[논문]철도와 도로 수송부문의 에너지 소비 및 온실가스 배출 원단위 분석

김병관; 이진선; 김현구; 이재영

doi:10.7782/jksr.2014.17.3.216

철도와 도로 수송부문의 에너지 소비 및 온실가스 배출 원단위 분석
An Analysis of Energy Consumption and GHG Emission per Unit of Rail and Road Transportation 원문보기

한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway, v.17 no.3 = no.82, 2014년, pp.216 - 222

김병관 (KORAIL Research Institute, Korea Railroad Corporation) , 이진선 (Department of Railroad Management, Woosong University) , 김현구 (KORAIL Research Institute, Korea Railroad Corporation) , 이재영 (Eco-Transport Systems Research Division, Korea Railroad Research Institute)

초록
AI-Helper

일반적으로 철도는 환경적 측면에서 대단히 우수한 수단이며 도로보다 환경적으로 우위성을 갖고 있다고 인식되어왔다. 하지만 아직 우리나라에서는 철도의 환경적 우위성에 대하여 대부분 외국 사례를 인용하여 온 것이 대부분이며 우리의 자료를 바탕으로 정량적으로 분석한 연구가 부족한 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 철도는 철도통계연보와 한국철도공사의 전기업무자료를, 도로는 에너지 총조사보고서를 활동도 자료로 이용하여 여객과 화물의 에너지 소비량을 산정하고 IPCC 2006 가이드라인을 적용하여 Tier1 수준의 온실가스 배출량을 산정하였다. 최종적으로 환경적 영향을 파악하기 위한 차종별로 여객과 화물의 에너지 소비 및 온실가스 배출 원단위를 산정하여 보았다. 또한 철도와 도로 여객수송의 대표적인 수단으로 고속철도와 승용차의 산정결과를 비교하여 보았다.

Abstract ▼ AI-Helper

In general, the rail transportation recognized as a better transportation mode than road transportation in terms of the environment. However, due to a lack of quantitative analysis based on Korean data, foreign cases for environmental advantages of the railway have often been cited in Korea. To address this issue, we estimated the energy consumption of passenger and freight transportation using certified activity data from Korea Railroad Statistics and the Electrical Work Report for railway and the Energy Consumption Survey for road. We estimated the Green House Gas emission of passenger and freight transportation on a Tier 1 level by applying the IPCC 2006 Guideline. Finally, we calculated the energy consumption unit and GHG emission unit to determine the environmental impact of rail and road transportation. We also compared the analyzed results of high-speed rail and auto as typical means of rail and road transportation.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 공식적인 우리나라의 통계자료를 이용하여 철도와 도로수송의 에너지 소비 및 온실가스 배출 현황 및 각각의 원단위를 산정해 보았다. 본 연구의 정량적 분석 결과는 향후 다양한 비교 연구에서 유용하게 이용될 수 있으리라 기대되며 분석 결과의 비교를 통하여 철도가 도로에 비하여 정량적으로 환경적으로 우위성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 철도와 도로의 환경적 측면에서 우위성을 비교하기 위하여 철도와 도로수송에 따른 온실가스 배출 및 에너지 소비 원단위를 산정하였다. 분석 년도는 2010년으로 선정하였는데 이는 도로의 경우 가장 최근의 자료로 이용 가능한 공인된 활동도 자료가 3년 단위로 발간되는 2011년 에너지총조사보고서(2010년 통계)이기 때문이다.
철도는 대량으로 여객과 화물을 수송하는 수단으로 도로에 비하여 환경적 측면에서 우위성을 갖고 있다고 인식되어 왔지만 지금까지 철도의 환경적 우위성에 대한 근거 자료는 거의 외국의 사례를 인용해 왔다고 할 수 있다. 이에 본 연구는 철도와 도로의 에너지소비 및 온실가스배출 측면에서의 환경에 대한 영향을 우리의 자료를 기반으로 정량적으로 분석해보고자 한다.
이에 본 연구에서는 철도와 도로수송에서 차종별로 여객과 화물의 에너지 소비량과 온실가스 배출량을 산정하고 환경적 영향분석의 기초가 되는 원단위를 산정하고 비교해 보았다. 에너지 소비량을 산정하기 위한 활동도 자료로서 철도는 직접배출원(디젤) 자료로 철도통계연보[1]와 간접배출원(전력) 자료로 한국철도공사의 전기업무자료[2]를 이용하였고 도로는 3년 단위로 발간되는 에너지총조사보고서[3]를 이용하였다.

제안 방법

간접배출원인 전력배출계수는 온실가스 에너지 목표관리 운영 등에 관한 지침개정(제2012-103호) 안[14]에 의거하여 전력거래소에서 매년 고시하는 값을 사용하였다.
도로수송의 활동도 자료로 이용된 에너지총조사보고서는 택시, 버스, 트럭, 승용차, 승합차, 이륜차, 화물차별로 운수업 연료사용량과 자가용 연료사용량을 제시하고 있다. 본 연구에서는 버스, 승용차, 택시, 이륜자동차의 연료사용량은 여객부문으로 배분하고 트럭과 화물차의 에너지 소비량은 화물부문으로 배분하였다.
본 연구에서는 에너지 소비량을 분석하기 위하여 에너지 총조사보고서와 철도통계연보에서 제시하는 차종별 연료소비량을 이용하였고 이를 기초로 철도와 도로수송의 연료원별 배출계수를 적용하여 온실가스 배출량을 산정하는 Tier1수준의 분석을 수행하였다. 좀 더 상세한 분석을 통하여 국가 에너지소비 및 온실가스배출을 관리하기 위해서는 Tier2, Tier3 수준의 보다 상세한 분석이 시행되어야 할 것이다.
국토해양부(2011)는 국가 교통부문 온실가스 배출량 보고서[7]의 내용을 기반으로 교통분야의 에너지 소비, 온실가스 배출량의 현황을 분석하고 지속가능 교통물류정책의 제도적 기반 조성방안 및 재원 조달방안을 모색하였다[8]. 여기서는 여객과 화물로 구분하여 교통수단에 대한 총괄적인 온실가스 배출량 및 원단위를 산정하였지만 도로와 철도의 차종열차종별 세부적인 분석은 수행하지 않았고 철도의 경우 전기 에너지에 의한 간접 배출량은 제외하고 분석하였다.
온실가스 배출량은 이산화탄소(CO₂), 아산화질소(N20), 메탄(CH₄)을 대상으로 연료원별 순발열량에 따른 에너지 소비량을 계산하고 이를 IPCC 2006 가이드라인의 연료원별 배출계수와 곱하여 Tier 1 수준에서 산정하였다.
철도와 도로수송의 비교를 위하여 에너지 소비량과 온실가스 배출량을 수송실적(인km, 톤km)으로 나누어 에너지소비 원단위(kcal/pkm·tkm)와 온실가스배출 원단위(gCO2e/pkm·tkm) 를 다음과 같이 산정하였다.
철도와 도로수송의 휘발유, 디젤, LPG, LNG, 전력 사용량은 에너지법 시행규칙의 에너지 열량 환산기준에 의거하여 열량단위로 환산하고 전력은 최종사용자가 사용하는 전기에 너지 열에너지 환산기준인 1kWh=860kcal를 적용하였다.
산정된 에너지 소비량을 기반으로 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 2006 가이드라인[4]의 Tier1 수준에서 온실가스 배출량을 산정하였다. 최종적으로 수송실적 자료를 이용하여 에너지소비 및 온실가스 배출 원단위를 산정하고 그 결과를 비교하여 보았다.
Tier3 수준의 분석으로 갈수록 좀 더 상세한 온실가스 배출량을 산정할 수 있으나 현재 의무감축국이 아닌 대한민국은 이러한 분석을 시행할 신뢰할 수 있는 국가 통계자료가 미흡한 현실이다. 하지만 이를 구축하기 위한 다양한 노력이 진행 중이며 본 연구는 이러한 기초자료의 한계를 고려하여 현재 국내 통계구축 수준에 맞는 Tier1 수준에서 분석을 수행하게 되었다.

대상 데이터

도로수송의 경우 버스, 승용차, 택시, 이륜자동차의 여객수송 원단위와 트럭의 화물수송 원단위를 산정하면 Table 9와 같다. 도로수송의 실적자료는 여객은 국토해양통계연보와 에너지총조사보고서의 수송실적을 적용하고 화물은 국가 교통DB의 전국 지역간 화물OD 보완갱신에서 제시하고 있는 수송실적을 적용하였다. 철도와 같이 비교적 대량수송을 하는 버스의 원단위가 가장 낮고 승용차와 택시가 높은 것을 알 수 있다.
수송실적자료는 Table 1에서 설명한 것과 같이 도로수송 실적은 국토해양통계(여객부문 영업용 차량)[15], 에너지총 조사보고서(여객부문 자가용 차량), 국가교통DB 전국 지역간 화물OD 보완갱신(도로수송 화물부문)[16]에서 제시한 실적자료를 적용하였고 철도수송은 철도통계연보의 실적자료를 적용하였다.
이에 본 연구에서는 철도와 도로수송에서 차종별로 여객과 화물의 에너지 소비량과 온실가스 배출량을 산정하고 환경적 영향분석의 기초가 되는 원단위를 산정하고 비교해 보았다. 에너지 소비량을 산정하기 위한 활동도 자료로서 철도는 직접배출원(디젤) 자료로 철도통계연보[1]와 간접배출원(전력) 자료로 한국철도공사의 전기업무자료[2]를 이용하였고 도로는 3년 단위로 발간되는 에너지총조사보고서[3]를 이용하였다. 산정된 에너지 소비량을 기반으로 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 2006 가이드라인[4]의 Tier1 수준에서 온실가스 배출량을 산정하였다.
철도수송 부분은 도시철도를 제외한 한국철도공사가 운영하고 있는 고속철도, 일반철도, 광역철도의 지역간 철도를 대상으로 하였고 전체적인 연구 수행과정은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

이론/모형

에너지 소비량을 산정하기 위한 활동도 자료로서 철도는 직접배출원(디젤) 자료로 철도통계연보[1]와 간접배출원(전력) 자료로 한국철도공사의 전기업무자료[2]를 이용하였고 도로는 3년 단위로 발간되는 에너지총조사보고서[3]를 이용하였다. 산정된 에너지 소비량을 기반으로 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 2006 가이드라인[4]의 Tier1 수준에서 온실가스 배출량을 산정하였다. 최종적으로 수송실적 자료를 이용하여 에너지소비 및 온실가스 배출 원단위를 산정하고 그 결과를 비교하여 보았다.

후속연구

e로 산정되었다. 디젤차량의 운행감소에 따라 에너지 소비와 온실가스 배출에서 디젤이 차지하는 비중이 점차 감소하고 있고 전기차량 증가에 따라 철도수송의 에너지 소비량과 온실 가스 배출량에 대한 전력사용의 영향력이 계속 증가할 것이다. Fig.
그 다음으로는 도로가 경유, 휘발유, LPG, LNG 등 거의 대부분 화석연료 위주의 에너지원을 사용하고 있지만 철도는 전철화를 통해 점차적으로 전력사용 비율을 높이고 있는 것이다. 또한 향후 전력은 생산방식에 따라 더욱더 온실가스 배출량을 줄일 수 있어 보다 더 환경적으로 우위성을 가질 가능성이 높다.
본 연구에서는 공식적인 우리나라의 통계자료를 이용하여 철도와 도로수송의 에너지 소비 및 온실가스 배출 현황 및 각각의 원단위를 산정해 보았다. 본 연구의 정량적 분석 결과는 향후 다양한 비교 연구에서 유용하게 이용될 수 있으리라 기대되며 분석 결과의 비교를 통하여 철도가 도로에 비하여 정량적으로 환경적으로 우위성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.
연구의 결과에서 국내 철도의 온실가스 배출 원단위가 상대적으로 국외에 비해 높은 경향을 나타내는데 그 원인으로는 유럽의 경우에 전력 생산시 신재생에너지 비율이 높아 전력사용에 따른 온실가스 배출계수가 국내에 비해 상대적으로 낮기 때문으로 판단되며 국내에서도 이러한 노력이 필요하다 하겠다. 또한 현재 환경문제와 기후변화문제의 심각성이 대두되고 있음에도 불구하고 도로부문의 에너지 소비와 온실가스 배출량은 지속적으로 증가해오고 있으며 향후 기후변화와 환경보존을 위한 수송부문의 지속 가능한 발전을 위해서는 승용차 이용을 억제하고 철도와 같은 친환경 수단의 이용을 촉진하기 위한 정부차원의 억제책과 유인책이 동시에 시행될 필요가 있다.
본 연구에서는 에너지 소비량을 분석하기 위하여 에너지 총조사보고서와 철도통계연보에서 제시하는 차종별 연료소비량을 이용하였고 이를 기초로 철도와 도로수송의 연료원별 배출계수를 적용하여 온실가스 배출량을 산정하는 Tier1수준의 분석을 수행하였다. 좀 더 상세한 분석을 통하여 국가 에너지소비 및 온실가스배출을 관리하기 위해서는 Tier2, Tier3 수준의 보다 상세한 분석이 시행되어야 할 것이다. 이를 위해서는 기초가 되는 보다 상세한 국가온실가스 통계DB 구축이 선행되어야 한다.
이를 위해서는 기초가 되는 보다 상세한 국가온실가스 통계DB 구축이 선행되어야 한다. 향후 우리나라도 이러한 노력을 지속적으로 수행하고 있으며 이러한 기반이 구축됨에 따라 보다 상세한 후속연구가 이루어질 필요가 있다.
4는 2007년부터 2010년까지의 디젤차량과 전기차량의 에너지소비와 온실가스 배출의 변화를 나타낸 것이다. 향후 철도수송의 온실가스 배출량을 줄이기 위해서는 전력의 온실가스 배출계수를 줄이는 것이 중요하며 이를 위해서는 지속적으로 신재생에너지를 개발하고 활용하는 것이 필요하다 할 수 있다.
에너지소비 원단위의 해외사례의 경우, 각 운영기관의 제한적인 데이터 공개로 해당 자료에 대한 확보가 어렵다 할 수 있다. 향후 해외 교통수단별 에너지소비 원 단위에 대한 추가적인 자료 조사 및 연구를 통해 관련 데이터를 확보하여 국내 현황과 비교할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	IPCC 지침은 수송부분의 온실가스 배출량 산정방법을 어떻게 구분하고 있는가?	기후변화협약에 따라 IPCC에서 작성 및 제공되는 IPCC의 지침은 국가별 온실가스 배출량 산정에 사용되고 있는 지침으로 2006년 개정되었다. IPCC 지침의 수송부분의 온실가스 배출량 산정방법은 하향식(Top-down) 방식인 연료소비량을 기반으로 한 Tier1, Tier2 방식과 상향식(Botton-up) 방식인 실제 시공간적인 활동을 기초한 방식인 Tier3로 구분된다. Tier3 수준의 분석으로 갈수록 좀 더 상세한 온실가스 배출량을 산정할 수 있으나 현재 의무감축국이 아닌 대한민국은 이러한 분석을 시행할 신뢰할 수 있는 국가 통계자료가 미흡한 현실이다.
	철도가 도로보다 에너지 소비 및 온실가스 배출에서 환경적으로 우위성을 가지는 이유는 철도의 어떤 특성 때문인가?	이렇게 철도가 도로보다 에너지 소비 및 온실가스 배출에서 환경적으로 우위성을 갖는 가장 큰 이유는 철도가 대량 수송을 하는 대중교통 수단이라는 것이다. 철도가 도로보다 상대적으로 한번의 수송에 보다 많은 수송량을 수송함에 따라 단위수송량당 에너지 소비 및 온실가스 배출의 효율성에서 우위를 점할 수 있는 것이다. 그 다음으로는 도로가 경유, 휘발유, LPG, LNG 등 거의 대부분 화석연료 위주의 에너지원을 사용하고 있지만 철도는 전철화를 통해 점차적으로 전력사용 비율을 높이고 있는 것이다.
	UN 산하의 UNFCC에서는 국가 온실가스에 관련하여 어떤 의무를 규정하고 있는가?	철도와 도로수송의 차종별 여객과 화물의 에너지 소비량과 온실가스 배출량 그리고 그 원단위를 산정하기 위하여 가장 중요한 것이 통계자료라 할 수 있고 이와 관련하여 국가 온실가스 통계체계가 매우 중요하다. UN 산하의 UNFCC (United Nations Framework Convention on Climate Change) 에서는 IPCC의 지침에 따라 국가 온실가스 배출 및 흡수량을 산정하게 하고 있으며 모든 당사국이 온실가스 배출과 흡수에 관하여 국가통계를 갖추고 그 결과를 정기적으로 작성·공포하고 총회에 통보할 것을 의무화하고 있다. 기후변화협약에 따라 IPCC에서 작성 및 제공되는 IPCC의 지침은 국가별 온실가스 배출량 산정에 사용되고 있는 지침으로 2006년 개정되었다.

참고문헌 (17)

KORAIL (2011) 2011 Statistical Yearbook of Railroad.
KORAIL Electrical Engineering Office (2011) 2011 Electric Work Data.
Korea Energy Economics Institute (2011) 2011 Energy Consumption Survey.
Institute for Global Environmental Strategies(IGES) (2006) 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.
Cho, J.H. (2008) Establishing Greenhouse Gas National Inventory Management System in Korea, The Korea Transport Institute.
Lee, H.J. (2011) Accuracy Improvement of National Inventory Report in Transport Sector, Journal of Korea Transportation Research Society, 8(6), pp. 99-105.
Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2011) The 1st Sustainable Development of National Transport Logistics Master Plan(2011-2020).
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (2010) National Transport Sector Greenhouse Gas Emissions Report.
Lee, J.Y. (2012), A Study on the Calculation of GHG Emission for Domestic Railroad Transport based on IPCC Guideline, Journal of the Korean Society for Railway, 15(4), pp.408-412.

원문보기 상세보기
UIC (2011) Rail and Sustainable Development.
JR East (2011) JR Est Group Sustainability Report.
Deutsche Bahn AG (2008) Key Environmental Data: Facts and Figures about Sustainability.
SBB AG(2009), Facts and Figures.
Ministry of Environment (2011) The Revised Guidelines of Greenhouse Gas and Energy Consumption Target Management.
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (2011) 2011 Statistical Yearbook of MLTM.
KTDB (2010) Regional Freight OD Update in 2010, The Korea Transport Institute.
KTDB (2010) Transport Basic Unit Survey and TSI Calculation, The Korea Transport Institute.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증