[논문]환경규제 강화에 따른 항공기 배기가스 배출기준 개정 방안 연구

노지섭; 김경수; 남영우

doi:10.20910/jase.2020.14.s.7

환경규제 강화에 따른 항공기 배기가스 배출기준 개정 방안 연구
New Requirements of Environmental Standard for Aircraft Engine Exhaust Emissions 원문보기

항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.14 no.spc, 2020년, pp.7 - 12

노지섭 (경상대학교 기계항공공학부) , 김경수 (경상대학교 기계항공공학부) , 남영우 (경상대학교 기계항공공학부)

초록
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본 논문에서는 항공기 인증 절차에 포함되는 형식증명을 위한 항공기 기술기준의 새로운 정립에 대한 개정안을 제안하였다. 기존 항공기 엔진의 연료 및 배기가스 배출기준(Part 34)은 관리 대상 항목을 매연과 불연소탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 그리고 질소산화물(NOx)로 한정하고 있다. 하지만 이 항목들은 최근 기후변화에 따른 국제민간항공(ICAO)의 항공기 탄소배출 제한, 미국환경보호청(EPA)의 항공기 배기가스 규제 추진 등 환경규제가 강화되고 있는 시대 흐름을 담아내지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 한계점을 현대화된 국제기준에 맞도록 보완하기 위해서 미국, 유럽 등의 배출기준을 근거로 항공기 배출가스에 대한 기술기준을 새롭게 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper the new revision of Korean Airworthiness Standards (KAS) - Emissions was proposed for enforced environmental standards. The Aircraft Engine Fuel Venting and Exhaust Emissions Requirements have been only defined for smoke, HC, CO and NOx as management items in previous KAS. However, this standard has not covered the current situation that International Civil Aviation Organization (ICAO) and United States Environmental Protection Agency (EPA) enforced environmental regulations, such as emissions trading system, limitation of CO2 emissions and restriction of exhaust gas. In order to overcome these outdated situations, we presented the new requirements for aircraft exhaust gas emissions standard of Korea based on the latest standards of United States, Europe and other countries.

주제어

표/그림 (2)

그림 Fig. 1 Process for Aircraft Emissions Prediction
표 Table 1 Prediction of CO₂ Emissions and Plan for Reduction

AI 본문요약
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문제 정의

기후변화에 대응하기 위한 국제적 표준과 정책대안을 국내 현황과 비교분석하여 도출된 문제점에 대해 다음과 같이 개정 방안을 제시하고자 한다.
최근에는 미국, 영국, 유럽연합(EU) 등에서 항공배출 시뮬레이션 모형을 개발하고 이를 항공기로부터 온실 가스 배출량 추정 및 정책개발 등에 활용하고 있다. 대표적인 시뮬레이션 모형은 AERO2K와 SAGE 등을 들수 있는데 이의 목적은 항공기 전체 운항에 대해 항공기 배출가스를 추정하여 환경적인 영향으로 CO₂의 배출량을 평가할 수 있도록 구축하는 것이다.
따라서 국내 여건에 부합하는 항공기기술기준의 개선과 온실가스 배출량을 줄일 수 있는 정책 대안을 구축하기 위해서 항공 선진국의 사례를 살펴보고 국내 현황과 비교하였다.
따라서 본 논문에서는 미국, 유럽 등 항공선진국의 항공기 배기가스 배출에 대한 사례로부터 환경규제 강화에 따른 온실가스 배출량 감소를 목적으로 국내 항공기 기술기준(배출기준)에 대한 개정안과 이를 효과적으로 시행시킬 수 있는 정책을 마련하였다.
본 논문에서는 국내외 온실가스 배출량에 관련한 국제표준과 각 국가의 배출기준, 그리고 항공부문 온실가스 감축에 대한 정책 등을 조사, 분석하여 국내 항공부문에 맞는 감축 목표 설정 방안을 제시하였다. 현재 기후변화대응지수가 60개의 국가 중 58위를 기록하고 있는 우리나라는 항공기 운항 부문 이산화탄소 배출에 대한 대응이 부족한 상태이다.
또한 많은 항공사의 자발적 협약과 항공 배출 시뮬레이션 모형의 개발을 통해서 정부에서 설정한 목표를 달성할 수 있을 것이다. 이는 항공기 온실가스 배출량을 검증할 수 있는 정책 마련으로 ICAO 배출표준에 따른 규제에 대응하는 것을 목표로 한다.

제안 방법

2012년부터 자국 내 발·착하는 항공기를 대상으로 하여, 항공기 온실가스 배출량을 제한하기 위한 정책을 마련하여 이행하도록 하였다.
이후 탄소배출오염 규제기준(Carbon Pollution Standard)을 발표하면서 이산화탄소 배출량 감축 정책에 대한 의지를 보였다.

성능/효과

현재 기후변화대응지수가 60개의 국가 중 58위를 기록하고 있는 우리나라는 항공기 운항 부문 이산화탄소 배출에 대한 대응이 부족한 상태이다. 따라서 항공기 인증 절차에 속하는 형식증명을 위한 항공기 배출기준 KAS Part 34에 새롭게 CO₂항목을 추가할 것을 제시하였다. 또한 많은 항공사의 자발적 협약과 항공 배출 시뮬레이션 모형의 개발을 통해서 정부에서 설정한 목표를 달성할 수 있을 것이다.

후속연구

따라서 항공기 인증 절차에 속하는 형식증명을 위한 항공기 배출기준 KAS Part 34에 새롭게 CO₂항목을 추가할 것을 제시하였다. 또한 많은 항공사의 자발적 협약과 항공 배출 시뮬레이션 모형의 개발을 통해서 정부에서 설정한 목표를 달성할 수 있을 것이다. 이는 항공기 온실가스 배출량을 검증할 수 있는 정책 마련으로 ICAO 배출표준에 따른 규제에 대응하는 것을 목표로 한다.
또한 항공분야 온실가스 자발적 감축협약을 통해 기업들은 각자의 온실가스 저감비용을 정확히 파악하고 최소비용을 투입하여 경제적 효율성을 달성할 수 있을 것이다.
32 일반사항 부분에 관리 대상이 되는 가스배출물 부분에 네 번째 요소로 CO₂가 추가되어야 한다. 또한, CO₂방출량 측정 계산 식과 그에 따라 산출된 값을 규제할 수 있는 최대 허용 CO₂방출 값을 각각 Section 34.4 적합기준과 Section 34.35 가스배출물 규제수준에 새로운 항목으로 추가할 것을 제안한다. KAS Part 34 배출기준에 대한 새로운 개정안을 다음과 같이 정리하였다.
뿐만 아니라 항공교통 부문 배출가스 관련 각종 측정, 검증 자료들을 구축하고 감축 목표를 항공사들과 협의 후 설정하며, 항공사 특성에 맞는 인센티브 개발, 결과 보고 및 모니터링 활동 수행이 필요하다. 항공 배출 시뮬레이션 모형을 이용한다면 Tier 3의 배출량 산정을 통해 정확성을 높일 수 있다.
미국, 영국, EU 등에서 항공배출 시뮬레이션 모형을 개발하고 이를 항공기로부터 온실가스 배출량 추정 및 정책개발 등에 활용하고 있다. 뿐만 아니라 호주도 자국을 운항하는 항공기를 대상으로 한 시뮬레이션 모형을 개발하여 활용 중이다. 이와 같이 항공배출 시뮬레이션 모형을 통해서 향후 국제적으로 항공기 온실가스 배출량을 검증 하는 작업에 대한 활용이 필요하다.
뿐만 아니라 호주도 자국을 운항하는 항공기를 대상으로 한 시뮬레이션 모형을 개발하여 활용 중이다. 이와 같이 항공배출 시뮬레이션 모형을 통해서 향후 국제적으로 항공기 온실가스 배출량을 검증 하는 작업에 대한 활용이 필요하다. 항공기 온실가스 산정 및 감축 목표를 설정하고, 이를 이행하는 데 있어서 관리체계를 확립함으로써 국제항공 기후변화에 대한 대응력을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
항공 배출 시뮬레이션 모형을 이용한다면 Tier 3의 배출량 산정을 통해 정확성을 높일 수 있다. 제안된 개정안을 활용한다면 구축된 자료를 바탕으로 새로운 배출가스 관련 정책의 개발과 도입, 그리고 이에 따른 효과를 연구함으로써 시너지 효과를 극대화할 수 있다.
첫째, 현재 항공기 배출기준 Part 34에 ICAO 표준서 16과 같이 연료 소모량을 기반으로 새로운 CO₂배출 관련 요건을 만들 것을 제안한다. KAS Part 34의 Subpart C는 배출기준을 적용한 인증에 관한 내용을 명시하고 있다.
기업 및 사업장과 정부가 온실가스 감축목표와 방안을 자발적으로 협의하여 추진하는 정책이 요구 된다. 최근 선진국 기업들 중심으로 온실가스 감축을 위해 널리 도입되고 있는 이 방안으로 기업의 특성이 다양하게 반영되고 효율적 감축 방안의 도출이 가능할 것으로 보인다. 실제 1단계 항공부문 온실가스 자발적 협약에 참여한 항공사는 대한항공, 아시아나항공, 제주 항공이 있었으며 지난 3년간(2007~2009) 연평균 연료효율 대비 개선치를 기준으로 자발적 감축목표를 설정하고 세부적 이행방안을 통해서 1년간 감축활동을 전개한 바 있다.
이와 같이 항공배출 시뮬레이션 모형을 통해서 향후 국제적으로 항공기 온실가스 배출량을 검증 하는 작업에 대한 활용이 필요하다. 항공기 온실가스 산정 및 감축 목표를 설정하고, 이를 이행하는 데 있어서 관리체계를 확립함으로써 국제항공 기후변화에 대한 대응력을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
실제 1단계 항공부문 온실가스 자발적 협약에 참여한 항공사는 대한항공, 아시아나항공, 제주 항공이 있었으며 지난 3년간(2007~2009) 연평균 연료효율 대비 개선치를 기준으로 자발적 감축목표를 설정하고 세부적 이행방안을 통해서 1년간 감축활동을 전개한 바 있다. 향후에도 많은 항공사들의 자발적 협약을 통한 온실가스 감축활동 전개는 중요시될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	온실가스 감축을 위한 경제적 유인정책에 속하는 정책은 무엇인가?	온실가스 감축을 위해 사용할 수 있는 다양한 정책 수단은 크게 나누어 경제적 유인이 없는 직접규제와 시장 메커니즘을 이용한 경제적 유인정책으로 구분할 수 있다. 직접규제에는 배출기준(emission standards) 등이 포함되며, 경제적 유인정책에는 온실가스나 생산물의 가격변화를 통해 배출규제를 달성하고자 하는 탄소세와 같은 부과금 제도, 보조금 제도 그리고 배출량을 수량적으로 제한하는 배출권 거래제가 이에 속한다.
	스마트 환경 기준은 무엇인가?	‘스마트 환경 기준(Smart Environmental Standards)’은 항공기와 엔진 설계를 통합하여 배출량 감소 기술을 적용한 환경 기준으로 EASA가 개발 중에 있다고 발표한 바 있다. EASA는 또한 ICAO 표준을 지원하는 워킹 그룹에 속해 있으며 2012년부터 UN의 온실가스 배출 감축 정책에 항공분야를 편입하기 위하여 지침을 채택하였다.
	본 논문에서 항공기 운항 부문 이산화탄소 배출에 대한 대응으로 무엇을 제시했는가?	현재 기후변화대응지수가 60개의 국가 중 58위를 기록하고 있는 우리나라는 항공기 운항 부문 이산화탄소 배출에 대한 대응이 부족한 상태이다. 따라서 항공기 인증 절차에 속하는 형식증명을 위한 항공기 배출기준 KAS Part 34에 새롭게 CO2항목을 추가할 것을 제시하였다. 또한 많은 항공사의 자발적 협약과 항공 배출 시뮬레이션 모형의 개발을 통해서 정부에서 설정한 목표를 달성할 수 있을 것이다. 이는 항공기 온실가스 배출량을 검증할 수 있는 정책 마련으로 ICAO 배출표준에 따른 규제에 대응하는 것을 목표로 한다.

참고문헌 (11)

Korea Environmental Industry & Technology Institute, "Report of climate change performance index", Seoul, Korea, pp. 2-7, Dec. 2017.
R. K. Pachauri and L. Meyer, "Climate change 2014 synthesis report summary for policymakers", Inter govermental Panel on Climate Change, Switzerland, pp. 2-26, Apr. 2015.
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H. J. Joo, H. Y. Hwang and D. W. Lim, "Emission estimation for airports in korea using AEIC program", Journal of Advanced Navigation Technology, vol. 20, no. 4, pp. 275-284, Aug. 2016.

원문보기 상세보기
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The Korea Transport Institute, "GHG abatement potential with bottom-up model in the transport Sector", Sejong, Korea, pp. 1-138, Oct. 2012.
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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].

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