[논문]매립시설 및 매립가스 에너지화시설 운영현황 분석

김종환; 배재근; 박준석

doi:10.7464/ksct.2018.24.3.221

초록
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본 연구는 설문조사를 통하여 매립시설과 매립가스 에너지화시설의 기술성, 경제성, 환경성을 평가하고자 실시되었다. 기술성, 경제성, 환경성에 대하여 가중치를 균등하게 부여한 경우, 각 40%, 30%, 30%로 설정한 경우, 그리고 각 30%, 40%, 30%로 설정한 경우의 세 가지로 종합평가 점수를 분석한 결과 가중치에 따른 각 항목별 점수는 큰 차이가 없었다. 세 가지 가중치 방법을 이용하여 매립시설에 대한 기술성, 경제성, 환경성에 대한 종합평가 결과 기술성에서 대 중규모가 14.8 ~ 19.7점과 14.3 ~ 19.0점으로 소규모(9.8 ~ 13.0점) 보다 다소 높은 점수를 받았고, 환경성은 대 소규모가 21.3 ~ 23.7점과 20.8 ~ 23.1점으로 중규모의 17.6 ~ 19.6점 보다 다소 높았다. 그러나 경제성에서는 대 중규모가 22.0 ~ 29.3점과 20.5 ~ 27.3점으로 소규모의 6.0 ~ 8.0점 보다 큰 격차를 보이며 뚜렷하게 높은 점수를 평가받았다. 기술성, 경제성, 환경성에 대한 종합점수는 대 중 소규모가 각각 63.0 ~ 65.4점, 57.1 ~ 59.2점, 38.6 ~ 40.6점으로 규모별 큰 차이를 나타내었는데 이는 경제성 부분 평가가 가장 큰 영향을 미쳤기 때문인 것으로 평가되었다. 매립가스 에너지화시설도 기술성에서 대 소규모가 19.2 ~ 25.6점과 17.8 ~ 23.7점, 환경성에서 23.1 ~ 25.7점과 21.3 ~ 23.7점으로 시설 규모별로 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 경제성 부분에서는 27.8 ~ 33.3점과 18.8 ~ 25.1점으로 보다 큰 차이를 나타내었다. 매립시설과 매립가스 에너지화시설의 운영평가에 가장 큰 영향은 미치는 인자는 상대적으로 기술성과 환경성보다 경제성인 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This research was conducted to evaluate the operational performance of landfill facility and landfill gas energy facility from the questionnaire survey. In order to evaluate overall operational performance, three types of weighting methods were applied to each technical, economical, and environmenta...

This research was conducted to evaluate the operational performance of landfill facility and landfill gas energy facility from the questionnaire survey. In order to evaluate overall operational performance, three types of weighting methods were applied to each technical, economical, and environmental item. There was no significant difference between an equal weighted method, a weighted method of 40% for technology, 30% for economy, and 30% for environment, and a weighted method of 30% for technology, 40% for economy, and 30% for environment. In technical performance, large and middle scales of landfill facilities showed higher scores of 14.8 ~ 19.7 and 14.3 ~ 19.0 than 9.8 ~ 13.0 of small scale one. In environmental performance, large, middle, and small scales of landfill facilities showed 21.3 ~ 23.7, 17.6 ~ 19.6, and 20.8 ~ 23.1 scores, respectively. However, in economical performance, there was significant difference between them with scale. Large and middle scales of landfill facilities showed higher scores of 22.0 ~ 29.3 and 20.5 ~ 27.3 than 6.0 ~ 8.0 of small scale one. As a result of evaluation for landfill gas energy facility, large scale facility showed 19.2 ~ 25.6 and 17.8 ~ 23.7 scores in technical performance and 23.1 ~ 25.7 and 21.3 ~ 23.7 scores in environmental performance, respectively. However, in economical performance evaluation, large scale of landfill gas energy facility showed relatively higher of 27.8 ~ 33.3 score than 18.8 ~ 25.1 of small scale one. From these results, it was shown that economy evaluation heavily effect on the operational performance of landfill facility and landfill gas energy facility compared to technology and environment evaluation.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Status of landfill facility and landfill gas energy facility to complete a questionnaire in 2012 [8,9]
그림 Figure 1. Annual generation rate (a) and landfill treatment rate (b) of solid waste in Korea (Year of 2006 ~ 2015) [13].
표 Table 2. Status of landfill facility in 2012 / 2015 [13]
표 Table 3. Status of landfill gas energy facility in 2012 / 2015 [13]
표 Table 4. Technology evaluation of landfill facility and landfill gas energy facility [8,9]
표 Table 5. Economy evaluation of landfill facility and landfill gas energy facility [8,9]
표 Table 6. Environment evaluation of landfill facility [8,9]
표 Table 7. Environment evaluation of landfill gas energy facility [8,9]
표 Table 8. Overall evaluation of landfill facility and landfill gas energy facility [8,9]
그림 Figure 2. Overall evaluation of landfill facility and landfill gas energy facility with scale (solid line = an equal weighted score; dashed line = a weighted score of 40% for technology, 30% for economy, and 30% for environment; dotted line = a weighted score of 30% for technology, 40% for economy, and 30% for environment)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 환경부고시(제2015-60호)가 공표되기 직전에 매립시설과 LFG 에너지화시설에 대하여 설문조사를 실시한 것을 바탕으로 매립시설과 LFG 에너지화시설의 기술성, 경제성, 환경성 등 운영현황을 보다 자세히 평가하고자 하였다. 본연구의 자료 및 평가 결과는 폐기물처리시설 설치ㆍ운영 실태 평가 보고서와 함께 향후 매립시설 및 LFG 에너지화시설 운영관리 정보시스템을 구축하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구에서는 설문조사를 통하여 매립시설과 매립가스 에너지화시설의 기술성, 경제성, 환경성을 평가하고자 실시되었으며, 얻어진 결론은 다음과 같다.

가설 설정

”라는 전제가 깔려 있다[11]. 그러나 각 항목의 중요도가 모두 같은 경우는 드물기 때문에 가중치를 부여하기도 하지만 본 연구에서는 평가항목의 중요도가 같다는 가정을 두고 진행하였다. 설문조사 결과를 바탕으로 현황평가를 실시하기 위하여 기술성, 경제성, 환경성 분야로 나누어 평가항목을 설정하였다[8,12].

제안 방법

본 논문에서는 실제 조사된 현황자료를 중심으로 고찰하였으며, 자료(raw data)와 부과점수를 제시하였다. 설문조사 결과에 따라 부과된 점수는 이후 종합평가를 위한 자료로 사용하였다.
본 연구에서는 폐기물 매립시설 및 LFG 에너지화시설의 운영실태를 평가하고자 설문조사를 실시하였다[8,9]. 먼저 매립시설과 LFG 에너지화시설을 규모별로 구분하였으며, 선정된 시설수를 Table 1에 나타내었다.

대상 데이터

먼저 매립시설과 LFG 에너지화시설을 규모별로 구분하였으며, 선정된 시설수를 Table 1에 나타내었다. 매립시설은 대ㆍ중ㆍ소 규모별로 각각 3개소, 2개소, 1개소를 선정하였다. 소규모 매립시설의 경우 민간 등에 의하여 운영되는 곳이 많고 큰 규모에 비하여 운영상태가 미흡할 수 있어서인지 설문조사에 협조가 원활히 이루어지지 않았다.

데이터처리

앞에서 논의된 기술성, 경제성, 환경성에 대하여 점수로 부과된 자료(Table 4 ~ 7 참조)를 바탕으로 매립시설 및 매립가스 에너지화시설에 대하여 종합 평가를 실시하였다. 종합평가 점수는 기술성, 경제성, 환경성에 대하여 가중치를 균등하게 부여한 경우, 각 40%, 30%, 30%로 설정한 경우, 그리고 각 30%, 40%, 30%로 설정한 경우의 세 가지로 분석하였다.

이론/모형

이들 평가기법 대부분은 평가자의 주관적 평가에 따른 평가지표의 가중치를 객관화하기가 어렵고 중요도의 경우 전문가 의견이 반영되어 있지 않아 각 평가지표별 중요도를 부여하기가 쉽지 않은 단점이 있다[9,10]. 본 연구에서는 이 중 가장 타당할 것으로 판단되는 매트릭스 분석법을 적용하여 시설현황 분석을 진행하였다. 매트릭스 분석법은 각 대안에 대해서 대안이 실행되었을 때 영향을 받을 평가항목을 결정하고 영향도에 대해 점수를 부여한 후 요인별 중요도 지수를 합산하여 구한다[11].

성능/효과

결론적으로 매립시설과 매립가스 에너지화시설의 운영평가에 가장 큰 영향은 미치는 인자는 상대적으로 기술성과 환경성보다 경제성인 것으로 나타났다.
6점으로 규모별 큰 차이를 나타내었는데 이는 경제성 부분 평가가 가장 큰 영향을 미쳤기 때문인 것으로 평가되었다. 매립가스 에너지화시설도 기술성에서 대․소규모가 19.2 ~ 25.6점과 17.8 ~ 23.7점, 환경성에서 23.1 ~25.7점과 21.3 ~ 23.7점으로 시설 규모별로 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 경제성 부분에서는 27.8 ~ 33.3점과 18.8 ~ 25.1점으로 보다 큰 차이를 나타내었다.
매립가스 에너지화시설의 설계대비 가동률은 평균 96.2%(87.9 ~ 106.0%)로 대규모 시설 평균이 102.8%로 소규모 시설 93.5%보다 약 10% 높았다(Table 4) [8,9]. 매립이 종료된 이후에는 매립가스량 자체가 급감하므로 매립가스 발전(에너지화)시설의 가동률은 빠른 시간 내에 저하된다[6].
매립가스 에너지화시설의 에너지자립률은 평균 9,430%(872 ~ 42,082%), 연료사용량은 평균 0.00002 TOE/Nm³ (0 ~0.00003 TOE/Nm³), 전기사용량은 0.098 kW/Nm³ (0.002 ~0.160 kW/Nm³)으로 조사되었다(Table 7) [8,9]. 환경기준 위반은 LE_L1만 2회/년이었고 나머지는 위반 건이 없는 것으로 나타났다.
생활폐기물, 사업장배출시설계폐기물(지정폐기물 제외), 건설폐기물의 연도별 매립 처리율 추이를 검토한 결과 생활계폐기물은 2005년 이후 꾸준히 감소추세를 나타내다가 2012년부터 약 15%로 안정화 수준에 이르렀으며, 최근 사업장배출시설계폐기물과 건설폐기물의 매립 처리율은 각각 약 15%와 2%를 나타내었다. 이들 폐기물의 전체적인 매립처분률은 2010년 이후 10% 미만을 나타내어 큰 변화를 나타내지는 않고 있다.
세 가지 가중치 방법을 이용하여 매립시설에 대한 기술성, 경제성, 환경성에 대한 종합평가 결과 기술성에서 대․중규모가 14.8 ~ 19.7점과 14.3 ~ 19.0점으로 소규모(9.8 ~ 13.0점)보다 다소 높은 점수를 받았고, 환경성은 대․소규모가 21.3~ 23.7점과 20.8 ~ 23.1점으로 중규모의 17.6 ~ 19.6점 보다 다소 높았다. 그러나 경제성에서는 대·중규모가 22.

후속연구

본 연구는 환경부고시(제2015-60호)가 공표되기 직전에 매립시설과 LFG 에너지화시설에 대하여 설문조사를 실시한 것을 바탕으로 매립시설과 LFG 에너지화시설의 기술성, 경제성, 환경성 등 운영현황을 보다 자세히 평가하고자 하였다. 본연구의 자료 및 평가 결과는 폐기물처리시설 설치ㆍ운영 실태 평가 보고서와 함께 향후 매립시설 및 LFG 에너지화시설 운영관리 정보시스템을 구축하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	LFG 에너지화(자원화) 기술은 크게 어떻게 구분되는가?	메탄은 무색, 무취의 가스로 매립가스 뿐만 아니라 천연가스의 주성분이기도 하다. LFG 에너지화(자원화) 기술은 포집기술, 전처리기술, 정제기술 및 자원화기술로 대별된다[6]. 전처리에는 탈황, 제습, 실록산 제거를 거쳐야 한다[6].
	매립가스는 어떻게 구성되는가?	폐기물 매립지에서 발생하는 매립가스(landfill gas, LFG)는 주로 45 ~ 60%의 메탄과 40 ~ 45%의 이산화탄소, 소량의 황화수소, 암모니아, 휘발성 유기물질 등으로 구성되어 있으며[4,5], 매립연한에 따라 조성비는 달라진다. 메탄은 무색, 무취의 가스로 매립가스 뿐만 아니라 천연가스의 주성분이기도 하다.
	음식물류폐기물 직매립금지 제도가 도입된 이유는?	수분과 유기물 함량이 높은 폐기물의 직매립은 악취와 해충을 발생시키고 매립지 사면붕괴를 일으키며, 침출수 처리를 어렵게 하는 등 많은 문제를 일으킨다[1]. 이에 2005년 음식물류폐기물 직매립금지 제도가 도입되었으며, 런던협약(1972)과 런던의정서(1996)에 따라 2012년 하수슬러지․가축분뇨, 2013년 음폐수․분뇨․분뇨슬러지, 그리고 2014년 폐수 및 폐수슬러지의 해양배출이 금지되었다[2].

참고문헌 (16)

Ko, J.-Y., Phae, C.-G., Do, I.-H., and Park, J.-S., "Evaluation of Landfilling Method of Organic Sludge from Mix of Pretreated Organic Sludge and Municipal Solid Waste," J. Korean Soc. Environ. Eng., 30(3), 278-285 (2008).
http://library.me.go.kr/, 2016 White Paper of Environment (assessed date : May 21, 2018).
Lee, I.-S., and Kang, H.-Y., "A Review on the Direction of the Framework Act on Resource Circulation for Establishing a Resource Circulation Society," J. Korean Inst. Resour. Recycl., 25(6), 82-91 (2016).
Feng, S. J., and Zheng, Q. T., "A Two-dimensional Gas Flow Model for Layered Municipal Solid Waste Landfills," Computers and Geotech., 63, 135-145 (2015).

상세보기
Chun, S.-K., "The Analysis of Main Factors Which Impact on Operation Rate and Power Production of Landfill Gas Power Plant," J. Korean Soc. Environ. Eng., 38(3), 128-134 (2016).

원문보기 상세보기
Ministry of Environment, Feasibility Investigation for LFG Recycling Work of Local Government, Report, Jun (2009).
Ministry of Environment and Korea Environment Corporation, Installation and Operation Status of Solid Waste Treatment Facility in 2015, Report, December (2016).
Korea Environment Corporation, "Operation and Management Status of Solid Waste Treatment Facility in Local Government," Report, December (2012).
Kim, J.-H., "A Study on the Evaluation of Operational Suitability through the Analysis of Operation Status of Waste Treatment Facilities," Ph.D Dissertation, Seoul National University of Science and Technology, Seoul, 2017.
Lee, J.-H., "A Study on the Weighting Methods of Location Selection Factors: Focussed on Information Measure Technique & AHP Technique," Master Thesis, Anyang University, Anyang, 2009.
Park, H.-J., "A Study on the Optimum Method Selection Using Matrix Analysis," J. Korean Inst. Information & Commun. Eng., 18(4), 913-919 (2014).

원문보기 상세보기
Kim, J.-H., Park, J.-S., and Phae, C.-G., "Evaluation of Performance Index for Optimization of Food Waste Treatment and Recovery Facility," Clean Technol., 22(3), 181-189 (2016).

원문보기 상세보기
Ministry of Environment . Korea Environment Corporation, Generation and Treatment Status of Municipal Solid Waste in Nationwide, Annual Report (2013, 2016).
http://www.law.go.kr/, Solid Waste Management Law (assessed date : May 21, 2018).
http://www.law.go.kr/, Enforcement Regulation for Conservation of Groundwater Quality (assessed date : May 21, 2018).
Kim, J.-H., Park, J.-S., and Phae, C.-G., "Evaluation of Operation Status for Incineration Facility Using Performance Index," J. Korean Oil Chemists' Soc., 33(3), 507-520 (2016).

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