및 이월하수처리장은 처리시설로 SBR공법을 적용하고 있었다.
- 또한 정화조 폐쇄로 인한 신규 설치비 절감비용을 위하여 ‘동양종합건설업’에서 산정한 정화조 인별 설치비를 적용하였다.
- 또한 총편익의 현재가치를 추정하기 위하여 3년 만기 국고채수익률 5%를 적용하여 분석기간 40년 동안 대상 지역에 발생할 주민들의 생활개선편익의 현재가치를 분석하였다. 분석 대상 지역의 생활개선편익 분석 결과는 다음 Table 11과 같다.
- 하수처리장 유입개선효과 분석을 위하여 2005년도부터 2008년까지 조사대상지역인 진천군, 청주시, 강진군에 대해서 하수처리장의 유입유량과 유입수질을 관거정비공사 전․후로 구분하여 사업효과를 비교 분석하였다. 또한, 직접 비용 편익 분석에 대해서는 청주시, 진천군, 강진군에 대해서 처리시설 증설비용 발생 여부, 처리장 운영비 비교, 정화조 폐쇄로 인한 신규 설치비 절감 효과를 분석하였고, 간접비용 편익 효과에서는 지불의사액을 적용하여 향후 생활개선편익을 추정하였다. 친환경적 효과에서는 지구온난화 물질(CO2) 저감량에 대해서 사업효과를 분석하였다.
- 민감도 분석의 일환으로 할인율의 변화에 따른 각 대상지역별 하수관거정비 임대형 민자사업으로부터 발생하는 주민들의 생활개선편익을 할인율의 변화에 따라 현재가치로 분석하였으며, 결과는 Table 12와 같다.
- 본 연구에서 적용할 지표는 Fig. 1에서 나타낸 바와 같이, 기존의 효과분석 사례 조사를 통하여 지표설정을 위한 항목을 도출한 후 각 항목들을 검토하여 설정하였다. 그리고 선정된 각 지표들에 대하여 분석 기준과 분석 방법을 제시하였고, 이를 적용하여 “3.
- 본 연구에서는 2005년부터 현재까지 계속 수행중인 하수관거정비 임대형 민자사업(BTL) 중에서 최근 준공되어 운영단계에 돌입하는 진천군(‘05년 사업)과 준공이 도래하는 청주시와 강진군 하수관거정비 BTL사업에 대하여 본 연구에서 수립된 “사업효과분석 표준 방안(안)”을 이용하여 사업효과를 분석하였다.
- 본 장에서는 각각의 분석항목에 대해서 분석기준 및 방법을 제시하였으며, 이 방법에 따라 사업효과분석을 수행하였다.
-
3) 분석기간에 따른 민감도 분석
분석기간의 변화에 따른 생활개선편익을 분석하고자 Table 13과 같이 주민들의 생활개선편익을 분석하였다. 진천군, 청주시, 강진군의 경우 모두 분석기간이 30년일 경우보다 50년으로 분석기간이 길어질수록 주민들이 장기간동안 서비스의 이용이 가능하므로 현재가치로 환산한 생활개선편익이 증가하는 것으로 나타났다.
- 하수관거정비 BTL사업의 효과분석은 Table 1의 사업효과분석 표준 방안(안)의 지표를 활용하여 분석을 실시하였다. 사업효과분석은 2005년도 BTL 사업 지역으로 현재 준공 후 운영단계에 돌입한 진천군을 비롯하여 시운전중인 청주시와 강진군 등 3개 사업(Table 2 참조)을 대상으로 하수처리장 유입개선효과, 직접․간접 비용편익 효과, 친환경적 효과 등을 분석하였다.
- 용역대상지역별로 하수처리시설 증설비용을 산정하기 위하여 ‘주택단지내 상수․오수발생량 원단위 산정 및 하수처리시설 소요비용연구(2001. 환경부․한국토지공사)’에서 산정한 하수처리시설의 각 공법별, 용량별 소요비용을 적용하였다.
- 위와 같은 기본방향에 따라 BTL 사업의 효과분석 지표를 설정하였으며, 이 중에서 지표 항목의 결정은 정량성과 현실성을 위주로, 분석 방법은 명확성과 적절성을 위주로 설정하였다. 본 연구에서 정량적으로 관거정비 효과를 분석하기 위한 효과분석 지표설정의 흐름은 Fig.
- 이와 같은 방법으로 하수관거정비 사업의 효과분석 사례 조사를 통해 도출된 지표를 바탕으로 진천군, 청주시, 강진군 하수관거정비 임대형 민자사업(BTL)의 “사업효과 분석 표준방안(안)”을 수립하였으며, Table 1과 같다.
- 정화조 시설의 세대당인구수별 신규설치비를 대상지역별 하수도 통계연보(2007년) 자료 및 동양종합건설업 정화조 신규설치 비용을 이용하여 대상지역의 인구증가에 따른 배수설비 신축에 따른 정화조의 신규설치비를 산정하였다.
- 정화조 폐쇄로 인한 신규 설치비 및 유지관리비 절감비용 산정을 위하여 본 용역 대상지역의 실제 정비된 배수설비 가옥수 및 세대당 인구수에 따른 신규설치비용에 따라 절감비용을 산정하였다.
- 저감량을 분석하였다. 지구온난화물질(CO2) 저감 인자로는 분뇨처리차량의 연비에 따른 CO2 발생량, 분뇨처리차량 이동거리, 분뇨처리차량대수, 배수설비정비 개소수 및 정화조 청소 빈도를 이용하였다. 청주시의 경우에는, 다른 조사대상 지역과는 달리 합류식 하수관거 공사 지역으로 배수설비 정비 가옥수가 적어 지구온난화 물질(CO2) 저감 부분에서 제외하였다.
- 친환경적 효과에 대한 분석은 정화조 폐쇄에 대한 영향으로 지구온난화물질인 CO2 저감량을 분석하였다. 지구온난화물질(CO2) 저감 인자로는 분뇨처리차량의 연비에 따른 CO2 발생량, 분뇨처리차량 이동거리, 분뇨처리차량대수, 배수설비정비 개소수 및 정화조 청소 빈도를 이용하였다.
- 또한, 직접 비용 편익 분석에 대해서는 청주시, 진천군, 강진군에 대해서 처리시설 증설비용 발생 여부, 처리장 운영비 비교, 정화조 폐쇄로 인한 신규 설치비 절감 효과를 분석하였고, 간접비용 편익 효과에서는 지불의사액을 적용하여 향후 생활개선편익을 추정하였다. 친환경적 효과에서는 지구온난화 물질(CO2) 저감량에 대해서 사업효과를 분석하였다.
- 하수관거정비 사업의 효과분석(진천군, 청주시, 강진군)”에서 대상 지자체의 사업효과분석을 수행하였다.
- 하수처리장 유입개선 효과를 분석하기 위하여, 진천군, 청주시, 강진군을 공사 전과 공사 후의 기간으로 구분하여 유입유량과 유입수질(BOD)을 조사하였으며, 그 결과는 Table 3과 같다.
- 하수처리장 유입개선효과 분석을 위하여 2005년도부터 2008년까지 조사대상지역인 진천군, 청주시, 강진군에 대해서 하수처리장의 유입유량과 유입수질을 관거정비공사 전․후로 구분하여 사업효과를 비교 분석하였다. 또한, 직접 비용 편익 분석에 대해서는 청주시, 진천군, 강진군에 대해서 처리시설 증설비용 발생 여부, 처리장 운영비 비교, 정화조 폐쇄로 인한 신규 설치비 절감 효과를 분석하였고, 간접비용 편익 효과에서는 지불의사액을 적용하여 향후 생활개선편익을 추정하였다.
- 하수처리장 증설비용은 대상지역의 하수관거정비 공사를 시작하기 전과 후의 하수처리장 유입유량을 비교하여 분석하였다. 분석하기 전에 전제 조건은 공사 전에 하수처리장 유입유량이 설계용량을 초과하였으나, 공사 후에 유입유량이 감소하여 설계용량 미만으로 유입되는 처리장에 대해서만 처리장 증설비용이 절감되는 것으로 제시하였다.
대상 데이터
- 진천군과 강진군의 경우에는 직접적으로 해당 지자체의 조사 결과가 없기 때문에, 하수관거정비 사업 타당성 조사로부터 추정된 평균 지불의사액인 6,997원을 적용하였다. 청주시의 경우에는 청주시 하수관거정비 사업으로부터 추정된 지불의사액 6,725원을 적용하였다. 주민들의 생활개선 편익은 하수관거의 내용연수 기간 동안인 40년(2009년부터 2048년까지) 동안 발생할 것으로 가정하여, 분석기간은 40년으로 설정하였다.
데이터처리
- 관거정비에 따른 하수처리장 운영비용을 분석하기 위해 본 연구에서는 운영비 항목 중에서도 관거정비효율과 연관이 있는 약품비, 슬러지처리비 항목들만 비교 분석하였다. 분석 방법은 유입유량 및 유입수질의 변화와 처리장 운영비의 상관관계를 분석하기 위해 처리장 유입부하량을 산정하여 단위운영비를 비교하였으며, 결과는 Table 7과 같다.
이론/모형
- 하수관거정비 BTL사업의 효과분석은 Table 1의 사업효과분석 표준 방안(안)의 지표를 활용하여 분석을 실시하였다. 사업효과분석은 2005년도 BTL 사업 지역으로 현재 준공 후 운영단계에 돌입한 진천군을 비롯하여 시운전중인 청주시와 강진군 등 3개 사업(Table 2 참조)을 대상으로 하수처리장 유입개선효과, 직접․간접 비용편익 효과, 친환경적 효과 등을 분석하였다.
성능/효과
- 강진군은 4%의 할인율을 적용하였을 경우 30,323백만원의 생활개선편익이 발생할 것으로 분석되었다. 6%의 할인율을 적용하였을 경우 23,051백만원의 생활개선편익을 기대할 수 있는 것으로 나타났다.
- 청주시는 4%의 할인율을 적용하였을 경우 379,447백만원의 생활개선편익이 발생할 것으로 분석되었다. 6%의 할인율을 적용하였을 경우 288,453백만원의 생활개선편익을 기대할 수 있는 것으로 나타났다.
- 분석결과, 진천군은 4%의 할인율을 적용하였을 경우 41,248백만원의 생활개선편익이 발생할 것으로 분석되었다. 6%의 할인율을 적용하였을 경우 31,356백만원의 생활개선편익을 기대할 수 있는 것으로 나타났다.
- 진천군과 강진군은 하수관거정비를 통하여 하수처리장에 유입되는 유입부하량이 공사 전에 비해 공사 후에 증가하였기 때문에 단위운영비가 감소하였다. 그러나 청주시의 유입수질 증가율은 타 지역에 비해 소폭 증가하였기 때문에 유입부하량이 공사 후에 오히려 소폭 감소하였으며 이로 인해 단위운영비는 증가하는 것으로 나타났다.
- 따라서 청주시 하수처리장의 처리공법인 표준활성슬러지법의 계산식(C=119.74×Q0.542)에 절감 용량 60,478㎥/day을 대입하여 산정해 보면, 46,759백만원의 하수처리장 증설 비용을 절감할 수 있다.
- 분석결과, 진천군은 4%의 할인율을 적용하였을 경우 41,248백만원의 생활개선편익이 발생할 것으로 분석되었다. 6%의 할인율을 적용하였을 경우 31,356백만원의 생활개선편익을 기대할 수 있는 것으로 나타났다.
- 하수처리장 증설비용은 대상지역의 하수관거정비 공사를 시작하기 전과 후의 하수처리장 유입유량을 비교하여 분석하였다. 분석하기 전에 전제 조건은 공사 전에 하수처리장 유입유량이 설계용량을 초과하였으나, 공사 후에 유입유량이 감소하여 설계용량 미만으로 유입되는 처리장에 대해서만 처리장 증설비용이 절감되는 것으로 제시하였다. 그러나 공사 후에 유입유량이 감소하였다고 하더라도 공사 전에 유입유량이 설계용량 미만으로 유입되었다면 실제적인 처리장 증설비용은 발생하지 않기 때문에, 이와 같은 경우에는 증설 비용이 발생하지 않는 것으로 판단하였다.
- 청주시와 강진군의 유입유량 분석 결과, 공사 전보다 공사 후에 20~30% 정도 유량이 감소하는 것으로 나타났다. 유입BOD 분석 결과, 청주시는 31㎎/ℓ로 소폭 상승하였으나, 강진군은 114㎎/ℓ로 진천군과 유사하게 유입 BOD가 증가하는 것으로 조사되었다.
- 덕산 및 이월하수처리장은 처리시설로 SBR공법을 적용하고 있었다. 진천군 덕산․이월 하수처리장의 공사 중/후 유입유량 조사결과, 덕산하수처리장의 공사 전 유입유량은 562㎥/day, 공사 후 유입유량은 601㎥/day로써 39㎥/day가 증가하였으며, 이월하수처리장의 공사 전 유입유량은 853㎥/day, 공사 후 유입유량은 974㎥/day로써, 121㎥/day가 증가하였다. 따라서 진천군 하수처리장은 유입유량이 오히려 증가하여 유입유량 감소에 따른 증설비용 절감은 발생하지 않는 것으로 조사되었다.
- 진천군, 청주시, 강진군 대상 지역 모두 운영비는 공사 전 대비 공사 후에 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 유입부하량을 기준으로 산정해준 단위운영비는 진천군과 강진군은 공사 전에 비해 공사 후에 감소하였고, 청주시는 증가하였다.
- 분석기간의 변화에 따른 생활개선편익을 분석하고자 Table 13과 같이 주민들의 생활개선편익을 분석하였다. 진천군, 청주시, 강진군의 경우 모두 분석기간이 30년일 경우보다 50년으로 분석기간이 길어질수록 주민들이 장기간동안 서비스의 이용이 가능하므로 현재가치로 환산한 생활개선편익이 증가하는 것으로 나타났다.
- 진천군의 하수처리장 유입유량 분석 결과, 덕산하수처리장은 공사 전보다 공사 후에 39㎥/day, 이월하수처리장은 121㎥/day 증가하는 것으로 나타났다.
- 청주시와 강진군의 유입유량 분석 결과, 공사 전보다 공사 후에 20~30% 정도 유량이 감소하는 것으로 나타났다. 유입BOD 분석 결과, 청주시는 31㎎/ℓ로 소폭 상승하였으나, 강진군은 114㎎/ℓ로 진천군과 유사하게 유입 BOD가 증가하는 것으로 조사되었다.
- 진천군의 하수처리장 유입유량 분석 결과, 덕산하수처리장은 공사 전보다 공사 후에 39㎥/day, 이월하수처리장은 121㎥/day 증가하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 본 연구에서는 최근 공사가 준공되었거나 시운전 중인 진천군, 청주시, 강진군 3개의 BTL 사업을 대상으로 시범적으로 효과분석을 실시하였지만, 실질적인 하수관거 BTL사업의 효과 도출을 위해서는 향후 관거정비 공사 완료 후 상당한 운영이 경과한 단계에서 사업효과 분석이 이루어져야 한다고 판단된다.
- 따라서 현 중간 단계에서 2005년부터 현재까지 계속 진행 중인 하수관거정비 BTL사업에 대한 성과 평가와 현재 준공되어 운영단계에 돌입하는 사업들에 대한 효과 분석이 필요한 실정이다. 즉, 현재 진행되고 있는 하수관거정비 BTL사업의 중간 성과평가 및 사업효과 분석이 필요하며, 향후 하수관거정비 사업의 수행시에 개선 방안을 제시해야 한다.
- 발생량은 66,350만톤에 이르며, 지속적으로 증가하고 있는 상태이다. 하수관거 정비를 통한 CO2 저감량은 우리나라의 연간 발생량에 큰 비중은 차지하지 못하지만, 지속적으로 증가를 하는 지구온난화 물질 (CO2) 저감에 대한 일조를 할 것으로 기대된다.
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