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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 실제 수집된 자료를 바탕으로 Tier 1방식과 Tier 3 방식을 통해 온실가스 배출량을 산정하고 이를 비교, 분석하고자 한다.
- 이 경우 내부통행 뿐만 아니라 지자체간 외부통행이 빈번히 발생하게 되므로 연료판매량으로 해당 지자체의 온실가스 배출량 산정 시 많은 오차를 내포하게 된다. 따라서 본 연구에서는 현재 지자체별 온실가스 배출량 산정 방식인 연료판매량을 이용한 방식과 이동 배출원인 차량의 활동도를 반영한 온실가스 배출량 산정방식을 통해 도출된 결과를 비교분석하고자 한다.
- 하향식 방식의 경우 예를 들어 A시에서 주유하고 B시에서 주 운행할 경우 주유지역인 A시의 온실가스 배출량으로 통계가 집계되는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 지자체별 지속가능성 지표의 평가방식인 하향식방식의 타당성을 검증하며 지자체별 지속가능성 평가결과의 신뢰성 확보를 위한 상향식 방법론의 적용을 통한 결과값의 상호비교분석을 목적으로 한다.
- 본 연구는 교통부문의 지속가능성 평가를 위한 도로부문 온실가스 배출량 산정 방법론 별 차이의 비교분석을 목적으로 하였다. 배출량 산정 방법론은 유류판매량을 기본으로 한 하향식 방식과 이동원의 속도 및 교통량 자료를 활용한 상향식 방식이 있다.
- 본 연구의 대상지인 과천시와 안성시에 대한 CO2배출량을 산정하며 지속가능평가지표 중 환경적 지표군에 해당하는 교통부문 온실가스 배출량, 인구 1인당 교통부문 온실가스 배출량, 면적당 교통부문 온실가스 배출량을 산정하고자 한다. 두 지자체의 기초 통계인 인구, 면적, 자동차등록대수는 <표 3>과 같다.
제안 방법
- 하향식 방식은 Tier 1 방법론을 적용하였으며 상향식 방식은 Tier 3 방법론을 적용하였다. Tier 1과 Tier 3를 통한 결과값의 비교분석을 위해 대표적인 온실가스인 이산화탄소(CO2) 배출량을 측정하였다. 본 연구의 흐름도는 <그림 2>와 같다.
- <표 13>과 같이 과천시 온실가스 배출량 산정결과를 바탕으로 1일 평균 배출량과 이를 1년 단위로 환산하여 결과를 도출하였다.
- 과천시와 동일한 방식으로 안성시에 대한 CO2 배출량을 산정하였으며 외곽부와 도심부를 구분하여 결과를 도출하였다. 안성시 외곽부 CO2 배출량은 <표 15>와 같다.
- 과천시와 안성시의 Tier 3 방법론을 통한 온실가스 배출량을 산정하기 위해 각 지자체별 주요도로구간에 대한 교통량 및 속도 데이터를 현장조사를 통해 수집하였다. 조사기간은 2011년 2월 14일부터 18일까지 5일간이며 조사구간은 안성시의 경우 도심부와 외곽부로 구분하여 조사하였으며 과천시는 전체 도로구간에 대해 조사하였다.
- 국립환경과학원에서 제시한 배출계수식의 경우 다양한 차종별 연료에 따른 배출계수식을 제시하고 있으나 교통량 조사 시 차종을 5가지(승용차, RV·SUV, 택시, 승합, 화물차)로 구분하여 조사하였다.
- 따라서 각 지자체별 주요 지점별 하루 교통량을 추정하였으며 속도는 실제 조사된 비첨두 시간대의 속도를 적용하였다.
- 실제 현장조사의 경우 오전/오후 첨두시와 비첨두 2시간 총 6시간의 교통량 및 속도를 조사하였으며 이를 기준으로 그 외 18시간에 대한 교통량 추정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 과천시 및 안성시의 교통량 통계자료를 바탕으로 보정계수를 적용, 각 조사 지점에 대한 하루 교통량을 추정하였다(2009년 도로교통량 통계연보, 2010). 보정계수는 통계자료의 요일별 평균 교통량과 6시간 자료의 비율을 통해 보정계수를 산정하였다.
- 따라서, 배출계수식의 적용 시 승용차는 중형 휘발유 차량을 기준으로 하며, RV, SUV는 중형 경유 차량, 택시는 중대형 LPG, 승합은 중형 경유 차량, 화물차량은 중형으로 구분하여 적용하였다. 차종별 적용된 배출계수식은 <표 11>과 같다.
- 또한 과천시의 교통물류체계의 지속가능성 조사·평가를 위한 관리지표 중 환경적 지표군에 해당하는 인구1인당 교통부문 온실가스 배출량과 면적당 교통부문 온실가스 배출량을 산출하였으며 그 결과는 과 같다.
- 또한 안성시의 교통물류체계의 지속가능성 조사·평가를 위한 관리지표 중 환경적 지표군에 해당하는 인구1인당 교통부문 온실가스 배출량과 면적당 교통부문 온실가스 배출량을 산출하였으며 그 결과는 과 같다.
- 본 연구에서 하향식 온실가스 배출량을 산정하기 위하여 Tier 1 방식의 개념을 적용하였으며 연료별 순발열량과 쥴단위를 고려한 CO2 배출량 산정 방식은 다음과 같다.
- 안성시 도심부와 외곽부 온실가스 배출량 산정결과를 바탕으로 안성시 전체에 대한 1일 평균 배출량과 이를 1년 단위로 환산하여 결과를 도출하였으며 그 결과는 과 같다.
- 알림 : 본 논문은 “교통부문 지속가능성 평가지표 DB구축 및 관리방안”(2010.12)의 연구 내용을 수정. 보완하여 작성된 것입니다.
- 과천시와 안성시의 Tier 3 방법론을 통한 온실가스 배출량을 산정하기 위해 각 지자체별 주요도로구간에 대한 교통량 및 속도 데이터를 현장조사를 통해 수집하였다. 조사기간은 2011년 2월 14일부터 18일까지 5일간이며 조사구간은 안성시의 경우 도심부와 외곽부로 구분하여 조사하였으며 과천시는 전체 도로구간에 대해 조사하였다. 세부 조사방법은 <표 7>과 같다.
- 지속가능성평가를 위한 환경적 지표군인 온실가스 배출량, 인구1인당 온실가스배출량, 면적당 온실가스배출량을 산정하였으며 산정결과는 과 같다.
- 지자체별 연료 판매량을 통해 연료별 발열량, 배출계수 등을 통해 CO2배출량을 산정하였으며 산정결과는 와 같다.
- 배출량 산정 시 Tier 2 방법론이 가장 정확하다고 할 수 있다. 하지만 본 연구는 국가 단위의 CO2 배출량이 아니라 특정 지자체의 도로 부문 온실가스 배출량을 측정하는 것을 범위로 설정하였다. 이 경우 내부통행 뿐만 아니라 지자체간 외부통행이 빈번히 발생하게 되므로 연료판매량으로 해당 지자체의 온실가스 배출량 산정 시 많은 오차를 내포하게 된다.
- 하향식방법론 적용을 위한 배출계수는 IPCC 가이드라인에서 제시한 값을 적용하였으며 연료별 발열량은 에너지 통계연보의 순발열량을 적용하였다. 연료별 CO2 배출계수는 <표 1>, 연료별 순발열량은 <표 2>와 같다.
- 김민정 외(2008)는 항공교통부문에 있어 온실가스 배출규모 추정 및 관리방안에 관한 연구를 수행하였다. 항공부문의 온실가스 배출량은 항공기 연료 총액을 통해 배출량을 산정하는 Tier 1방식과 이착륙 사이클을 배출량에 추정하여 반영하는 Tier 2방법을 적용하여 항공부문 온실가스 배출량을 산출하였다.
- 현장조사 결과, 배출계수 그리고 각 구간별 링크 길이를 적용하여 발생되는 CO2 배출량을 산정하였다.
- 현장조사를 통해 도출된 과천시와 안성시의 교통량, 속도 데이터 등을 바탕으로 각 지자체 별 CO2배출량을 산정하였다. 속도에 따른 배출계수는 ‘수송부문 온실가스 기후변화대응 시스템 구축(Ⅱ)’(국립환경과학원, 2009)의 온실가스별 배출계수식에 적용하여 온실가스 연간 배출량을 산정하였다.
대상 데이터
- 과천시의 경우 주요 도로를 대상으로 24지점을 선정하여 각 지점에 대한 교통량 및 속도를 조사하였다. 조사 대상 지점은 <그림 3>과 같다.
- 0km/h로 대체적으로 속도가 원활한 것으로 나타났다. 구간별로는 19번 지점인 도서관삼거리에서 우체국사거리 구간에서 평균속도가 22.1km/h 내외로 다른 구간에 비해 다소 낮게 조사되었다.
- 상향식 방식의 경우 UN IPCC에서 제시한 Tier 1 방식을 적용하였으며 하향식 방식은 Tier 3 방법론을 적용하였다. 방법론에 따른 결과를 분석하기 위하여 분석 대상지역을 선정하였으며, 선정기준은 한국교통연구원에서 수행한 지자체별 지속가능성 평가대상 지역인 과천시와 안성시를 대상으로 하였다.
- 본 연구의 공간적 범위는 한국교통연구원에서 수행한 지자체별 지속가능성 평가결과 지속가능성 1등급 지역 중 하나인 과천시와 7등급 지역인 안성시를 대상으로 설정하였다(한국교통연구원, 2011).
- 안성시의 경우는 외곽부 14개 지점, 도심부 또한 14개 지점으로 구분하여 교통량 및 속도를 조사하였으며 주요 조사 지점은 과 같다.
데이터처리
- 따라서 본 연구에서는 과천시 및 안성시의 교통량 통계자료를 바탕으로 보정계수를 적용, 각 조사 지점에 대한 하루 교통량을 추정하였다(2009년 도로교통량 통계연보, 2010). 보정계수는 통계자료의 요일별 평균 교통량과 6시간 자료의 비율을 통해 보정계수를 산정하였다. 각 지자체 별 보정계수를 산정하기 위한 기준 지점은 <표 8>, 각 지자체 별 교통량 보정계수 산정 결과는 <표 9>, <표 10>과 같다.
이론/모형
- 교통부문 온실가스 배출량 산정방식은 IPCC에서 제시한 방법론을 적용한다(IPCC 가이드라인, 2006). IPCC는 도로수송에 의한 온실가스 배출량 산정 시 이동 배출원으로서 승용차, 소형트럭과 같은 소형차량, 트랙터 트레일러, 버스와 같은 중형차량과 도로용 오토바이로 구분하고 있다.
- 내용적 범위로서 교통부문 온실가스 배출량 산정 방식은 IPCC에서 제시한 방법론은 적용하였다. 하향식 방식은 Tier 1 방법론을 적용하였으며 상향식 방식은 Tier 3 방법론을 적용하였다.
- 도로부문 지속가능성 평가를 위한 온실가스 배출량 방법론인 Tier 1 방법론과 Tier 3 방법론을 적용하여 각각 온실가스 배출량을 산정하였다. 과천시와 안성시의 각 방법론에 대한 도출 결과는 <표 19>와 같다.
- 상향식 방식의 경우 UN IPCC에서 제시한 Tier 1 방식을 적용하였으며 하향식 방식은 Tier 3 방법론을 적용하였다. 방법론에 따른 결과를 분석하기 위하여 분석 대상지역을 선정하였으며, 선정기준은 한국교통연구원에서 수행한 지자체별 지속가능성 평가대상 지역인 과천시와 안성시를 대상으로 하였다.
- 속도에 따른 배출계수는 ‘수송부문 온실가스 기후변화대응 시스템 구축(Ⅱ)’(국립환경과학원, 2009)의 온실가스별 배출계수식에 적용하여 온실가스 연간 배출량을 산정하였다.
- 내용적 범위로서 교통부문 온실가스 배출량 산정 방식은 IPCC에서 제시한 방법론은 적용하였다. 하향식 방식은 Tier 1 방법론을 적용하였으며 상향식 방식은 Tier 3 방법론을 적용하였다. Tier 1과 Tier 3를 통한 결과값의 비교분석을 위해 대표적인 온실가스인 이산화탄소(CO2) 배출량을 측정하였다.
성능/효과
- Tier 1 방법론을 통한 온실가스 배출량(CO2 기준)은 과천시의 경우 74,813ton/yr, 안성시는 584,125ton/yr로 도출되었으며 환경적 지표기준인 인구 1인당 온실가스배출량은 과천시 1,038.36kg/인/yr, 안성시 3,417.56kg/인/yr, 면적당 온실가스배출량은 과천시 2,086.38 kg/km2/yr, 안성시 1,055.37kg/km2/yr으로 도출되어 면적을 제외하고 안성시가 과천시보다 환경적 등급이 낮은 것으로 분석되었다.
- Tier 3 방법론을 통해 각 지자체별 온실가스 배출량을 산정한 결과 과천시 91,462ton/yr, 안성시 163,801ton/yr로 나타나 과천시의 경우 Tier 1 방법론보다 다소 과대추정되는 결과가 도출되었으나 안산시의 경우 Tier 3 방법론을 적용하였을 때 온실가스 배출량이 3.5배 가량 줄어드는 결과가 도출되었다. 인구 1인당 온실가스 배출량의 경우도 과천시가 1,269.
- 결론적으로 온실가스 배출량 산정 방법론에 따라 환경적 등급이 다르게 평가될 수 있다는 것을 입증 하였다. 각 지자체별 통행특성을 고려하였을 때 Tier 3방법론이 지자체의 도로부문 온실가스 배출량 산정에 적합한 것으로 볼 수 있으나 향후 Tier 1 방식을 통해 온실가스 배출량 산정 시 발생되는 문제점을 분석하여 이를 보완할 수 있는 방안 마련이 필요한 것으로 판단된다.
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배출량 산정 결과
과천시 온실가스 배출량 분석결과 12번 구간인 대공원IC에서 과천IC 구간의 온실가스 배출량이 43.63ton/일로 가장 높았으며, km 당 배출량은 13번 구간인 과천 IC에서 문원IC 구간이 30.12ton/일/km로 가장 높게 나타나는 것으로 조사되었다
. - 과천시 주요 지점별 속도 조사결과 평균 통행 속도는 오전첨두 40.5km/h, 비첨두 43.5km/h, 오후첨두 39.0km/h로 대체적으로 속도가 원활한 것으로 나타났다. 구간별로는 19번 지점인 도서관삼거리에서 우체국사거리 구간에서 평균속도가 22.
- 과천시와 안성시의 연간 온실가스 배출량 산정결과 각각 108,848ton/yr, 737,743ton/yr 인 것으로 나타나 안성시의 CO2 배출량이 확연히 높은 것으로 조사되었다. 지속가능성 평가를 위한 환경적 지표군 산정 결과 인구 1인당 온실가스 배출량은 과천시가 1.
- 안성시 도심부 주요 도로별 온실가스 배출량 산정 결과 1, 2번 도로인 중앙로의 배출량이 5.11ton/일로 가장 높게 나타났으며 다음으로 남파로, 공단로 순으로 나타났다. 주요 도로별 km 당 배출량을 산정한 결과 14번인 안성맞춤대로가 가장 높게 나타났으며 다음으로 장기로, 중앙로, 공단로 순으로 온실가스 배출량이 높게 조사되었다.
- 안성시 도심지 교통량은 동서로 횡단하는 중앙로의 교통량이 가장 높은 것으로 조사되었으며 6시간 평균 교통량은 2,412대로 나타났다. 안성시 도심부 주요 지점별 교통량 조사 결과는 <그림 10>과 같다.
- 안성시 외곽부 온실가스 배출량 분석결과 1번 구간인 38번 국도인 만정사거리에서 당왕사거리 구간이 온실가스 배출량이 가장 높았으며 km 당 배출량 또한 가장 높게 나타나는 것으로 분석되었다. 그 외 구간은 38번 국도인 당왕사거리에서 삼축삼거리 구간이 높게 나타나, 안성시의 경우 38번 국도 전체 구간이 온실가스 배출량이 높은 것으로 나타났다.
- 안성시 외곽부 주요 구간별 교통량 조사 결과 1번구간인 만정사거리에서 당왕사거리 구간이 9,155대로 가장 높게 나타났다. 안성시 외곽부 6시간 평균 교통량은 2,533대인 것으로 조사되었다.
- 안성시 외곽부 주요 지점별 속도 조사결과 평균 속도는 오전첨두 53.6km/h, 비첨두 54.1km/h, 오후첨두 51.9km/h로 대체적으로 속도가 원활한 것으로 조사되었다. 구간별로는 13번 지점인 진목사거리～모산사거리 구간에서 평균속도가 30km/h 내외로 다소 낮게 나타났다.
- 5배 가량 줄어드는 결과가 도출되었다. 인구 1인당 온실가스 배출량의 경우도 과천시가 1,269.45kg/인/yr, 안성시가 958.35kg/인/yr로 과천시가 높게 나타났으며 면적당 온실가스 배출량 또한 과천시 2,550.68 kg/km2/yr, 안성시 295.95kg/km2/yr로 과천시가 높게 나타났다. 따라서 Tier 1 방식과는 달리 과천시가 안성시보다 환경적 등급이 낮은 것으로 분석되었다.
- 전체 온실가스 배출량의 경우에는 안성시가 높게 나타났으나 인구1인당, 면적당 온실가스 배출량의 경우 안성시가 과천시에 비해 온실가스 배출량이 낮은 것으로 분석되었다. 또한 Tier 1 방식의 경우 과천시보다 안성시가 지속가능성 평가지수 중 환경적 지표의 등급이 낮은 것으로 조사된 반면 Tier 3 방식의 경우 안성시가 과천시보다 환경적 지표의 등급이 높은 것으로 조사되었다.
- 주요 구간별 교통량 조사 결과 13번구간인 과천IC에서 문원IC 구간이 6시간 동안 39,150대로 조사되어 가장 높은 것으로 분석되었다. 과천시 전체 6시간 평균교통량은 10,704대로 나타났다.
- 11ton/일로 가장 높게 나타났으며 다음으로 남파로, 공단로 순으로 나타났다. 주요 도로별 km 당 배출량을 산정한 결과 14번인 안성맞춤대로가 가장 높게 나타났으며 다음으로 장기로, 중앙로, 공단로 순으로 온실가스 배출량이 높게 조사되었다.
- 배출량이 확연히 높은 것으로 조사되었다. 지속가능성 평가를 위한 환경적 지표군 산정 결과 인구 1인당 온실가스 배출량은 과천시가 1.51ton/인/yr, 안성시가 4.31ton/인/yr으로 안성시가 높게 나타났다. 반면 면적당 온실가스 배출량은 과천시 3.
후속연구
- 결론적으로 온실가스 배출량 산정 방법론에 따라 환경적 등급이 다르게 평가될 수 있다는 것을 입증 하였다. 각 지자체별 통행특성을 고려하였을 때 Tier 3방법론이 지자체의 도로부문 온실가스 배출량 산정에 적합한 것으로 볼 수 있으나 향후 Tier 1 방식을 통해 온실가스 배출량 산정 시 발생되는 문제점을 분석하여 이를 보완할 수 있는 방안 마련이 필요한 것으로 판단된다.
- 조사당일의 내부통행, 외부통행 차량 비율에 따라서도 분석결과가 민감하게 변할 수 있음을 고려하여야 한다. 또한 동일한 지역이라 할지라도 분석결과가 달라질 수 있으므로 추후 조사지역에 대한 상시조사 등이 필요할 것으로 판단된다.
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