[논문]가로수 조성 유형에 따른 비용편익 비교 분석

김준순; 이동근

doi:10.13087/kosert.2014.17.6.29

가로수 조성 유형에 따른 비용편익 비교 분석
Cost-Benefit Analysis for Planting Type of Street Trees 원문보기

環境復元綠化 = Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology, v.17 no.6, 2014년, pp.29 - 37

김준순 (강원대학교 산림경영학과) , 이동근 (서울대학교 조경.지역시스템공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study is to estimate the cost and benefits of street trees for their planting types, specifically, single row, single row+bottom, double row, double row+bottom. Different planting types are compared and analyzed by using Net Present Value (NPV) and benefit-cost ratio (BCR). Existing data are collected from the literature reviews for the use of meta-analysis method for estimating cost and benefit. The elements for analyzing costs are management and planting costs, and benefits are air purification, energy saving and landscape view. The discount rate is applied at a minimum of 3% and a maximum of 5.5%. The unit used in this calculation is km/year. The result shows that the net benefit is highest in double row, followed by single row, double row+bottom, and single row+bottom. The BCR is the highest in double row, followed by single row, double row+bottom, and single row+bottom. The BCR reaches the break-even point from 9 to 17 years depending on the planting types.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

에너지저감 기능은 증발산량을 통해 열섬완화 기능으로 산출하는 방법(Sung, 2007)과 직접 적인 그늘에 의한 에너지 사용 저감 기능으로 산출하는 방법(Lee, 2014)으로 구분 가능하다. 본 분석에서는 직접적인 그늘로 인한 에너지 사용 저감에 따른 효과에 근거하여 산출하였다.
본 연구에서는 가로수의 식재 유형별로 비용과 편익을 산출하고 비교분석을 통해 보다 효과적인 식재 유형을 도출하고자 한다. 비용과 편익의 값을 산출하여 그 정량적인 크기에 의미를 두기보다는 어떠한 유형의 가로수 식재방법이 비용과 편익 측면에서 보다 효과적인지를 파악하는 것이 주목적이다.

가설 설정

5배로 가정하였다.²⁾ 하층식생이 있을 경우에는 복사열을 저감해주는 효과로 수목으로 인하여 전체 투과량의 4/5를 차단하고 나머지 1/5를 하층식생에서 차단한다고 가정하였다.
본 연구에서는 i-Tree streets의 1/5의 효과를 얻는다고 가정하였다. 2열 식재의 경우는 1열일 때의 효과에 1.5배로 가정하였다.²⁾ 하층식생이 있을 경우에는 복사열을 저감해주는 효과로 수목으로 인하여 전체 투과량의 4/5를 차단하고 나머지 1/5를 하층식생에서 차단한다고 가정하였다.
하지만 이러한 효과는 가로수와 건물과의 간격이 18m 이하이고 가로수의 수관이 건물에 녹음을 드리울 정도로 충분히 커야 한다는 가정에서 산출한 값이다. 본 연구에서는 i-Tree streets의 1/5의 효과를 얻는다고 가정하였다. 2열 식재의 경우는 1열일 때의 효과에 1.

제안 방법

가로수는 초기의 조성비용이 많이 소요되나 50년 내구연한으로 나누어 연간 조성비용과 관리비용으로 구분하여 산출하였다. 연 비용으로는 관리비용이 조성비용보다 더 많이 소요되는 것으로 나타났다.
적용하고자 하는 단가는 처리비용 또는 사회적 비용으로 설정함에 따라 상이해진다. 경제학적 개념에 부합한 편익은 처리비용보다는 사회적 비용이 보다 적합하다고 판단되어 사회적 비용에 의해 산출한 단가를 적용하였다. CO₂, O₂의 단위 화폐가치는 국립산림과학원의 처리비용을 사용하였고 SO₂, NO₂, PM₁₀의 단위 화폐가치는 Kim et al.
하지만 각 기능에 대한 효과가 너무 차이가 있어 전문가적인 식견에서 적용 가능한 자료를 선정하는 것이 보다 효과적이라 판단하여 계층화된 선정 원칙을 적용하였다. 기능별로 정리된 연구들을 대상으로 평가에 활용하고자 하는 사례를 선정하기 위한 원칙은 첫 번째 단계에서는 평가하고자 하는 목적에 부합되는 대표성 있는 연구를 최우선으로 선정하고 그 다음으로는 연구 결과를 종합적으로 판단하였을 때 합리적인 값인지를 판단하는 정합성, 그 다음으로는 신뢰성의 잣대로 정식 학술지를 통해 게재된 결과를 활용하고, 그것까지 복수의 사례들이 있다면 최근에 출판된 내용을 활용하는 방식을 선택하였다(대표성 ＞정합성 ＞ 신뢰성 ＞ 최근성).
9%가 적절한 할인율이라 주장하였다. 따라서 본 연구에서는 할인율을 최저 수준 3%와 현재 국가 공공사업 투자분석에서 사용하고 있는 5.5%를 최고 수준으로 적용하여 2014년을 기준년도로 하여 비용편익 분석을 실시하였다.
경관 편익은 Lee(2014)의 결과값의 비율을 적용한다는 가정하에 이산화탄소 흡수와 대기오염 저감 편익의 약 58% 정도로 나타났다. 본 분석에서는 VOC 대신 O₂를 사용하였으므로 이를 감안하여 65%를 적용하였다.³⁾
가로수 조성 유형은 1열, 1열+하단, 2열, 2열+ 하단 총 4종류로 구분하였다. 비용에서는 유형별로 가로수 조성 및 관리 비용을 산출하였다.
(2002)이 조사한 침엽수와 활엽수의 평균값을 이용하였다. 식재 유형별 CO₂ 흡수량 자료는 조사된바 아직 없으므로 인하여 성현찬 등(2002)에 의해 조사된 가로수 수종별 SO₂, NO₂, CO₂ 자료에 근거하여 산출하였다(Table 3). 이때, NO₂보다 평균 흡수량이 큰 SO₂를 기준으로 비율을 적용한 결과, CO₂는 SO₂의 약 567배 정도로 산출되었다.
국내 자료는 RISS에서 ‘가로수’를 검색한 결과 학위논문 299건, 국내학술지 315건 그리고 해외 학술지는 ‘street tree’로 검색하여 나온 258건과 ‘roadside tree’로 검색한 76건을 중심으로 산출된 비용과 편익 정보를 종합한 메타분석의 관점에서 정보들을 비교 검토하였다. 하지만 각 기능에 대한 효과가 너무 차이가 있어 전문가적인 식견에서 적용 가능한 자료를 선정하는 것이 보다 효과적이라 판단하여 계층화된 선정 원칙을 적용하였다. 기능별로 정리된 연구들을 대상으로 평가에 활용하고자 하는 사례를 선정하기 위한 원칙은 첫 번째 단계에서는 평가하고자 하는 목적에 부합되는 대표성 있는 연구를 최우선으로 선정하고 그 다음으로는 연구 결과를 종합적으로 판단하였을 때 합리적인 값인지를 판단하는 정합성, 그 다음으로는 신뢰성의 잣대로 정식 학술지를 통해 게재된 결과를 활용하고, 그것까지 복수의 사례들이 있다면 최근에 출판된 내용을 활용하는 방식을 선택하였다(대표성 ＞정합성 ＞ 신뢰성 ＞ 최근성).

대상 데이터

4%) 순으로 나타났다. 2013년에 신규 조성된 가로수는 총 1,227km로 총 사업비 45,919백만원이 투입되었다. 신규 조성 시 많이 식재하는 주요 수종은 왕벚나무, 이팝나무, 배롱나무 등으로 경관적인 기능을 강조한 화목류의 식재 비율이 높게 나타났다.
경제학적 개념에 부합한 편익은 처리비용보다는 사회적 비용이 보다 적합하다고 판단되어 사회적 비용에 의해 산출한 단가를 적용하였다. CO₂, O₂의 단위 화폐가치는 국립산림과학원의 처리비용을 사용하였고 SO₂, NO₂, PM₁₀의 단위 화폐가치는 Kim et al.(2002)의 사회적 비용을 적용하였다.
국내 자료는 RISS에서 ‘가로수’를 검색한 결과 학위논문 299건, 국내학술지 315건 그리고 해외 학술지는 ‘street tree’로 검색하여 나온 258건과 ‘roadside tree’로 검색한 76건을 중심으로 산출된 비용과 편익 정보를 종합한 메타분석의 관점에서 정보들을 비교 검토하였다.
8배를 적용하였다. 조성비용을 연간 비용으로 환산하기 위해서는 내구연한을 50년으로 적용하였다.
이산화탄소와 대기오염 물질의 흡수기능을 대기정화 기능으로 편익을 산출하였다. 평가 대상은 CO₂, O₂, SO₂, NO₂, PM₁₀으로 하였다. 적용하고자 하는 단가는 처리비용 또는 사회적 비용으로 설정함에 따라 상이해진다.

이론/모형

CO₂, O₂의 단위 화폐가치는 국립산림과학원의 처리비용을 사용하였고 SO₂, NO₂, PM₁₀의 단위 화폐가치는 Kim et al.(2002)의 사회적 비용을 적용하였다.
의 흡수량은 Sung et al.(2002)이 조사한 침엽수와 활엽수의 평균값을 이용하였다. 식재 유형별 CO₂ 흡수량 자료는 조사된바 아직 없으므로 인하여 성현찬 등(2002)에 의해 조사된 가로수 수종별 SO₂, NO₂, CO₂ 자료에 근거하여 산출하였다(Table 3).
2013년 신규 조성된 가로수의 식재거리는 1,227km이며 총사업비는 45,919백만원으로 km당 평균 37,424천원 투입되는 것으로 나타났다(산림청 내부 자료). 유형별로 차별화된 비용을 적용하기 위하여 산림청의 가로수 조성 및 관리 단비(2007년 기준)에서의 일반 및 복층림 정보를 활용하였다. 1열은 가로수 일반 기준 단가 29,852,798원을, 1열+하단은 복층림 기준 단가 52,940,200원을 적용하였다.

성능/효과

km에 따른 관리비용을 산출하기 위하여 2013년도 누계 기준으로 총 가로수 길이와 본수를 이용하여 식재 간격을 산출하였다. 그 결과 가로수 간격은 평균 약 6.3m로 약 158본/km로 나타났다. 지역별로 km 당 관리비용은 지역마다 큰 차이를 보이고 있다.
연 비용으로는 관리비용이 조성비용보다 더 많이 소요되는 것으로 나타났다. 기능별로 편익을 산출한 결과, 대기정화 효과가 가장 높게 나타났으며 에너지 저감, 경관 순으로 나타났다.
대기물질 흡수에 따른 사회적 비용은 유형에 따라 차이를 보이지만 1,608천원～5,309천원/km으로 분석되었으며 대기물질별 총 사회적 비용은 O₂가 가장 높고 그 다음이 PM₁₀으로 나타났다.
(2002)은 침엽수와 활엽수를 구분하여 가로수 식재 유형에 따라 대기오염물질 흡수량을 산출하였다. 대기오염 물질의 흡수량은 침엽수가 활엽수보다 높게 나타났다.
도시 가로수로 인한 편익은 본 분석에서 고려한 대기정화, 에너지 사용 저감, 경관 기능, 보행자 및 차량 안전, 소음 감소, 심리적인 안정감 등의 다양한 기능을 한다. 본 분석에서 고려한 하단 식재 역시 경관적인 측면에서 매우 중요한 역할을 할 수도 있으나 본 분석에서는 하단 식재의 경관적 가치는 일반화하여 평가함으로 인하여 그 가치를 구체화하는 데에는 한계가 있었다.
2013년에 신규 조성된 가로수는 총 1,227km로 총 사업비 45,919백만원이 투입되었다. 신규 조성 시 많이 식재하는 주요 수종은 왕벚나무, 이팝나무, 배롱나무 등으로 경관적인 기능을 강조한 화목류의 식재 비율이 높게 나타났다.
또한 토지의 기회 비용 역시 중요하게 고려하여야 할 대상이다. 실제 분석 결과에서도 2열이 1열보다 더 나은 식재 유형으로 나타났으나 현실적으로 2열 식재에 대한 토지의 기회비용은 1열에 비해 매우 높을 것이다. 토지의 기회비용을 고려하였을 경우에는 우선순위가 바뀔 수도 있음을 인지하여야 할 것이다.
실제 사업에 있어 비용과 편익이 값이 교차하는 시기는 가장 빠른 유형이 2열로 9년째부터 순편익의 값이 양수로 전환되며 가장 늦게 나타나는 유형은 1열+하단으로 3% 기준으로 17년째부터 순편익의 값이 양수로 나타났다.
투자 대비 효율적인 식재 유형을 도출하기 위한 또 하나의 방법으로 비용편익율법이 있다. 이 방법을 이용하여 분석한 결과, 식재유형별로 편익이 비용보다 1.8배～2.7배 정도로 가장 효율적인 식재유형은 2열 식재로 나타났으며 그 다음이 1열, 2열+하단, 1열+하단 순으로 나타났다.
이산화탄소와 대기오염 물질의 흡수기능을 대기정화 기능으로 편익을 산출하였다. 평가 대상은 CO₂, O₂, SO₂, NO₂, PM₁₀으로 하였다.

후속연구

도시 가로수로 인한 편익은 본 분석에서 고려한 대기정화, 에너지 사용 저감, 경관 기능, 보행자 및 차량 안전, 소음 감소, 심리적인 안정감 등의 다양한 기능을 한다. 본 분석에서 고려한 하단 식재 역시 경관적인 측면에서 매우 중요한 역할을 할 수도 있으나 본 분석에서는 하단 식재의 경관적 가치는 일반화하여 평가함으로 인하여 그 가치를 구체화하는 데에는 한계가 있었다. 또한 하단 식재는 일반적으로 중앙 분리대에 많이 조성하는 방법으로 그 목적이 경관적인 측면과 함께 상호 차단의 효과를 얻기 위한 목적으로 조성되지만 그 효과에 대한 가치화 작업은 이루어지지 않았다.
이와 같이 누락된 비용과 편익으로 인하여 순 편익의 값에 절대적인 의미를 부여하기에는 한계가 있다. 하지만 가로수에 대한 비용편익분석을 일반화하여 유형별로 비교 분석한 것은 향후 가로수를 대상으로 하는 정책적인 결정이나 보다 구체적인 비용편익분석을 위한 정보로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도시 생태계의 역할은 무엇인가?	도시 생태계는 도시의 미기후 조절, 공기 중의 오염물질 정화, 산소 공급 등 도시에 사는 사람들에게 쾌적한 주거환경 및 근로환경을 제공할 뿐 아니라 동물들의 서식처 및 보호 장소, 이동통로 등의 역할을 한다. 이러한 다양한 기능으로부터 제공되는 서비스를 가치로 평가하는 것은 건전한 도시생태계 조성과 관리를 위해 반드시 필요한 과정이다.
	도시 생태계의 대상 범위는 무엇인가?	도시 생태계의 대상 범위는 도시숲, 도시공원, 가로수에서 점차 확대되어 하천, 옥상 및 벽면 등의 녹화까지를 포괄한다. 각 지자체들마다 이들 요소들을 대상으로 아름답고 살기 좋은 도시환경을 조성하기 위하여 많은 관심과 투자를 하고 있고 이러한 시설 조성과 관련해서도 많은 기술들이 개발, 적용되고 있다.
	본 연구에서 가로수의 대기정화 기능을 평가하기 위한 대상은 무엇인가?	이산화탄소와 대기오염 물질의 흡수기능을 대기정화 기능으로 편익을 산출하였다. 평가 대상은 CO2, O2, SO2, NO2, PM10으로 하였다. 적용하고자 하는 단가는 처리비용 또는 사회적 비용으로 설정함에 따라 상이해진다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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