서울시는 '건강한 물순환 도시' 조성을 비전으로 선포하고 도시 물환경 악화에 따른 문제를 해결하기 위한 노력을 기울이고 있다. 이를 위해 서울시는 빗물의 침투 및 저류 기능 등을 이용하는 저영향개발(LID) 시설의 설치를 확산시키기 위한 정책 및 제도 개선을 추진하고 있다. 이러한 저영향개발 시설은 공공이 선도하는 물순환 도시 조성과 이를 위한 빗물의 표면 유출 억제와 물이용 효율화를 목적으로 하고 있다. 또 악화된 물순환과 물환경을 회복하기 위해 다양한 저영향개발 시설이 설치 및 운영되고 있다. 그러나 이에 대한 체계적인 경제성 평가를 위한 편익 분석 방안은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저영향개발 시설의 경제적 환경적 사회적 편익을 다각적으로 분석하기 위해 저영향개발 시설별로 물 에너지 대기질 개선 기후변화 대응의 4개 카테고리별로 편익 분석항목을 선정하였다. 이러한 카테고리별 분류에 따른 직간접인 편익효과의 정량화 및 가치 평가 결과, 각 시설별로 연간 1,191원의 단위면적 당 편익이 발생하는 것으로 산정되었다. 분석 항목별 편익 분포 특성은 시설의 특성에 따라 다양한 것으로 나타났다(물: 30~90%, 에너지: 4~44%, 대기질 개선: <1~2%, 기후변화 대응: 5~22%). TBL 분석 결과, 시설별로 경제적 편익의 비중이 가장 큰 것으로 나타났으며(75~90%), 환경적 편익(<1~2%) 및 사회적 편익(9~24%)이 산정되었다. 향후, 현재의 개별 저영향개발 시설에 대한 편익 분석 방안을 기반으로 단지 및 지구단위의 물순환 연계 시스템이 적용될 경우, 도시 열섬 현상 및 홍수 재해 예방 등 저영향개발 시설 운영의 편익에 대한 시너지 효과 등을 평가할 수 있을 것으로 기대된다.
서울시는 '건강한 물순환 도시' 조성을 비전으로 선포하고 도시 물환경 악화에 따른 문제를 해결하기 위한 노력을 기울이고 있다. 이를 위해 서울시는 빗물의 침투 및 저류 기능 등을 이용하는 저영향개발(LID) 시설의 설치를 확산시키기 위한 정책 및 제도 개선을 추진하고 있다. 이러한 저영향개발 시설은 공공이 선도하는 물순환 도시 조성과 이를 위한 빗물의 표면 유출 억제와 물이용 효율화를 목적으로 하고 있다. 또 악화된 물순환과 물환경을 회복하기 위해 다양한 저영향개발 시설이 설치 및 운영되고 있다. 그러나 이에 대한 체계적인 경제성 평가를 위한 편익 분석 방안은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저영향개발 시설의 경제적 환경적 사회적 편익을 다각적으로 분석하기 위해 저영향개발 시설별로 물 에너지 대기질 개선 기후변화 대응의 4개 카테고리별로 편익 분석항목을 선정하였다. 이러한 카테고리별 분류에 따른 직간접인 편익효과의 정량화 및 가치 평가 결과, 각 시설별로 연간 1,191원의 단위면적 당 편익이 발생하는 것으로 산정되었다. 분석 항목별 편익 분포 특성은 시설의 특성에 따라 다양한 것으로 나타났다(물: 30~90%, 에너지: 4~44%, 대기질 개선: <1~2%, 기후변화 대응: 5~22%). TBL 분석 결과, 시설별로 경제적 편익의 비중이 가장 큰 것으로 나타났으며(75~90%), 환경적 편익(<1~2%) 및 사회적 편익(9~24%)이 산정되었다. 향후, 현재의 개별 저영향개발 시설에 대한 편익 분석 방안을 기반으로 단지 및 지구단위의 물순환 연계 시스템이 적용될 경우, 도시 열섬 현상 및 홍수 재해 예방 등 저영향개발 시설 운영의 편익에 대한 시너지 효과 등을 평가할 수 있을 것으로 기대된다.
Seoul metropolitan has established a vision as 'Healthy water-cycle city' to resolve urban water-environmental deterioration. And it established administrative structure to expand Low Impact Development (LID) facilities to recover aggravated water-cycle and water-environment. Therefore, various LID ...
Seoul metropolitan has established a vision as 'Healthy water-cycle city' to resolve urban water-environmental deterioration. And it established administrative structure to expand Low Impact Development (LID) facilities to recover aggravated water-cycle and water-environment. Therefore, various LID facilities are constructed and operated, however, benefit analytic plans for systematic valuation are insufficient. In this study, to analyze economic, environmental and social benefits of LID facilities, contents for benefit analysis were selected and categorized as water, energy, air quality and climate changes. As a result of quantification and valuation to the beneficial effects, LID facilities showed the total benefit as 1,191~3,292 won/yr. Characteristics of benefit distribution by analysis contents were various reflecting functional characteristics of each LID facility (Water: 30~90%, Energy: 4~44%, Air quality: <1~2%, Climate change: 5~22%). As a result of Triple Bottom Line analysis, economic benefit showed the greatest portion as 75~90%. As further studies, suggested benefit assessment plans for each LID facility should be applied to inter-connected LID systems on complex-scaled area, and synergy effects by various LID systems would be evaluated such as prevention of heat island and flood disasters.
Seoul metropolitan has established a vision as 'Healthy water-cycle city' to resolve urban water-environmental deterioration. And it established administrative structure to expand Low Impact Development (LID) facilities to recover aggravated water-cycle and water-environment. Therefore, various LID facilities are constructed and operated, however, benefit analytic plans for systematic valuation are insufficient. In this study, to analyze economic, environmental and social benefits of LID facilities, contents for benefit analysis were selected and categorized as water, energy, air quality and climate changes. As a result of quantification and valuation to the beneficial effects, LID facilities showed the total benefit as 1,191~3,292 won/yr. Characteristics of benefit distribution by analysis contents were various reflecting functional characteristics of each LID facility (Water: 30~90%, Energy: 4~44%, Air quality: <1~2%, Climate change: 5~22%). As a result of Triple Bottom Line analysis, economic benefit showed the greatest portion as 75~90%. As further studies, suggested benefit assessment plans for each LID facility should be applied to inter-connected LID systems on complex-scaled area, and synergy effects by various LID systems would be evaluated such as prevention of heat island and flood disasters.
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문제 정의
본 연구는 서울시에서 시범 설치 및 운영하고 있는 저영향개발 시설을 대상으로 저영향개발 시설의 편익 가치를 평가하기 위한 국내 적용 방안 마련을 목적으로 한다. 이를 위해 서울시 저영향개발 시범 시설을 대상으로 Triple Bottom Line (TBL) 기법과 단계별 프레임워크 기법을 적용하였으며, 편익 분석 항목에 대한 정량화 및 가치평가 과정을 통해 편익 가치를 분석하였다.
TBL이란 특정 시설 또는 사업의 설치 및 운영을 통해 직접적으로 발생하는 경제적 효과뿐만 아니라, 직접적 또는 간접적으로 발생하는 환경적 및 사회적 효과까지 통합적으로 고려하는 평가 방안을 의미한다. 이는 해당 시설의 경제성 관리 목적 외에도 환경적 안정성의 유지 및 사회적 형평성의 증대를 통합적으로 고려하는 개념으로, 환경 분야에서의 지속가능한 발전의 구현을 목적으로 한다.5)
가설 설정
해당 시설의 경우 빗물이 침투형 저류조로 유입되는 주차장의 집수 면적은 실제로 2,000 m2 이상이지만, 경사면 시공 불량으로 인해 절반 정도의 표면에서만 빗물이 유입되고 있다. 본 연구에서는 침투형 저류시설의 집수 면적을 1,000 m2로 가정하여 편익 특성을 분석하였다.
옥상 저류 시설은 빗물을 옥상면에 일시 저류한 후 점차적으로 방류하는 시설이다. 현재 해당 시설은 일시 저류된 빗물을 하수도로 방류시키고 있으나, 편익 분석을 위해 본 연구에서는 침투 및 저류 시설과 연계 처리된다고 가정하였다.
제안 방법
정량화된 편익에 대한 가치 평가 기준은 가능한 국내 자료에 기반하여 직접적인 편익이 평가되도록 하였으며, 국내 자료가 부족할 경우 외국 문헌을 통해 편익 원가 정보를 활용하였다. 또, 카테고리별로 직접적으로 발생하는 편익과 함께 특정 카테고리에서 발생하는 직접 편익 효과로 인해 다른 카테고리에 간접적으로 발생하는 간접 편익을 추가적으로 평가하였다.6)
또 탄소 저감을 통한 기후변화 대응 효과 등 사회적 가치를 직간접적으로 정량화 및 가치평가 할 수 있는 방안을 TBL 개념의 적용을 통해 마련할 수 있다. 본 연구에서는 TBL 분석 방법의 개념의 적용을 통해 경제적, 환경적, 사회적 효과 분석을 수행하였으며, 이를 위해 물 절감, 에너지 절감(이상 경제적 효과), 대기질 개선(환경적 효과) 및 기후변화 대응(사회적 효과) 등의 편익 분석 항목들을 카테고리별로 편익 분석하였다.
대기질 개선 관련 간접 가치 비용은 에너지 관련 카테고리의 연간 전기 저감량과 연관된다. 이는 저영향개발 시설의 설치 및 운영으로 발생하는 전기 저감량을 화석 연료를 이용하는 발전소의 발전 저감량으로 간주하여 정량화하며, 이를 통해 간접적으로 발생하는 대기오염물질 저감량을 정량화 하여 가치평가 한다. 전기 에너지 사용량 감소에 따른 NO2 저감 관련 간접 가치 비용은 식 (12)와 같이 계산되며, Table 8은 이를 산정하는데 이용되는 원단위 정보를 나타낸다.
본 연구는 서울시에서 시범 설치 및 운영하고 있는 저영향개발 시설을 대상으로 저영향개발 시설의 편익 가치를 평가하기 위한 국내 적용 방안 마련을 목적으로 한다. 이를 위해 서울시 저영향개발 시범 시설을 대상으로 Triple Bottom Line (TBL) 기법과 단계별 프레임워크 기법을 적용하였으며, 편익 분석 항목에 대한 정량화 및 가치평가 과정을 통해 편익 가치를 분석하였다.
자원 단위를 화폐 가치로 환산하는 방법은 각 편익 카테고리별로 다른데, 예를 들어 전기의 정량단위인 kWh의 평균 비용은 에너지 사용량이 줄어들면 그만큼 직접적인 원가절감 가치를 갖게 된다. 정량화된 편익에 대한 가치 평가 기준은 가능한 국내 자료에 기반하여 직접적인 편익이 평가되도록 하였으며, 국내 자료가 부족할 경우 외국 문헌을 통해 편익 원가 정보를 활용하였다. 또, 카테고리별로 직접적으로 발생하는 편익과 함께 특정 카테고리에서 발생하는 직접 편익 효과로 인해 다른 카테고리에 간접적으로 발생하는 간접 편익을 추가적으로 평가하였다.
대상 데이터
투수성 포장 시설은 서울시의 불투수 면적 증가에 따른 지하수위 저하, 도시형 홍수 증가, 열섬현상 가중 등 도시환경 문제의 원인을 저감하기 위해 도로 투수성 강화 방안의 일환으로 적용되고 있는 저영향개발 시설이다. 서울 도봉구 일대에 시공된 투수성 포장 시설을 대상으로 편익 비용 분석을 수행하였다.
여기서 하수처리비용 단가는 2013년 기준 서울시 하수처리 비용 단가(727.3 won/m3)를 사용하였으며, 연간 강우유출 저감량은 식 (2)와 같이 계산된다.7)
옥상 저류 시설은 공공 건축물 대상 적용시설로, 서울 중구 서울시청 서소문 청사 별관 1동 옥상에 설치되어 있다. 옥상 저류 시설은 빗물을 옥상면에 일시 저류한 후 점차적으로 방류하는 시설이다.
이 때 에너지 저감에 따른 탄소 배출 저감 계수는 미국 EPA18)의 자료를 인용하였다.
저류형 옥상 녹화 시설은 교육 건축물 대상 적용시설이며, 서울 종로구 청운중학교 별관 옥상에 설치되었다. 저류형 옥상 녹화 시설은 옥상 녹화 기능과 옥상 저류 기능이 복합된 시설로, 식생 구역에 의한 다양한 편익이 발생한다.
침투형 저류 시설은 도로 대상 적용 시설로, 서울 종로구 적선주차장 내에 설치되어 있다. 주차장 부지에 내린 빗물이 경사면을 따라 저류조로 유입된 후 지하 공간으로 침투하는 기능을 갖고 있다.
이론/모형
이 때 연간 전기 에너지 저감량은 연간 냉방용 전기 에너지 저감량 및 연간 하수처리용 전기 에너지 저감량을 모두 포함한다. 에너지 저감에 따른 NO2 배출 저감 계수는 미국 EPA15)의 자료를 인용하였다.
저영향개발 시설의 편익을 분석하기 위한 다양한 편익 분석 방법 중 본 연구에서는 회피비용분석 방법을 적용하였다. 회피비용분석 방법은 시설의 영향 및 효과를 원단이 평가 기반으로 정량화 한 후 이를 통해 저감 및 상쇄할 수 있는 가치들을 추정하는 방법이다.
저영향개발 시설의 환경적․경제적․사회적 편익을 측정하고 그 가치를 평가하기 위해 본 연구에서는 미국 근린지역 기술센터(Center for Neighborhood Technology)에서 개발하여 시카고 시에 적용된 편익 분석 프레임워크를 활용하였다.2) 이 분석법은 사용자로 하여금 물, 에너지, 대기질 개선, 기후변화 대응을 포함한 다양한 편익 카테고리에 대해 저영향개발 시설이 가지는 누적 편익을 평가할 수 있도록 설계되어 있다.
성능/효과
1) 단위 면적당 연간 편익 효과는 저류형 옥상 녹화 시설(3,292 won/m2), 옥상 저류 시설(3,096 won/m2), 투수성 포장시설(1,202 won/m2) 및 침투형 저류 시설(1,119 won/m2) 순으로 나타났다. 하지만 Table 1에서와 같이 옥상 저류 시설은 저류형 옥상 녹화 시설에 비해 구조가 단순하고 초기 설치비용이 더 저렴하므로 비용편익 측면에서 더 유리하다고 할 수 있다.
이러한 저영향개발 시설은 강우유출수의 유입 및 침투기능을 통해 강우유출량을 감소시키고 수환경을 개선시키는 효과를 나타낸다.1) 또, 저영향개발 시설은 비점오염물질을 포함한 초기 강우유출량을 감소시킬 뿐만 아니라 에너지 절감, 대기질 개선, 탄소 감축 및 격리, 부동산 가격 상승, 여가활동 기회 증가 및 금전적 또는 사회적 가치를 지닌 기타 공중위생 및 커뮤니티 활성화 활동에 긍정적 영향을 미친다.2)
2) 옥상 저류 시설의 경제적 편익은 2,377 won/yr･m2, 환경적 편익 35 won/yr･m2, 사회적 편익 685 won/yr･m2으로 산정되었으며, 저류형 옥상 녹화 시설의 경제적 편익은 2,461won/yr･m2, 환경적 편익 51 won/yr･m2, 사회적 편익 779 won/yr･m2으로 산정되었다. 이는 저류형 옥상 녹화 시설의 식생에 의한 직접적인 탄소 저감 및 대기질 개선 효과에 의한 것이다.
3) 침투형 저류 시설의 경제적 편익은 1,011 won/yr･m2, 환경적 편익 3 won/yr･m2, 사회적 편익 105 won/yr･m2으로 산정되었으며, 투수성 포장 시설의 경제적 편익은 1,086 won/yr･m2, 환경적 편익 3 won/yr･m2, 사회적 편익 112 won/yr･m2으로 산정되었다. 매립 및 포장형 시설의 환경 및 사회적 편익이 옥상형 시설에 비해 적은 것은 직접적인 에너지 저감, 탄소 저감 및 대기질 개선 효과가 없기 때문이다.
2와 3은 각각 옥상 저류 시설과 저류형 옥상 녹화 시설의 연간 편익 발생 효과 분석 결과를 나타내고 있다. 옥상 저류 시설의 경우 하수처리비용 저감 편익이 가장 큰 비중을 차지하고 있으며(34%), 난방용 가스 에너지 저감편익(27%), 탄소 저감에 의한 가치 비용(21%), 냉방용 전기 에너지 저감 편익(15%) 순으로 나타났다(Fig. 2). 옥상 저류 시설은 옥상 표면에 의한 직접적인 냉난방 에너지 저감 효과가 있으므로, 냉난방 에너지 저감 편익이 상대적으로 큰 비중을 차지하고 있다(총 42%).
3). 저류형 옥상 녹화 시설은 옥상 저류 시설에 비해 식생에 의한 직접적인 탄소 저감 효과가 있기 때문에 해당 가치 비용의 비중이 더 높은 것으로 나타났다. NO2 저감에 의한 대기질 개선 관련 가치 비용(2%) 역시 식생에 의한 직접적인 개선 효과로 인해 옥상 저류 시설(1%)에 비해 소폭 상승하였다.
저류형 옥상 녹화 시설은 하수처리비용 저감 편익(30%),난방용 가스 에너지 저감 편익(29%), 탄소 저감에 의한 가치 비용(22%), 냉방용 전기 에너지 저감 편익(16%) 순의 편익 효과가 있는 것으로 분석되었다(Fig. 3). 저류형 옥상 녹화 시설은 옥상 저류 시설에 비해 식생에 의한 직접적인 탄소 저감 효과가 있기 때문에 해당 가치 비용의 비중이 더 높은 것으로 나타났다.
저류형 옥상녹화 시설의 대기질 개선 및 기후변화 대응 편익 효과의 비중(각 2%, 22%)은 옥상 저류 시설의 편익 분포 특성(각 1%, 21%)에 비해 상대적으로 소폭 증가하는 것으로 나타났다. 이는 저류형 옥상녹화 시설은 옥상 저류 시설에 비해 식생 구역에 의한 직접적인 대기질 개선 및 기후변화 대응 효과가 발생하기 때문이다.
8은 투수성 포장 시설의 연간 편익 발생 효과 분석 결과를 나타내고 있다. 투수성 포장 시설의 경우 하수처리비용 저감 편익이 가장 큰 비중을 차지하고 있으며(34%), 탄소 저감에 의한 가치 비용(5%), 하수처리용 전기 에너지 저감 편익(4%), 대기질 개선 간접 가치 비용(1% 미만) 순으로 나타났다. 이러한 투수성 포장 시설의 편익 분석 항목별 분포 특성은 침투형 저류 시설과 매우 유사한 결과를 보인다.
후속연구
4) 본 연구에서 제시한 개별 저영향개발 시설의 편익 분석방안을 기반으로, 다양한 저영향개발 시설 연계 시스템에 적용할 수 있다. 이를 통해 단지 규모의 물순환 연계 체계에 대한 편익 분석 방안을 통해 사회적 편익 효과(도시 열섬효과 저감 및 홍수 재해 예방 등)를 상세하게 정량화 및 가치화 할 수 있는 연구가 추가적으로 필요하다.
4) 본 연구에서 제시한 개별 저영향개발 시설의 편익 분석방안을 기반으로, 다양한 저영향개발 시설 연계 시스템에 적용할 수 있다. 이를 통해 단지 규모의 물순환 연계 체계에 대한 편익 분석 방안을 통해 사회적 편익 효과(도시 열섬효과 저감 및 홍수 재해 예방 등)를 상세하게 정량화 및 가치화 할 수 있는 연구가 추가적으로 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
저영향개발 시설이란 무엇인가?
저영향개발 시설이란 옥상녹화, 식생지 조성, 식생 침투공간, 투수성 포장 등 분산형 빗물 관리 네트워크를 의미한다. 이러한 저영향개발 시설은 강우유출수의 유입 및 침투기능을 통해 강우유출량을 감소시키고 수환경을 개선시키는 효과를 나타낸다.
저영향개발 시설의 긍정적 영향은 무엇인가?
이러한 저영향개발 시설은 강우유출수의 유입 및 침투기능을 통해 강우유출량을 감소시키고 수환경을 개선시키는 효과를 나타낸다.1) 또, 저영향개발 시설은 비점오염물질을 포함한 초기 강우유출량을 감소시킬 뿐만 아니라 에너지 절감, 대기질 개선, 탄소 감축 및 격리, 부동산 가격 상승, 여가활동 기회 증가 및 금전적 또는 사회적 가치를 지닌 기타 공중위생 및 커뮤니티 활성화 활동에 긍정적 영향을 미친다.2)
침투형 저류 시설의 기능은 무엇인가?
침투형 저류 시설은 도로 대상 적용 시설로, 서울 종로구 적선주차장 내에 설치되어 있다. 주차장 부지에 내린 빗물이 경사면을 따라 저류조로 유입된 후 지하 공간으로 침투하는 기능을 갖고 있다. 해당 시설의 경우 빗물이 침투형 저류조로 유입되는 주차장의 집수 면적은 실제로 2,000 m2 이상이지만, 경사면 시공 불량으로 인해 절반 정도의 표면에서만 빗물이 유입되고 있다.
참고문헌 (18)
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