[논문]환경친화적 풍력단지 평가체계 구축을 통한 입지선정 및 잠재량 분석

김은영; 전성우; 김유훈; 이정원; 송원경; 김현구

doi:10.13087/kosert.2014.17.4.17

환경친화적 풍력단지 평가체계 구축을 통한 입지선정 및 잠재량 분석
Site Selection and Potential Analysis using the Frame for Assessing Environmental-friendly Wind Power Plant 원문보기

環境復元綠化 = Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology, v.17 no.4, 2014년, pp.17 - 27

김은영 (수원시정연구원) , 전성우 (한국환경정책.평가연구원) , 김유훈 (한국환경정책.평가연구원) , 이정원 (한국환경정책.평가연구원) , 송원경 (단국대학교 녹지조경학과) , 김현구 (한국에너지기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

Wind power which is one of renewable energies is higher economical efficiency and technical maturity than other renewable energies. Recently, the government of ROK announced to increase the proportion of renewable energy through the National Energy Plan. Also, industry required to deregulate for large-scale wind power as Renewable Portfolio Standard (RPS) is introduced. Wind power whereas the eco-friendly energy, is a serious level of damage of the natural environment and topography when the wind power is located. Therefore, the study selected the indicators required for site selection of wind power and proposed the feasible area for wind power based on wind resource map. We selected the 15 indicators including 12 legal protected area, Ecology and Nature Map, rarity, and connectivity (National Ecological Network). After site selection, we should be considered slope and altitude at the stage of design for wind farm to mitigate the environmental impact. Results of analysis showed that 22.3% of wind resource map is available to locate wind power in real. Through the field survey we had verified the accuracy of the results was significantly correct.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

풍력발전이 가능한 지역은 백두대간 및 정맥 등 산줄기에 위치하고 있으며, 이에 대한 입지 허용 시 풍력단지뿐만 아니라 진입도로 및 작업로 등 건설에 따른 우수 식생의 훼손, 대간 산마 루금을 중심으로 한 생태계 훼손, 멸종위기 동식물의 서식지 훼손, 소음 등으로 인한 영향을 초래한다(KEI, 2013). 따라서 본 연구에서는 풍력가능지역을 대상으로 환경에 미치는 부정적인 영향을 최소화할 수 있는 입지 선정을 위한 지표를 선정하고 이에 따른 입지가능 여부와 잠재량을 분석하였다. 이를 통해 신재생에너지의 친환경적 활용 가능성을 높이고자 한다.
본 연구에서는 육상 풍력발전 단지조성에 적합한 지역을 선정하기 위해 입지 선정에 필요한 지표를 선정하고 다양한 대안을 마련하고 현장을 통해 지표의 적절성을 평가하였다. 본 연구에서는 육상 풍력발전 입지를 위해 생태경관보전지역, 습지보호지역, 백두대간 보호구역 등 12개의 법적 보호지역과 생태자연도, 희귀성, 연계성(광역생태축), 경사, 표고 등 총 17개 항목을 입지선정시 고려할 지표로 선정하였다.
본 연구에서는 풍력자원지도를 이용하여 환경 친화적인 풍력단지 입지선정을 위한 평가체계를 구축하고 이를 바탕으로 입지가능지역을 선정하여 풍력가능 잠재량을 산출하였다. 풍력자원지도는 풍향, 풍속, 풍력밀도(wind power density, W/m²) 등 시공간 풍력자원 정보를 지리공간상에 투영한 것을 말하며, 특히 기상학적인 요소인 바람에 한정하여서 바람지도(wind atlas, wind map)라고도 한다.
따라서 본 연구에서는 풍력가능지역을 대상으로 환경에 미치는 부정적인 영향을 최소화할 수 있는 입지 선정을 위한 지표를 선정하고 이에 따른 입지가능 여부와 잠재량을 분석하였다. 이를 통해 신재생에너지의 친환경적 활용 가능성을 높이고자 한다.

제안 방법

이를 위해 본 연구에서는 영향평가를 위한 평가항목 대안을 제시하였다(Table 3; Figure 3). 대안설정은 풍력단지 입지로 인해 예측가능한 환경영향과 관련한 법적 보호지역과 환경정보 및 지형정보를 바탕으로 구성하였다. 첫 번째 대안은 환경영향평가시 고려할 수 있는 최소한의 관련 법적 보호지역, 광역생태축과 멸종위기 출현지점만을 고려하는 것이다.
법적 보호지역과 멸종위기 출현지점은 환경영향평가시 반드시 고려해야하는 항목이며, 광역생태축은 산림의 연결성을 평가하는 항목으로서 지형훼손 및 생태축 훼손 등을 평가할 수 있다. 두 번째 대안은 법적 보호지역과 광역생태축, 멸종위기 출현 지점과 함께 생태자연도 1등급지역을 추가로 고려하는 것이다. 생태자연도는 자연환경보전 법에 의해 작성된 환경 주제도로서 산, 하천, 내륙습지, 호소, 농지, 도시 등에 대하여 자연환경을 생태적 가치, 자연성, 경관적 가치 등에 따라 1∼3등급으로 구분하여 각종 개발사업 입지선 정시 참고자료로 활용되고 있다.
본 연구에서는 육상 풍력발전 입지를 위해 생태경관보전지역, 습지보호지역, 백두대간 보호구역 등 12개의 법적 보호지역과 생태자연도, 희귀성, 연계성(광역생태축), 경사, 표고 등 총 17개 항목을 입지선정시 고려할 지표로 선정하였다. 또한, 경사, 표고 등과 같은 지형요인을 1 차적으로 입지를 고려한 이후 최종 단지 배치시 고려하는 안을 제시하였다. 현장조사를 실시한 결과, 환경훼손이 적고 접근성이 뛰어나지만 주거지 인접 등의 문제가 제시되었다.
환경친화적인 풍력단지 입지선정을 위한 평가체계를 구축하기 위해서는 풍력단지 입지시 나타나는 환경영향을 고찰하고 이와 관련된 법, 제도 및 환경정보를 제시하여 평가항목 안을 제시하였다. 또한, 현장조사를 통해 실제 풍력발전 입지가능성을 확인하였다. 현장조사는 환경입지 타당성 분석결과를 바탕으로 입지가능지역으로 분석된 2∼4등급지역을 대상으로 조사지역을 선정하였으며 대규모 풍력발전이 가능한 지역을 대상으로 2013년 9월부터 11월까지 총 6차례에 걸쳐 조사하였다.
특히, 발전시설의 설치 지역과 산자락 하단부까지의 산지사면 평균경사가 25° 이상인 경우 헬기로 자재를 운반하여야 하며 15°초과 25°미만인 경우 삭도 모노레일을 설치하여 자재를 운반해야 하고 15° 이하인 경우 진입로를 설치하여 자재를 운반하도록 규정하고 있다. 마지막 대안은 표고에 대한 추가 고려로서 주요 산맥의 정상부 및 능선을 보전하기 위한 방법으로서 700m 이상의 고지대 개발을 제한하도록 하였다.
환경친화적 풍력단지 입지선정을 위한 평가 체계는 환경영향평가제도와 연계하기 위해 크게 풍력단지 영향평가단계와 저감방안단계로 구분하였다. 본 평가체계는 개발사업에 대한 영향평가 및 보상체계가 수립된 독일 자연침해조정규정과 우리나라의 전략환경영향평가 및 환경영향평가 절차 등을 참조하여 설정하였다. 자연침해조정규정은 자연훼손 여부 및 훼손정도를 평가하고 이에 대한 보상가치를 제시하는 제도로서 풍력단지와 같이 국가의 신재생에너지 활성화 정책과 공익성 등을 고려한 풍력단지 입지가능성을 판단할 필요가 있다.
영향평가단계에서는 풍력단지 계획부지와 주변지역을 대상으로 각종 법적 보호지역과 환경 생태적 측면에서의 보전가치를 평가하여야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 영향평가를 위한 평가항목 대안을 제시하였다(Table 3; Figure 3). 대안설정은 풍력단지 입지로 인해 예측가능한 환경영향과 관련한 법적 보호지역과 환경정보 및 지형정보를 바탕으로 구성하였다.
환경친화적인 풍력단지 입지선정을 위한 평가체계를 구축하기 위해서는 풍력단지 입지시 나타나는 환경영향을 고찰하고 이와 관련된 법, 제도 및 환경정보를 제시하여 평가항목 안을 제시하였다. 또한, 현장조사를 통해 실제 풍력발전 입지가능성을 확인하였다.
풍력단지 입지선정을 위한 평가체계를 구축하기 위해서 풍력단지 입지로 인해 나타난 환경영향과 이를 사전에 방지할 수 있는 법, 제도와 환경정보를 제시하였다(Table 2). 풍력단지 입지시 에는 야생생물과 서식지 훼손 등의 생태계 훼손과 주요 정맥, 기맥 등 능선 및 지형훼손, 경관 변화 등의 문제가 발생한다(Kwon et al.
첫 번째 1안은 생태경관보전지역, 백두대간 보호구역 등 12개 법적 보호지역, 멸종위기종 출현지점과 광역생태축 항목을 포함하였다. 이를 고려한 결과 1등급 지역은 전체 풍력가능지역 중 76.
대안설정은 풍력단지 입지로 인해 예측가능한 환경영향과 관련한 법적 보호지역과 환경정보 및 지형정보를 바탕으로 구성하였다. 첫 번째 대안은 환경영향평가시 고려할 수 있는 최소한의 관련 법적 보호지역, 광역생태축과 멸종위기 출현지점만을 고려하는 것이다. 법적 보호지역과 멸종위기 출현지점은 환경영향평가시 반드시 고려해야하는 항목이며, 광역생태축은 산림의 연결성을 평가하는 항목으로서 지형훼손 및 생태축 훼손 등을 평가할 수 있다.
, 2011). 환경친화적인 풍력단지 입지를 위해 각각의 영향에 대한 법적 보호지역 및 환경정보를 도출하고 이를 바탕으로 평가체계를 제안하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 육상 풍력발전 단지조성에 적합한 지역을 선정하기 위해 입지 선정에 필요한 지표를 선정하고 다양한 대안을 마련하고 현장을 통해 지표의 적절성을 평가하였다. 본 연구에서는 육상 풍력발전 입지를 위해 생태경관보전지역, 습지보호지역, 백두대간 보호구역 등 12개의 법적 보호지역과 생태자연도, 희귀성, 연계성(광역생태축), 경사, 표고 등 총 17개 항목을 입지선정시 고려할 지표로 선정하였다. 또한, 경사, 표고 등과 같은 지형요인을 1 차적으로 입지를 고려한 이후 최종 단지 배치시 고려하는 안을 제시하였다.
본 풍력자원지도는 한국에너지기술연구원에서 제공한 200m×200m 해상도를 가진 지도로서 풍력밀도가 250W/m2 이상인 지역을 풍력가능지역으로 설정 하였다(Figure 1).
현장조사는 풍력자원지도를 기반으로 환경입지 타당성 분석 2안을 기반으로 대규모 풍력단지 입지가 가능한 네 지역을 대상으로 실시하였다. A지역은 환경입지 타당성 분석 결과 2∼4등급이 분포하는 지역으로 풍력발전 입지가능 지역으로 분석되었다.
현장조사는 환경입지 타당성 분석결과를 바탕으로 입지가능지역으로 분석된 2∼4등급지역을 대상으로 조사지역을 선정하였으며 대규모 풍력발전이 가능한 지역을 대상으로 2013년 9월부터 11월까지 총 6차례에 걸쳐 조사하였다.

성능/효과

C지역은 분석 결과 2∼4등급으로 풍력발전 입지가능지역으로 바다와 인접해 있어 능선주변으로 풍속이 높았다.
08km² 이 생태자연도를 반영함에 따라 1 등급으로 재분류되었다. 경사, 표고 등 지형적 요소를 고려한 3안과 4안을 2안과 비교한 결과, 각각 8.33%(644.99km²), 10.46%(810.05km²)의 차이를 보였다.
이와 같이 네 가지 안을 가지고 풍력단지 입지가능성을 분석한 결과, 최소한의 법적 보호지 역과 환경생태적 평가항목을 반영한 것과 경사, 표고와 같이 지형적인 요소를 반영했을 경우 풍력가능지역 중 10% 이상의 차이가 나는 것으로 분석되었다. 법적인 보호지역과 환경생태적 보전지역을 고려한 1안과 2안의 차이는 약 1.22% 로 94.08km² 이 생태자연도를 반영함에 따라 1 등급으로 재분류되었다. 경사, 표고 등 지형적 요소를 고려한 3안과 4안을 2안과 비교한 결과, 각각 8.
41km 2 로 나타났다. 생태자연도 추가로 고려한 두 번째 대안의 분석결과, 1등급 지역이 77.30%로 5,983.62km² 로 나타났으며, 2등급은 15.98%로 1,236.90km² 이며 3등급은 4.16%로 321.78km² 으로 분석되었다. 세 번째 안은 2안에서 25° 이상의 급경사지 제한을 추가로 반영하였을 경우로서 1등급 지역이 85.
D지역은 분석 결과 2등급으로 풍력발전 입지가능지역으로 분석되었으며 서해바다와 인접해 풍력자원이 풍부한 것으로 판단된다. 소나무, 아까시나무, 굴참나무, 갈참나무 등 4영급에 해당하는 수목이 다수를 차지하는 것으로 나타났다. 임도 및 등산로가 풍력가능대상지 주변까지 연결되어 있어 접근성 용이하며 대상지 정상부에 KT 송신탑이 위치해 있어 풍력단지 진입로에 대한 2차 피해 우려는 적을 것으로 판단된다.
첫 번째 1안은 생태경관보전지역, 백두대간 보호구역 등 12개 법적 보호지역, 멸종위기종 출현지점과 광역생태축 항목을 포함하였다. 이를 고려한 결과 1등급 지역은 전체 풍력가능지역 중 76.08%로 5,889.54km² 에 해당되며 2등급은 12.72%로 984.48km 2 이며 3등급은 1.43%로 110.41km 2 로 나타났다. 생태자연도 추가로 고려한 두 번째 대안의 분석결과, 1등급 지역이 77.
이와 같이 네 가지 안을 가지고 풍력단지 입지가능성을 분석한 결과, 최소한의 법적 보호지 역과 환경생태적 평가항목을 반영한 것과 경사, 표고와 같이 지형적인 요소를 반영했을 경우 풍력가능지역 중 10% 이상의 차이가 나는 것으로 분석되었다. 법적인 보호지역과 환경생태적 보전지역을 고려한 1안과 2안의 차이는 약 1.
풍력발전 입지를 위한 평가기준을 종합한 결과, 법적 보호지역과 환경생태적 보전지역을 고려한 1안보다는 자연환경보전법 시행령에 따라 제작된 지도이므로 이를 함께 고려한 2안이 영향평가단계에서 활용하기에 현실적이라 할 수 있다. 다만, 경사를 고려한 3안과 경사, 표고를 모두 고려한 4안의 경우 입지 제한의 지표로 활용하기보다 입지 선정 후 풍력발전시설 배치 등에 활용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
환경입지를 고려한 분석결과를 바탕으로 1등급 면적을 제외한 면적의 풍력자원 잠재량을 산정한 결과, 환경규제강도가 가장 낮은 1안의 풍력자원 잠재량이 9,258.12MW로 가장 높게 나타났으며, 2안의 풍력자원 잠재량은 8,787.75MW, 3안의 잠재량은 5,562.8MW, 4안의 잠재량은 4,737.5MW로 분석되었다(Table 5).

후속연구

합리적인 입지선정 기준을 바탕으로 한 입지선정 합의가 필요하다. 그밖에 육상 풍력뿐만 아니라 해상 풍력, 태양광발전, 조력발전 등 다양한 신재생 에너지 활용 가능성을 검토할 필요가 있다.
풍력발전 입지를 위한 평가기준을 종합한 결과, 법적 보호지역과 환경생태적 보전지역을 고려한 1안보다는 자연환경보전법 시행령에 따라 제작된 지도이므로 이를 함께 고려한 2안이 영향평가단계에서 활용하기에 현실적이라 할 수 있다. 다만, 경사를 고려한 3안과 경사, 표고를 모두 고려한 4안의 경우 입지 제한의 지표로 활용하기보다 입지 선정 후 풍력발전시설 배치 등에 활용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	풍력자원지도란?	본 연구에서는 풍력자원지도를 이용하여 환경 친화적인 풍력단지 입지선정을 위한 평가체계를 구축하고 이를 바탕으로 입지가능지역을 선정하여 풍력가능 잠재량을 산출하였다. 풍력자원지도는 풍향, 풍속, 풍력밀도(wind power density, W/m 2 ) 등 시공간 풍력자원 정보를 지리공간상에 투영한 것을 말하며, 특히 기상학적인 요소인 바람에 한정하여서 바람지도(wind atlas, wind map)라고도 한다. 국가풍력자원지도는 중규모(mesoscale) 수치기상예측(NWP; Numerical Weather Prediction) 모델인 WRF(Weather Research and Forecasting) 를 이용하여 한반도 전체에 대해 수평면 1km, 연직방향 10m의 공간해상도와 10분 간격의 시간해상도로 2000년부터 2010년까지 11년간에 대하여 구축되었다(Kim and Kang, 2012).
	풍력발전의 제약사항은?	하지만, 풍력발전은 바람이 불지 않거나, 태풍 등 임계치 이상의 풍속에서는 전력을 생산할 수 없다. 즉, 적정 수준의 바람이 지속적으로 불어야 한다는 것이며, 최근 발전기 기술 개발로 많은 부분 해결되고 있으나 여전히 기본적인 양질의 바람자원은 풍력발전의 기본 요소가 된다.
	풍력단지가 생태계에 미치는 영향에 관련한 법은?	, 2005; Rosenbloom, 2006). 이와 관련한 법?제도 및 환경정보로는 생태경관보전지역, 습지보호지역, 상수도보호구역, 야생생물보호 구역, 국립공원, 개발제한구역, 산림유전자원보 호림, 천연보호구역, 천연기념물지정지역, 생태 자연도, 국토환경성평가지도(ECVAM), 희귀성 (멸종위기종 출현) 등이 있다. 지형에 미치는 영향과 관련된 항목으로는 백두대간보호구역, 광역생태축을 비롯하여 표고, 경사 등이 있으며, 그밖에 경관관련 항목으로는 생태경관보전지역이 있다.

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www.stadtentwicklung.berlin.de Senate Department for Urban Development and the Environment, Berlin.

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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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