[논문]철도관련 사업에서의 환경편익 고려방안

남두희; 허현무; 이진선

doi:10.7782/jksr.2012.15.2.179

초록
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철도관련 사업 및 연구개발시 수행하는 타당성조사에서 환경적 파급효과 산정의 중요성이 증대되고 있다. 그러나 현재의 투자평가시 고려되는 평가항목은 이동성에 기반한 효율성 위주의 항목으로 구성되어 있다. 현재 시행되는 예비타당성조사 및 타당성 평가의 주요 계량화 항목을 보면 차량운행 비용절감 편익, 통행시간 절감편익, 교통사고 감소편익, 환경비용 절감편익으로 분류된다. 현재의 환경비용 절감편익은 단순히 오염물질별 원단위에 따른 산정에 그치고 있어 최근 녹색성장 및 지속가능한 교통체계의 패러다임에 맞는 사회경제적 평가항목의 도입이 필요하다. 국내의 타당성 평가내용을 보면 계량화가 힘든 부분은 정책적 분석에서 고려되나 참고사항에 그치고 있어 계량화가 가능한 방법론의 개발이 필요하다. 대표적인 환경편익인 소음, 공간영향과 대기오염에 관한 평가체계의 정립이 필요한 시점이다. 따라서 본 연구는 기존 국내외 환경비용 절감편익 연구의 내용분석을 바탕으로 능동조향대차 연구의 타당성 분석을 사례로 적절한 평가항목에 관한 연구방향을 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Environmental impact is getting more attention in many feasibility studies for railroad-related projects and research items. For sustainable growth and green transportation, the benefits typically used for feasibility studies in railway-related projects, are composed mostly of economic criterions wh...

Environmental impact is getting more attention in many feasibility studies for railroad-related projects and research items. For sustainable growth and green transportation, the benefits typically used for feasibility studies in railway-related projects, are composed mostly of economic criterions which is not considering growing attention on changing paradigm. Based on the analysis of current methodologies, improvements in estimating environmental impact especially on noise and pollution are suggested. Active steering bogie has been proposed to satisfy stabilizing and steering performance of railroad. This paper describes the feasibility study of the active steering bogie for a urban railway vehicle based on environment-related criteria.

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그러므로 차량당 연간 차륜유지보수비용 편익은 내구연한 25년을 고려하여 852,000원/대/년으로 추정된다. 총 대상 차량은 연도별 대상 차량으로 2016년부터 신규 도입 270량/년이 능동조향대차를 설치하는 것으로 가정하였다.

제안 방법

철도사업의 대표적인 환경비용인 대기오염비용이나 감소 비용은 다음 3단계를 거쳐서 산정된다. 오염물질별 배출계수를 산정, 오염물질 단위당 환경피해비용을 산출 그리고 사업시행으로 인한 오염원별 오염물질 배출량의 변화를 산정하고, 이를 오염물질별 환경피해비용 원단위를 곱하여 화폐 가치화한다.
이를 물가상승률 계산하여 2011년 가치 108,066원을 사용하였다. 총 도시철도차량에서 능동조향대차 도입차량의 비율을 적용하여 계산하였다.

대상 데이터

5 인구 백만 이상인 경우의 분진관련 사회적 비용을 물가상승률 계산하여 2011년 가치 821,379원/kg을 적용하였다. (2004년 664,754원/kg) 능동조향대차차량적용에 따른 가용성 제고는 서울도시철도공사(SMRT)의 자료를 참조하여 추정하였다. SMRT의 전체 차량수는 1561량(200편성)에 예비율은 12%, 년간 삭정차량(량)은 1561량*12월/14월(평균삭정주기)로, 환산해보면 1338량으로 이는 약 167편성이다.
055를 적용하였다. 도시철도차량에 한정하여 분석하였으며 2011년 현재 총 7,473량, 914편성을 사용하였다. 현재 차량당 차륜유지보수비용은 차륜구입비용과 차륜삭정비용으로 다음과 같다.
비용은 연구개발비로 4년간 90억으로 추정되어 2012년부터 22.5억/년 투입이 되는 것으로 하였다.
소음감소 편익은 75,853원/년*km*db로 철도사업투자평가편람(2001)의 수치를 물가상승률을 고려하여 2011년도 기준으로 적용하였다. 이를 물가상승률 계산하여 2011년 가치 108,066원을 사용하였다. 총 도시철도차량에서 능동조향대차 도입차량의 비율을 적용하여 계산하였다.

데이터처리

능동조향기술개발 사업의 타당성을 평가하기 위하여 대표적인 경제성 평가방법인 비용편익 분석(Benefit-Cost Ratio : B/C Ratio)을 하였다. 수익성지수법(Profitability Index Method)이라고도 하며, 개별 대안사업별로 편익을 비용으로 나눈 값이 가장 큰 대안을 선택하는 방법이다.

성능/효과

결과적으로 유지보수비용 편익 270.56억, 소음감소 편익 6.94억, 분진감소 편익 4.69억, 가용성 편익 160.73억으로 추정되어 B/C 5.32로 경제적 타당성이 있음을 알 수 있다.
연구개발 사업에서 이동성의 향상이 아닌 환경성의 향상을 목적으로 하는 사업의 경우 일반적인 경제성 평가를 적용하기에는 곤란한 실정이다. 능동조향대차 사업과 같은 경우를 사례로 소음, 분진, 유지비 감소 편익을 중심으로 경제성 평가결과를 보였다. 지속가능발전과 녹색교통의 패러다임 변화는 향후 타당성평가제도 발전에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 전망된다.
소음 감소 편익은 Bombardier 능동조향대차차량의 스위스 연방철도(SBB) 적용 타당성 검토 결과인 최대 4dB 차내 소음 저감결과를 감안하여 평균 3db 감소로 예상하여 도시철도 총연장 503.9km를 적용하여 산출하였다. 소음감소 편익은 75,853원/년*km*db로 철도사업투자평가편람(2001)의 수치를 물가상승률을 고려하여 2011년도 기준으로 적용하였다.
차륜/레일간 그립력 및 횡압 저감에 의한 차륜, 레일의 마모, 피로 손상 저감, 구름저항 저감에 의한 에너지 소비 저감, 소음 저감 등의 효과가 있다. 일본 RTRI의 어시스트 조향방식 적용 시제차량 시험 결과, 횡압 약 30% 저감효과가 보고되었고, Bombardier의 스위스연방철도(SBB) 적용 타당성 검토 결과, 차륜 수명 최소 약 25% 연장, 레일 수명 약 2.7배 연장, 소음 4dB 저감, 차량 3ton 경량화, 에너지소모율 1.5% 저감되는 것으로 나타났다. 소음의 경우, 독일 Paderborn 대학의 사례에서 5dB 저감효과가 나타났다.
차륜마모 30% 개선시 차량 가용성 제고 효과는 연간차륜삭정으로 운휴되는 차량편성비율과 차륜마모 개선효과를 곱하면 0.55% 효과가 있는 것으로 산정되었다. 이는 매년 270량씩 도입시 가용률 제고에 따른 영업수익이 25년간 1,428억원 정도 발생하는 것을 의미한다.

후속연구

지속가능발전과 녹색교통의 패러다임 변화는 향후 타당성평가제도 발전에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 전망된다. 이는 경제성보다는 사회적 형평성, 친환경성을 더욱 강화하는 동시에 개발사업 관련 의사결정의 신축성이 제고될 것으로 기대된다. 타당성평가는 일정한 사회경제적 편익을 위해 시행되는 각종 사업의 비용과 편익을 사전적으로 평가하는 체계화된 제도적 절차로 지속가능한 발전과 녹색교통의 이행을 위한 필수적 도구이다.
능동조향대차 사업과 같은 경우를 사례로 소음, 분진, 유지비 감소 편익을 중심으로 경제성 평가결과를 보였다. 지속가능발전과 녹색교통의 패러다임 변화는 향후 타당성평가제도 발전에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 전망된다. 이는 경제성보다는 사회적 형평성, 친환경성을 더욱 강화하는 동시에 개발사업 관련 의사결정의 신축성이 제고될 것으로 기대된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 지속가능 발전 지표를 중심으로 타당성 평가 방법론을 개발하여 패러다임의 변화에 따른 타당성 분석이 가능하도록 하여야 한다. 특히 대기오염 감소에 따른 사회적비용 계량화를 위한 방법론과 원단위에 대한 기초연구가 시급하다고 본다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	예비타당성조사 및 타당성 평가의 주요 계량화 항목은 어떻게 구분되는가?	그러나 현재의 투자평가시 고려되는 평가항목은 이동성에 기반한 효율성 위주의 항목으로 구성되어 있다. 현재 시행되는 예비타당성조사 및 타당성 평가의 주요 계량화 항목을 보면 차량운행 비용절감 편익, 통행시간 절감편익, 교통사고 감소편익, 환경비용 절감편익으로 분류된다. 현재의 환경비용 절감편익은 단순히 오염물질별 원단위에 따른 산정에 그치고 있어 최근 녹색성장 및 지속가능한 교통체계의 패러다임에 맞는 사회경제적 평가항목의 도입이 필요하다.
	현재의 환경비용 절감편익의 문제점은 무엇인가?	현재 시행되는 예비타당성조사 및 타당성 평가의 주요 계량화 항목을 보면 차량운행 비용절감 편익, 통행시간 절감편익, 교통사고 감소편익, 환경비용 절감편익으로 분류된다. 현재의 환경비용 절감편익은 단순히 오염물질별 원단위에 따른 산정에 그치고 있어 최근 녹색성장 및 지속가능한 교통체계의 패러다임에 맞는 사회경제적 평가항목의 도입이 필요하다. 국내의 타당성 평가내용을 보면 계량화가 힘든 부분은 정책적 분석에서 고려되나 참고사항에 그치고 있어 계량화가 가능한 방법론의 개발이 필요하다.
	능동조향기술개발 사업의 타당성을 평가한 결과는 어떠한가?	결과적으로 유지보수비용 편익 270.56억, 소음감소 편익 6.94억, 분진감소 편익 4.69억, 가용성 편익 160.73억으로 추정되어 B/C 5.32로 경제적 타당성이 있음을 알 수 있다.

참고문헌 (15)

Korea Transport Institute (2009) Preliminary study of social economical benefit in transportation sector. 09-06-26.
Korea Transport Institute (2007) Social and economical benefit of railroad, MOCT.
H.K. Kim (2008) Sustainable and green transportationin Transportation, 128, pp. 6-12.
Korea Development Institute (2008) Guideline of Preliminary study in road and railway projects(Rev. 5).
Korea Environmental Analysis Institute (2002) Environmental analysis of ground transportation.
Mike Holland, Paul Watkiss, Benefit Table Database (2002) Estimate of the marginal external cost of air pollution in Europe.
Seoul Development Institute (2007) Green Logistics for Seoul.
A. Markandya (1998) "Economics of Greenhouse Gas Limitations: the indirect cost and benefits of green house limitations, UNEP.
The United Kingdom Department for Transport (2007) "The NATA Refresh: Reviewing the New Approach to Appraisal".
UK Department of the Environment (2007) Food and Rural Affairs(Defra), "How to Use the Shadow Price of Carbon in Policy Appraisal".
Richard Schneider (2010) "Wankkompensaton und aktive Radsatzstuerung, 'Flexx Tronic' von Bombardier", Eisenbahn- Revue.
EU, Benefit table database (2004) Estimate of the marginal external cost of air pollution in Europe.
Richard Schneider, Guenther Himmelstein (2006) "Active Radial Steering and Stability Control with the Mechatronic Bogie", WCRR.
Yoshihiro Suda, Takefumi Miyamoto (2001) "Active Controlled Rail Vehicles for Improved Curving Performance and Response to Track Irregularity", Vehicle System Dynamics Supplement.
J.S. Lee, K.T. Kim, J.K. Eom (2009) A Methodology study of Estimating the Benefits of Tilting Train Deployment, Journal of the Korean Society for Railway, 12(5), pp. 700-706.

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