초록 ▼

최근 들어 오존 경보가 빈번히 발생하고 대기중의 질소산화물(NOx) 농도가 꾸준한 증가추세를 보임에 따라 정부는 질소산화물 배출 저감을 주요 중점추진과제로 삼고 여러 가지 대책을 마련하고 있다. 그런데, 최근 환경부가 도입을 검토중인 배출부과금제도, 수도권 지역에서의 총량규제 및 배출권 거래제 등의 정책이 효과적으로 추진되기 위해서는 업체의 비용 부담과 국내 기술여건을 함께 감안한 정책의 설계가 필요하며, 이를 위해서는 저감 기술의 국내외 개발현황과 비용분석 등 기초 자료가 요구된다. 본 연구는 이러한 배경하에서 질소산화물 저감기술

최근 들어 오존 경보가 빈번히 발생하고 대기중의 질소산화물(NOx) 농도가 꾸준한 증가추세를 보임에 따라 정부는 질소산화물 배출 저감을 주요 중점추진과제로 삼고 여러 가지 대책을 마련하고 있다. 그런데, 최근 환경부가 도입을 검토중인 배출부과금제도, 수도권 지역에서의 총량규제 및 배출권 거래제 등의 정책이 효과적으로 추진되기 위해서는 업체의 비용 부담과 국내 기술여건을 함께 감안한 정책의 설계가 필요하며, 이를 위해서는 저감 기술의 국내외 개발현황과 비용분석 등 기초 자료가 요구된다. 본 연구는 이러한 배경하에서 질소산화물 저감기술의 국내외 개발현황 및 비용을 조사하여 향후 정부정책 수립에 필요한 기초자료를 제시하고자 수행되었다.
먼저 저감효율은 기술별로 차이가 있지만 SCR의 경우 최고 90% 이상이 가능한 정도로 기술의 발전이 이루어져 있으므로 기술수준이 정책 추진의 장애가 되지는 않을 것으로 생각된다. 하지만 국내 기술수준이 낙후되어 있어 현재 논의되고 있는 일련의 규제강화 정책에 의해 형성될 시장이 외국 기술에 의해 대부분 잠식될 가능성이 크다는 점이 문제점으로 지적된다.
기술별 소요 비용을 추정하기 위하여 국내외 설치 사례를 조사하였는데 국내 사례로는 저 NOx 버너, SCR, SNCR에 대하여 화력발전소와 소각시설을 대상으로 조사하여 결과를 제시하였고, 미국의 사례로는 발전시설, 시멘트 생산공정, 유리생산공정, 공정 가열로, 산업용 보일러, 도시쓰레기 소각시설에 대하여 자본비용과 연간비용, 그리고 처리단가를 조사하여 제시하였다. 국내 SCR 설치단가의 경우에는 중유발전소 0.293억원/MW, 가스발전소 0.223억원/MW, 가스복합발전소 0.24억원/MW, 그리고 소각시설 0.053억원/톤/일로 조사되었는데, 운전비용의 경우에는 실적치가 제한되어 있어 유의성 있는 자료를 제시하지는 못하였다. 미국의 경우에는 질소산화물 1톤 처리에 필요한 평균비용은 저 NOx 버너 1,095천원, SNCR 1,932천원, 그리고 SCR 4,893천원으로 조사되었다.
에너지를 다량으로 소비하는 국내 주요 산업에 대하여 향후 전체 SCR 설치비용을 추정하였는데, 그 결과 화력발전소는 5,500∼9,540억원, 시멘트 산업은 1,740∼2,350억원, 1차 철강업종은 1,710∼2,310억원, 유리제조업 300∼410억원, 정유산업은 1,050∼ 1,410억원, 소각시설은 400억원 정도로 추산되어 이들 업종에 대해서 만도 최저 1조원∼1조 6천억원이 필요한 것으로 분석되었다. 이 경우 연간 약 21.2∼24.5만톤의 NOx를 저감할 수 있을 것으로 추정되어 시설설치 비용만 고려하더라도 NOx 1톤 처리비는 대략 997천원∼1,380천원 범위에 있어 비용부담이 매우 클 것으로 보인다. 따라서 배출부과금 제도와 배출권 거래제는 기업의 비용부담을 완화시키고 국내 기술의 자립시기를 감안한다는 취지에서 제도의 순차적인 적용방안을 검토할 수 있다고 생각된다.

(출처 : 국문 요약 5p)

Abstract ▼

As ozone warning episodes are frequently occurred and NOx pollution level is in trends of increasing recently, Korea Ministry of Environment(MOE) is preparing some important countermeasures for NOx emission reduction. The emission allowance standards for business establishments are strengthened and

As ozone warning episodes are frequently occurred and NOx pollution level is in trends of increasing recently, Korea Ministry of Environment(MOE) is preparing some important countermeasures for NOx emission reduction. The emission allowance standards for business establishments are strengthened and financial charging for NOx emission is considered. And total maximum loading system and emission trading system are also planned in Seoul metropolitan area. Some basic data such as performances and cost of NOx control technologies are required for such measures to be implemented effectively, but few materials are available. So this study was carried out to assess performances and costs of NOx control technologies.
This paper investigated the reduction efficiencies and costs of NOx control technologies used in industry and estimated the required capital cost to install of selective catalytic reduction(SCR) equipments for high energy-consuming industrial sectors.
Reduction efficiency varies depending on techniques, and it is possible up to 90% or more. So technology itself cannot be a barrier in implementation of MOE countermeasures. But it is worried that NOx market produced by the above countermeasures may be occupied by foreign technologies because of lower level of technologies and little experience of domestic environment businesses. Details are presented in Chapter Ⅲ and Ⅳ.
Capital and operating costs of SCR, SNCR and low NOx burner were investigated for domestic power plants, municipal waste incinerators, and a few other businesses. For example, capital costs of SCR are about 29.3 million won/MW, 22.3 million won/MW, and 5.3 million won/ton of waste/day for oil-fired power plants, gas-fired power plants, and municipal waste incinerators, respectively. In the case of United States, average cost effectiveness of control technologies are about 1.095 million won/ton of NOx, 1.932 million won/ton of NOx, and 4.893 million won/ton of NOx for low NOx burner, SNCR, and SCR, respectively.
Total capital cost of add-on SCR installing for high energy-consuming industrial sectors was estimated based on the surveyed data or energy consumption. The estimates are 550∼954 billion won for power plants, 17 4∼235 billion won for cement industry, 171∼231 billion won for basic iron and steel manufacturing, 30∼41 billion won for glasses and glass products manufacturing, 105∼141 billion won for oil refinery facilities, and 40 billion won for waste incinerators. The estimated NOx reduction amount by installing SCR for those industries is about 0.21∼0.25 million ton. Assuming depreciation period of 15 years, the annualized capital cost for reduction of 1 ton of NOx is about 0.997∼1.380 million won. If operating cost is included, total annual cost will be more expensive. It might become a burden in cost to the enterprises. Therefore, financial charging system and emission trading system might be checked to gradually apply to enterprises for reducing the burden in cost and considering the period for applying the domestic technologies.

(출처 : Abstract 141p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 서 언 ... 3
• 국문 요약 ... 5
• 목차 ... 7
• 표목차 ... 10
• 그림목차 ... 14
• 제1장. 서론 ... 15
• 제2장. 질소산화물 배출현황 및 관리현황 ... 17
• 1. 질소산화물과 관련된 대기오염도 추이 ... 17
• 가. 질소산화물 오염도 추이 ... 17
• 나. 오존오염도 추이 ... 18
• 다. 산성우 ... 19
• 2. 질소산화물 배출 현황 ... 20
• 가. 배출량 현황 ... 20
• 나. 배출량 전망 ... 22
• 3. 사업장 질소산화물 관리정책 현황 ... 22
• 가. 배출허용기준 강화 ... 22
• 나. 굴뚝 자동측정망(TMS)의 구축 ... 25
• 다. 수도권대기보전특별대책 ... 25
• 라. 청정연료보급 ... 27
• 마. 배출부과금 제도 ... 27
• 제3장. 질소산화물 저감기술 개요 및 기술성능평가 ... 29
• 1. 발생 메카니즘 ... 29
• 가. Fuel NOx ... 29
• 나. Thermal NOx ... 29
• 다. Prompt NOx ... 30
• 2. 저감 기술개요 ... 31
• 가. 연소조건 변경기술 ... 31
• 나. 배가스 처리기술 ... 34
• 3. 기술 성능 평가 ... 38
• 가. 연소조건 변경기술 ... 38
• 나. 배가스 처리기술 ... 44
• 다. 기술평가 요약 ... 49
• 제4장. 질소산화물 저감기술의 비용 분석 사례 ... 51
• 1. 국내사례 ... 51
• 가. SCR ... 51
• 나. SNCR ... 55
• 다. 저 NOx 버너 ... 56
• 2. 미국의 사례 ... 59
• 가. 화력 발전시설 ... 59
• 나. 시멘트 산업 ... 63
• 다. 철강생산공정 ... 68
• 라. 유리 제조 공정 ... 72
• 마. Process Heaters ... 75
• 바. 산업용 보일러 ... 84
• 사. 도시쓰레기 소각시설 ... 90
• 아. 평가 ... 92
• 제5장. 국내 SCR 설치 비용 추정 ... 94
• 1. 비용 및 질소산화물 저감량 추정 방법 ... 94
• 가. 비용추정방법 ... 94
• 나. 질소산화물 저감량 추정방법 ... 97
• 2. 배출시설별 SCR 설치 비용 및 질소산화물 저감량 ... 98
• 가. 발전시설 ... 98
• 나. 시멘트 제조시설 ... 106
• 다. 1차 철강제조업 ... 109
• 라. 유리 및 유리제품 제조 ... 111
• 마. 정유산업 ... 113
• 바. 소각시설 ... 115
• 3. 평가 ... 117
• 제6장. 요약 및 정책적 시사점 ... 118
• 약어정리 ... 121
• 참고문헌 ... 122
• 부록 1: 일본의 탈질기술 ... 125
• 부록 2: 외국의 SCR 촉매 개발 현황 ... 128
• Abstract ... 141
• 집필자 약력 ... 143
• 끝페이지 ... 144