화력발전소 회처리장 조성에 따른 환경영향 최소화를 위한 석탄회 재활용 확대방안에 관한 연구 A Study on Expanding the Recycling of Coal Ash for Minimizing Environmental Impact Imposed by the Establishment of Thermal Power Plant Ash Ponds원문보기
국내 석탄화력발전소에서는 매년 800만 톤 이상의 석탄회가 배출되고 있으며, 이에 대한 최종적인 처리는 현재 약 70% 수준의 재활용, 그리고 해안 회처리장을 통해 매립 처리하고 있다. 그러나 실질적으로 개별 발전시설의 회처리장마다 수년 내에 만지(포화) 시기의 도래가 예상되며, 석탄회처리장 건설로 인한 환경영향에 대한 우려로 신규 확보도 어려운 상황이다. 향후 "제7차 전력수급기본계획"을 반영하여 추가적으로 건설될 석탄화력 발전시설을 고려했을 때(2020년 기준 1,000만 톤 배출 예상), 회처리장의 신규조성이 불가피하다. 그러나 회처리장 조성으로 인해 기존의 양호한 자연해안지역이 훼손되는 문제가 우려될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 석탄회로 인한 환경영향을 최소화하기 위해, 근본적으로 추가적인 석탄화력 발전시설과 회처리장의 건설을 줄여나가고 더불어 배출된 석탄회의 유효이용 및 재활용 활성화를 위한 정책적 방안을 제시하고자 하였다.
국내 석탄화력발전소에서는 매년 800만 톤 이상의 석탄회가 배출되고 있으며, 이에 대한 최종적인 처리는 현재 약 70% 수준의 재활용, 그리고 해안 회처리장을 통해 매립 처리하고 있다. 그러나 실질적으로 개별 발전시설의 회처리장마다 수년 내에 만지(포화) 시기의 도래가 예상되며, 석탄회처리장 건설로 인한 환경영향에 대한 우려로 신규 확보도 어려운 상황이다. 향후 "제7차 전력수급기본계획"을 반영하여 추가적으로 건설될 석탄화력 발전시설을 고려했을 때(2020년 기준 1,000만 톤 배출 예상), 회처리장의 신규조성이 불가피하다. 그러나 회처리장 조성으로 인해 기존의 양호한 자연해안지역이 훼손되는 문제가 우려될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 석탄회로 인한 환경영향을 최소화하기 위해, 근본적으로 추가적인 석탄화력 발전시설과 회처리장의 건설을 줄여나가고 더불어 배출된 석탄회의 유효이용 및 재활용 활성화를 위한 정책적 방안을 제시하고자 하였다.
More than 8M tons of coal ashes are generated from coal-fired thermal power plants every year in Korea. Excluding the recycled portion (Current recycling rate: approximately 70%), all of the generated coal ashes end up in coastal landfills. Currently, the difficulties faced in establishing new ash t...
More than 8M tons of coal ashes are generated from coal-fired thermal power plants every year in Korea. Excluding the recycled portion (Current recycling rate: approximately 70%), all of the generated coal ashes end up in coastal landfills. Currently, the difficulties faced in establishing new ash treatment fields are attributed to the concerns raised over the environmental impacts caused by the landfills at individual plant facilities. Given the number of coal-fired thermal power plants to be built in the future (reflected in the 7th Basic Plan for Long-term Electricity Supply and Demand), building new ash treatment fields or seeking a new treatment plan seems unavoidable. Based upon a review of coal ash and its management, this study concluded that the most effective and fundamental strategy to minimize the environmental impacts resulting from coal ash landfills is to avoid constructing new coal-fired powerplants and furthermore, suggests that the practice of beneficial use and recycling the produced coal wastes should be encouraged.
More than 8M tons of coal ashes are generated from coal-fired thermal power plants every year in Korea. Excluding the recycled portion (Current recycling rate: approximately 70%), all of the generated coal ashes end up in coastal landfills. Currently, the difficulties faced in establishing new ash treatment fields are attributed to the concerns raised over the environmental impacts caused by the landfills at individual plant facilities. Given the number of coal-fired thermal power plants to be built in the future (reflected in the 7th Basic Plan for Long-term Electricity Supply and Demand), building new ash treatment fields or seeking a new treatment plan seems unavoidable. Based upon a review of coal ash and its management, this study concluded that the most effective and fundamental strategy to minimize the environmental impacts resulting from coal ash landfills is to avoid constructing new coal-fired powerplants and furthermore, suggests that the practice of beneficial use and recycling the produced coal wastes should be encouraged.
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문제 정의
그리고 삼천포 및 영흥화력발전소 회처리장 조성·운영 현장을 방문, 관련 실무자와의 면담을 통해 석탄회 및 회처리장으로 인한 주요 환경영향과 그 저감방안에 대해 논의하였다.
국립환경과학원(2011)은 국내 주요 석탄화력 발전시설의 배출 석탄회에 대하여 유해물질 용출시험을 하였으며, 전반적으로 유해물질의 유출로 인한 오염 가능성은 매우 낮다고 언급하였다. 동시에 재활용의 확대가능성에 초점을 두고 효과적인 관리를 위한 석탄회 재활용 규정에 관한 개정(안)을 제시하였다.
따라서 본 연구에서는 이러한 문제인식을 바탕으로 근본적으로 석탄회로 인한 환경영향을 최소화 기 위해 국내 석탄회의 배출 및 그 처리·관리에 대한 현황을 바탕으로 석탄회 재활용 확대를 위한 정책적·제도적 개선 방향을 제시하고자 한다.
본 연구는 석탄회와 관련한 기초·선행연구와 석탄회 배출·처리·재활용 관련 국내·외 제도와 지침(Guideline) 그리고 선행된 석탄회처리장 조성사업 환경영향평가서와 사후환경영향조사서를 바탕으로 국내 석탄회 배출량 및 회처리장에 대한 현황에 대한 파악하였으며, 그 영향 저감방안의 적용·이행에 대하여 검토하였다.
본 연구에서는 석탄화력발전소에서 배출되는 석탄회 및 회처리장 조성·운영으로 인한 환경영향, 특히, 입지특성상 연안지역에 입지하는 회처리장에 따른 환경영향에 대해 살펴보고, 근본적·장기적 측면에서 배출 석탄회의 처리 및 추가적 회처리장 건설의 최소화를 위한 정책적·제도적 개선 방안을 모색·제시하고자 하였다.
이러한 논의와 선행된 문헌자료에 대한 검토를 바탕으로 향후 국내 석탄화력 발전시설의 증설에 따른 석탄회 배출을 고려, 수반되어야 할 석탄회의 유효이용 및 재활용 활성화를 위한 정책적·제도적 방안을 모색·제시하고자 하였다.
성능/효과
일본의 경우 연안재생사업의 시행에 있어 석탄회를 활용하기도 하는데, 일본 내 해안개발에 따른 폐쇄성으로 인한 해역의 부영양화로 인해 수질개선대책이 요구되었다. 그래서 석탄회를 활용한 제올라이트 블록을 활용하였으며, 그 결과 잘피의 발아 및 생육촉진에 효과 및 해수 정화에 있어서 효과가 있는 것으로 확인되었다.
셋째, 국내 발전사들이 석탄회 처리와 관련하여 금전적 지원이나 처리비용에 있어서 부담을 느끼고 기술적 투자나 배출 분담금에 대해 소극적이므로 석탄회 재활용 시장이 성장하지 못하고 있다. 넷째, 미국을 포함한 서구권 등 국외에서는 석탄회를 폐기물로 보기보다는 부산물로 보고 친환경적 재활용을 권장하거나 그러한 움직임이 이루어지고 있음에도 불구하고, 여전히 국내에서는 불식되지 않은 부정적 인식으로 인해 지역사회, 환경단체 그리고 이에 부담을 느끼는 해당 지자체의 비협조로 석탄회 재활용은 쉽지 않다.
둘째, 대기질과 관련하여 회처리장 조성과정에서 건설용 중장비의 오염물질 배출, 착암(Rock Drilling)·골재가공·운반과정에서의 미세먼지 발생이 우려된다.
석탄회처리장 조성에 따른 주요 환경영향은 다음과 같이 제시될 수 있다. 첫째, 회처리장 조성지역이 대부분 해양생물의 주요 서식처 및 산란지역인 자연해안지역인 경우가 많으며, 이는 회처리장 조성으로 인해 이들 자연해안지역이 불가피하게 훼손되는 것이다. 특히 자연해안지역이 육상이 산림으로 이루어진 조상대지역과 암반 및 갯벌로 이루어진 조간대지역 그리고 해중림이 분포하는 조하대지역이 생태적으로 상호연결되어 있는 지역의 경우 회처리장 조성으로 인한 해안환경에 미치는 환경영향은 매우 크다.
후속연구
그리고 국내 발전사 등의 석탄회 대량배출자는 무조건적인 경제성 판단에 따른 신규 회처리장 조성보다는 ‘배출자 부담원칙(Polluters-Pay Principle)’ 측면에서의 처리 분담금 및 보조금의 증액 지원 역시 필요하며, 이를 바탕으로 국내 배출 석탄회의 재활용이 활성화 될 수 있도록 유도해야 할 것이다.
이를 위해서는 선제적으로 대량배출 사업자가 석탄회의 유효이용 확대를 위해 환경성과 경제성 개선을 위한 기술개발과 배출·처리에 대한 적정 비용 부담에 대해 적극적이고 전향적 자세를 갖추는 것이 필요하다. 그리고 반쪽짜리 역할로는 석탄회의 재활용 및 유효이용 확대 그리고 한 단계 더 나아가 우리사회의 자원순환사회 구축이라는 최상위의 목표를 달성할 수 없으므로 관계부처에서는 유효이용 및 재활용을 위한 제도적 지원체계, 환경성 확보를 위한 검증체계 개선과 더불어 석탄회 이용을 위한 홍보체계의 구축을 통하여 지역사회, 환경단체의 이해를 돕고 지원하는 선순환적이고 협력적인 관계를 이루어야 할 것이다. 또한 전력수급기본 계획 등에서 추가적인 석탄화력발전소의 건설을 점진적으로 줄여나가, 석탄회의 배출자체를 근본적으로 차단해나가는 방안 역시 ‘친환경적 국토관리’라는 측면에서 고려되어야 한다.
그리고 석탄회의 유효이용에 있어서 발전사가 주도적인 역할을 해야 함은 분명하나 이는 제한적일 수 있으므로 정부 및 관련 공공기관에서는 안정적 수요처 확대를 위한 논의 및 가시적 성과의 확보 그리고 석탄회에 대한 환경성·유해성(중금속, 방사능 등을 포함)과 관련된 신뢰성 높은 검증·정보공개·이력제 실시 등의 제도적 체계 개선, 교육·홍보 활동을 통해 석탄회에 대한 부정적 인식 개선 등의 방안을 통해 석탄회의 유효이용 및 재활용 활성화, 나아가 자원순환사회를 위해 함께 노력해야 할 것이다.
따라서 석탄회 유효이용의 환경성 확보를 위한 논의와 더불어 안정적이고 대량의 재활용이 가능한 직접적 유효이용분야의 확대(해안개발사업에서의 활용이나 광산복구사업에서의 활용 등)를 위한 추가적 논의가 이루어질 필요가 있다.
이러한 측면에서 발전사들이 현 상황을 적극적으로 개선하지 못한다면 결국 발전기업의 채산성 악화로 이어질 수밖에 없을 것으로 예상된다. 따라서 석탄회의 유효이용 및 재활용을 촉진하기 위해서는 발전사의 배출에 대한 책임 있는 의식과 역할이 더욱 중요하며 이를 위한 기술개발 및 실용화 연구, 석탄회 품질의 균일화, 보조금 확대 등 개선 방안을 수립 추진해야 할 것이다. 그리고 석탄회의 유효이용에 있어서 발전사가 주도적인 역할을 해야 함은 분명하나 이는 제한적일 수 있으므로 정부 및 관련 공공기관에서는 안정적 수요처 확대를 위한 논의 및 가시적 성과의 확보 그리고 석탄회에 대한 환경성·유해성(중금속, 방사능 등을 포함)과 관련된 신뢰성 높은 검증·정보공개·이력제 실시 등의 제도적 체계 개선, 교육·홍보 활동을 통해 석탄회에 대한 부정적 인식 개선 등의 방안을 통해 석탄회의 유효이용 및 재활용 활성화, 나아가 자원순환사회를 위해 함께 노력해야 할 것이다.
따라서 재활용 용도를 규제·한정하여 제한하기보다는 해수와 의 직·간접적 접촉을 허용하는 재활용(연안재생사업 등), 농업(간척지 재염화 방지) 및 광해복구 분야에서의 활용 등을 포함하여 환경성 검증·심사를 통한 석탄회의 유효이용(Beneficial Use)의 길을 열어주는 제도 개선에 대한 논의도 고려해볼 수 있을 것이다.
또한 전력수급기본 계획 등에서 추가적인 석탄화력발전소의 건설을 점진적으로 줄여나가, 석탄회의 배출자체를 근본적으로 차단해나가는 방안 역시 ‘친환경적 국토관리’라는 측면에서 고려되어야 한다. 또한 국내 시멘트 기업들에게 높은 지원 보조금과 함께 수입되고 있는 일본산 석탄회(연간 약 100만톤 이상)와 관련하여서는 유해성 우려되는 수입폐기물에 대한 관세체계의 개선 및 환경부담금 명목의 가산세 부과 등을 통해 수입을 점진적으로 줄여야 할 것이다.
석탄회의 유효이용(Beneficial Use) 및 재활용 활성화라는 과제가 자원순환사회의 구현이라는 측면에서 공감을 이끌어 내고 있으나 여전히 풀어야 할 숙제가 산적해 있으며, 배출 석탄회의 안정적이고 다양한 수요처 개발을 위해 추가적인 제도의 개선이 반드시 필요하다.
앞서 서론에서 언급한 바와 같이 발전 에너지원 가운데 석탄에너지원의 점유율은 매우 높으며, 전력다소비산업(제조업),5) 이상기온으로 인한 다전력소비기기 소비6) 의 증가로 인해 전력 생산량은 더욱 증가할 것으로 예측되며 석탄화력이 상당부분 역할을 할 것으로 기대된다. 「6차 전력수급기본계획」을 통해 기 계획된 석탄화력 중 4기가 「7차 전력수급기본계획」을 통해 철회되기는 했으나,7) 2029년까지 20기의 석탄화력이 계획되어 있다(Table 1 참조).
목록 기준은 현재 우리나라와 같이 특정 폐기물이 관련부처에서 해당 목록에 포함되어 있으면, 유해성 폐기물로 간주하는 것을 의미하며, 물리·화학적 특성에 의한 일정한 유해성 기준을 설정하여 해당 폐기물이 그 기준을 초과하는 경우 유해폐기물로 판정하는 것이다(환경부, 2012). 이러한 이원화(Two -Track) 된 방식이 관련부처에서 정하는 목록 기준 또한 일정 유해성 기준을 참고한다는 측면에서 대동소이해보이기도 하지만, 유해성이 높은 폐기물에 대해서는 엄격한 관리의 잣대를 내미는 동시에 폐기물의 자원순환이라는 측면에서는 이후 다룰 재활용 활성화의 촉진제로 작용할 수 있으므로, 현재의 목록기준 방식의 기조를 유지할 것인가에 대해 추가적 논의가 필요하다.
향후 추가적으로 건설될 국내 석탄화력 발전시설들을 고려했을 때, 발전활동에 따른 석탄회의 배출량 역시 늘어날 수 밖에 없으며, 나아가 석탄회 및 회처리장으로 인한 환경영향(해양·대기·경관 등)의 측면에서, 회처리장의 신규 조성 및 배출 석탄회의 처리를 위한 방안에 대해 충분한 고민이 이루어져야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
석탄회의 매립처리방식은 어떠한 문제점이 있는가?
석탄연소폐기물(CCW: Coal Combustion Wastes)로도 명명되고 있는 석탄회의 매립처리방식은 잠재적으로 회처리장의 건설로 인한 환경영향과 침출수로 인한 수질오염, 비산먼지 발생으로 인한 대기오염 등의 다양한 오염 유발 가능성을 내재하고 있으므로 그 환경영향에 대해서도 쉽게 간과할 수 없는 부분이다.
석탄회의 종류는 공장 장소에 따라 어떻게 나누어지는가?
석탄회는 석탄을 연료로 사용하여 발전 활동을 하는 화력발전소에서 대부분 배출되고 있는 상황이며, 석탄회의 종류는 공정 장소에 따라 크게 Fly Ash(비회: 전기집진기에서 포집된 석탄회로 배출량의 약 85∼95%)와 Bottom Ash(저회: 보일러 하부 바닥에 떨어진 석탄회로 배출량의 약 5∼15%)로 구분된다(일본 환경기술협회, 2005). 이러한 석탄회와 관련한 연구는 국내·외에서 활발히 수행되고 있으며, 석탄회를 바라보는 시각은 크게 두 가지로 볼 수 있다.
석탄회의 재활용과 유효이용이 활성화되지 못하고 회처리장 건설문제와 이로 인한 환경문제가 대두되는 것에 대한 현실적 문제들은 무엇인가?
첫째, 석탄회 재활용의 방안 및 재활용의 안정적 수요처가 시멘트 원자재 부문에 단편화되어 있어 그 활용 용도가 매우 제한적이다. 또한 이러한 문제를 사회적 논의, 법·제도적 개선을 통해 환경성을 확보함과 동시에 수요처의 개발·확대가 필요함에도 불구하고 이러한 논의가 나아가지 못하고 정체되어 있다. 둘째, 국내 석탄회의 안정적인 수요처가 부족한 상황에서 일본으로부터 석탄회가 높은 보조금과 함께 수입되고 있으며, 배출 석탄회에 대한 이력제(Traceability)나 하역 단계에서의 충분한 환경성 검사 및 정기적 정보공개 시스템은 부재하다. 또한 이를 민간기업인 시멘트 회사들이 높은 영업이익을 위해 수입 석탄회를 선호하고 있다. 셋째, 국내 발전사들이 석탄회 처리와 관련하여 금전적 지원이나 처리비용에 있어서 부담을 느끼고 기술적 투자나 배출 분담금에 대해 소극적이므로 석탄회 재활용 시장이 성장하지 못하고 있다. 넷째, 미국을 포함한 서구권 등 국외에서는 석탄회를 폐기물로 보기보다는 부산물로 보고 친환경적 재활용을 권장하거나 그러한 움직임이 이루어지고 있음에도 불구하고, 여전히 국내에서는 불식되지 않은 부정적 인식으로 인해 지역사회, 환경단체 그리고 이에 부담을 느끼는 해당 지자체의 비협조로 석탄회 재활용은 쉽지 않다.
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