초록 ▼

2018년 ｢자원순환기본법｣을 시행하면서 우리나라에서는 자원순환사회로 전환하기 위해 국가 중장기 정책방향과 세부전략을 담은 국가 『자원순환기본계획(2018-2027)』을 수립하였다. 그동안 주로 행해 왔던 단순 재활용에서 고부가가치를 생산하는 물질 재활용으로 변화할 필요성이 대두되는 가운데, 우리나라에서는 자원순환기본계획(2018-2027)을 통해 2027년 최종처분율 3%와 더 나아가 직매립의 제로화 달성을 목표로 삼고 있다. 이에 폐기물처리시설의 환경효율적인 측면을 검토할 필요성이 발생함에 따라, 본 연구에서는 폐기물 처리시

2018년 ｢자원순환기본법｣을 시행하면서 우리나라에서는 자원순환사회로 전환하기 위해 국가 중장기 정책방향과 세부전략을 담은 국가 『자원순환기본계획(2018-2027)』을 수립하였다. 그동안 주로 행해 왔던 단순 재활용에서 고부가가치를 생산하는 물질 재활용으로 변화할 필요성이 대두되는 가운데, 우리나라에서는 자원순환기본계획(2018-2027)을 통해 2027년 최종처분율 3%와 더 나아가 직매립의 제로화 달성을 목표로 삼고 있다. 이에 폐기물처리시설의 환경효율적인 측면을 검토할 필요성이 발생함에 따라, 본 연구에서는 폐기물 처리시설의 경제성 및 환경성을 분석하여 이를 통합한 폐기물처리방법별 환경효율성을 평가하고 이를 바탕으로 정책적 활용방안을 제시하였다. 생활폐기물 공공 처리시설을 대상으로 분석하였으며, 이를 위해 폐기물의 유형을 크게 가연성폐기물(종량제봉투 폐기물)과 유기성폐기물(음식물류폐기물)로 나누어 검토하였다. 국내 제도상 생활폐기물 중 음식물류폐기물은 직매립이 금지되고 별도 종량제로 운영되어 처리물량 대부분이 재활용되고 있으며,매립되거나 소각되는 물량은 각각 1.0%, 2.2% 수준이다. 이에 가연성폐기물의 처리방법간 비교와 음식물류폐기물의 처리방법 간 비교를 통해 효율적인 처리방안을 검토하였다.
환경효율성 평가에서는 시설의 수익에서 운영비를 제외한 톤당 비용을 경제성 지표로 설정하였으며, 환경성 지표의 경우 시설에 대해 전과정평가(LCA)를 수행하여 톤당 발생하는 가중화 환경영향으로 설정하였다. 환경효율성을 평가할 때 소각여열 이용, 바이오가스 판매 등에 의해서 발생하는 회피효과가 경제성 평가에서 중복 반영되는 것을 막기 위해 환경성에서는 이를 제외하였다.

평가대상인 시설은 폐기물처리방법별로 지역, 규모, 처리유형 등을 고려하여 선정하였다.
특히 ｢2016년 폐기물처리시설 설치·운영실태평가｣에서 우수시설로 평가된 시설과 그렇지 않은 시설이 포함되도록 처리방법별로 5개 그룹(종량제봉투 폐기물: 소각시설, 가연성폐기물 연료화시설, 매립시설; 음식물류폐기물: 유기성폐기물 바이오가스화시설, 음식물류폐기물 자원화시설)의 79개 시설을 대상으로 선정하고, 각 시설에서 제출한 데이터와 평가결과의 신뢰도를 고려하여 42개 시설의 환경성 및 경제성을 분석하였다. 시설 규모는 100톤/일미만의 소형시설, 100톤/일 이상~300톤/일 미만의 중형시설, 300톤/일 이상의 대형시설로 구분하였다. 특히 세부시설 유형은 음식물류폐기물 자원화시설의 경우 자원화 방식별로 감량화, 사료화, 퇴비화 시설로 구분하여 선정하였으며, 매립시설의 경우 불연물 매립시설과 일반 매립시설로 구분하여 선정하였다. 환경성·경제성 분석을 위해서는 시설별로 폐기물 반입량, 에너지 사용량, 소각여열 이용량, 매립가스 포집량, 바이오가스 생산량, 퇴비 및 사료 생산량과 운영비용, 시설수익 등의 자료를 이용하였다.

폐기물처리방법별 환경성 분석결과, 매립시설의 가중화 환경영향이 4.42E-02포인트로 가장 작게 나타났으며, 뒤를 이어 유기성폐기물 바이오가스화시설(8.87E-02포인트), 음식물류폐기물 자원화시설(2.25E-01포인트), 소각시설(3.50E-01포인트), 가연성폐기물 연료화시설(1.39포인트) 순으로 나타났다. 경제성 분석에서는 시설 수익에서 운영비용을 제외한 비용을 기준으로 하였을 때 매립시설의 경제성이 731원/톤으로 가장 높게 나타났으며, 뒤를 이어 유기성폐기물 바이오가스화시설(-33,419원/톤), 음식물류폐기물 자원화시설(-40,172원/톤), 소각시설(-58,646원/톤), 가연성폐기물 연료화시설(-60,149원/톤) 순으로 나타났다.
환경성·경제성 분석결과를 바탕으로 환경효율성을 평가한 결과, 매립시설의 환경효율성이 10,837천 원/포인트로 가장 좋게 나타났으며, 뒤를 이어 유기성폐기물 바이오가스화시설(4,760천 원/포인트), 음식물류폐기물 자원화시설(1,540천 원/포인트), 소각시설(760천원/포인트), 가연성폐기물 연료화시설(-184천 원/포인트) 순으로 나타났다.

시설 규모에 따른 환경효율성을 평가한 결과, 소각시설의 경우 중형시설의 환경효율성이 2,108천 원/포인트로 가장 좋게 나타났으며 뒤를 이어 소형시설(834천 원/포인트), 대형시설(280천 원/포인트) 순으로 나타났다. 가연성폐기물 연료화시설의 경우 대형시설의 환경효율성이 5,306천 원/포인트로 가장 좋게 나타났으며 뒤를 이어 소형시설(-212천 원/포인트), 중형시설(-236천 원/포인트) 순으로 나타났다. 유기성폐기물 바이오가스화시설의 경우 대형시설의 환경효율성이 10,617천 원/포인트로 가장 좋게 나타났으며 뒤를 이어 중형시설(6,236천 원/포인트), 소형시설(2,859천 원/포인트) 순으로 나타났다. 음식물류폐기물자원화시설의 경우 중형시설의 환경효율성이 1,959천 원/포인트로 가장 좋게 나타났으며 소형시설(1,308천 원/포인트)이 뒤를 이었고, 대형시설은 평가대상에 포함되지 않았다. 매립시설의 경우 반입 폐기물의 성상에 따라 불연물 매립과 일반 매립으로 구분하여 환경효율성을 평가하였으며, 불연물 매립의 환경효율성이 18,957천 원/포인트로 일반 매립의 환경효율성 9,458천 원/포인트보다 높게 나타났다.

환경효율성 평가결과를 바탕으로, 폐기물 처리 시나리오에 따른 2027년의 환경효율성 믹스를 산정하여 현재의 환경효율성 믹스와 비교 분석하였다. 종량제봉투 폐기물의 경우 2016년 에는 매립 31.1%, 소각 53.2%, 가연성연료화 15.6% 비율로 처리1)되던 것이 『제1차 자원순환기본계획』 목표연도인 2027년에는 매립 5.4%, 소각 71.1%, 가연성연료화 23.5% 비율로 처리2)될 것으로 전망되었다. 음식물류폐기물의 경우 2016년에는 바이오가스화 10%, 음식물류폐기물자원화(사료화, 퇴비화 등) 90%였던 처리 비율이 2027년에는 바이오가스화 69.7%, 음식물자원화 30.3%가 될 것으로 전망되었다.

산정결과, 매립시설 전체를 기준으로 하였을 때 환경효율성 믹스는 2016년 5,173천 원/포인트, 2027년 4,118천 원/포인트로 나타났다. 매립시설을 2016년에는 일반 매립, 2027년에는 불연물 매립으로 구분하여 가정하였을 때 환경효율성 믹스는 2016년 4,744천 원/포인트, 2027년 4,321천 원/포인트로 나타났다.


또한 본 연구에서는 환경효율성 평가결과와 폐기물처리시설의 설치·운영 실태평가결과를 비교하였다. 그 결과, 소각시설의 경우 환경효율성 평가가 좋은 시설이 실태평가에서도 좋은 결과를 나타냈으나 약간의 차이를 보였다. 이는 실태평가에서는 소각열 회수율이 반영되었으나 환경효율성 평가의 환경성 분석에서는 제외되었고, 시설의 연료 사용에 대한 전과정평가가 환경효율성에만 반영되었기 때문으로 보인다. 가연성폐기물 연료화시설에서도 실태평가결과와 환경효율성 평가결과가 대부분 일치하는 경향을 보였으며, 차이가 발생하는 이유는 SRF 생산율이 환경효율성 평가의 경제성에 크게 영향을 미치지 않기 때문인 것으로 판단된다.

유기성폐기물 바이오가스화시설의 경우, 실태평가와 환경효율성 평가결과가 다소 일치하지 않는 경향을 보인다. 이는 실태평가에 반영된 악취관리, 가동률 및 시설관리 등의 지표가환경효율성 평가에는 반영되지 않기 때문으로 판단된다.

매립시설의 경우, 실태평가의 환경성 및 경제성 결과와 환경효율성 평가결과가 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 차이가 발생하는 이유는 실태평가의 기술성 평가지표가 환경효율성 평가 지표와는 달리 다짐효율, 침출수 감량률 등을 반영하기 때문으로 보인다.

본 연구에서는 연구결과를 기반으로 환경효율성 평가를 정책적으로 활용하는 방안을 마련하였다.

폐기물처리방법별로 환경효율성 평가에 큰 영향을 미치는 요소를 분석하여 < 표 4 >에 나타냈으며, 이를 시설의 환경적·경제적 효율 개선을 위한 지표로 사용할 수 있다.

또한 폐기물처리시설의 입지조건 또는 운영기준에 따라 경제적 지표에 활용되는 수익과 운영비용에서 큰 차이가 발생하기 때문에 폐기물처리시설 간 환경효율성을 단순 비교분석하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서 환경효율성 평가는 동일 시설 간 비교나 특정시설의 개선효과를 파악 및 권고하는 데 활용하는 것이 바람직하다. 이에 본 연구에서는 폐기물처리시설별 환경효율성 향상을 위해 개선향상 비교계수, 벤치마크 비교계수, 용량설계기준 비교계수의 3가지 비교계수를 제시하였다.

개선향상 비교계수는 특정 폐기물처리시설에 대하여 해당 시설의 경제적 비용 절감 효과 또는 환경영향 효과 절감 노력 등의 시설개선 전후를 비교하는 데 활용할 수 있다. 벤치마킹 비교계수는 비교 대상인 여러 시설 중 특정 시설의 환경효율성 결과가 나쁠 경우, 또는 최우수 시설과 비교를 통해 특정 시설의 개선이 필요할 경우에 개선을 통해 어느 정도의 효과를 거둘 수 있는지 비교하고, 해당 시설의 환경을 어느 수준까지 개선할 수 있는지 판단하는 기준이 될 수 있다. 용량 설계기준 비교계수의 경우, 신규 폐기물처리시설 건설 시 시설용량별 환경효율성의 가이드라인을 제시하여 시설의 과도한 운영비용 산정 이나 환경영향 발생의 예방 등에 활용할 수 있을 것이다.

환경효율성이 높은 시설과 비교하여 환경효율성이 낮은 시설이 폐기물 자원화 생산품 판매량의 향상을 통해서 환경효율성을 개선한다고 가정할 때, 개선향상 비교계수와 벤치마크 비교계수를 사례 연구로 산정하였다.

소각시설의 비교분석은 4가지 유형(A, B, C, D)으로 나누고, 각 유형에 맞는 시설을 선정하여 수행하였다. A유형은 시설운영비 및 환경성 평가결과가 비슷한 시설과 비교하여 에너지 회수를 개선(경제적 가치)하는 사례(아산 소각시설 대비 하남 소각시설의 수준으로 열에너지 회수 수준 개선)이며, B유형은 시설운영비는 유사하고 환경성 평가결과는 우수한 시설과 비교하여 에너지 회수를 개선(경제적 가치)하는 사례(구미 소각시설 대비 하남 소각시설의 수준으로 열에너지 회수 수준 개선)이다. C유형은 시설운영비가 높은 시설에 대해 환경성 평가결과가 비슷한 시설과 비교하여 에너지 회수를 개선(경제적 가치)하는 사례(아산 소각시설 대비 세종 소각시설의 수준으로 열에너지 회수 수준 개선)이다. D유형은 시설운영비가 높은 시설에 대해 환경성 평가결과가 우수한 시설과 비교하여 에너지 회수를 개선(경제적 가치)하는 사례(구미 소각시설 대비 세종 소각시설의 수준으로 열에너지 회수 수준개선)이다.

바이오가스화시설은 시설 유형 선정에 한계가 있어 B와 D 유형 2가지에 맞는 시설만 선정하였다. B유형은 시설운영비는 유사하고 환경성 평가결과는 우수한 시설과 비교하여 폐기물 자원화 생산을 개선하는 사례(남양주 시설 대비 김해 시설의 수준으로 바이오가스 생산 수준 개선)이며, D유형은 시설운영비가 높은 시설에 대해 폐기물 자원화 생산을 개선하는 사례(남양주 시설 대비 아산 시설의 수준으로 운영비 수준 개선)이다.

하남 소각시설의 소각열 회수량을 50% 개선했을 때 개선향상 비교계수는 1.04이며, A유형의 경우 벤치마크 비교계수는 0.56, B유형의 경우에는 0.147로 나타났다. 세종 소각시설의 소각열 회수량을 50% 개선했을 때 개선향상 비교계수는 1.03이며, C유형의 벤치마크계수는 0.98, D유형의 경우에는 0.26으로 나타났다. 남양주 바이오가스화시설의 바이오가스 생산량을 35% 개선했을 때 개선향상 비교계수는 1.02이며, B유형의 경우 벤치마크 비교계수는 0.22, D유형의 경우에는 0.40으로 나타났다.

용량 설계기준 비교계수를 산정하기 위해서 처리시설별 규모에 따른 환경효율성 평균을 계산하여 환경효율성이 가장 좋은 시설규모를 기준으로 다른 시설과 비교하였다. 평가결과소형 소각시설의 용량 설계기준 비교계수는 0.40으로 대형 소각시설에 비해 좋은 것으로 나타났으며, 바이오가스화시설의 경우 중형시설의 용량 설계기준 비교계수가 0.59로 소형 바이오가스화시설에 비해 우수한 것으로 분석되었다.

환경효율성 평가의 정책적 활용방안으로는 1) 폐기물처리시설 설치·운영실태평가 및 노후시설 개선 시 환경효율성 평가 활용방안, 2) 전략환경영향평가 및 예비타당성 조사, 3) 주민지원사업과 처분부담금의 사회적 비용 산정 시 환경효율성 평가 활용방안, 4) 최적화 전략추진 및 국고보조사업 추진 시 환경효율성 평가 활용방안을 제시하였다.

환경효율성 평가를 폐기물처리시설 설치·운영 실태평가에 적용하여 매년 운영 실태를 평가하고 에너지 활용 및 회수, 효율적 운영방안을 제안할 수 있다. 현재 실태평가에서는 폐기물처리시설의 경제성 개선 노력도와 지자체의 폐기물 감량률 등 개선 노력도를 평가하고 있으나, 환경성과 경제성을 모두 고려한 개선 노력도는 평가하지 않는다. 따라서 폐기물 처리시설의 운영 개선 노력을 평가하기 위해 제6장 제2절에서 제시한 환경효율성 비교계수를 적용할 필요가 있다. 또한 처리시설의 노후도 조사결과에 따라 환경효율성 비교계수를 적용하여 노후시설의 개선 및 폐쇄 여부, 신규시설 설치 여부 등을 고려할 수 있을 것이다.

｢폐기물처리시설 설치촉진 및 주변지역지원 등에 관한 법률｣에 따라 폐기물처리시설을 설치·운영할 시 설치비용과 입지선정계획 등을 결정해야 하며, 이를 위해 환경부에서는 전략환경영향평가를 시행하는 동시에 정책계획과 개발기본계획으로 나누어 검토하고 있다.
현재 전략환경영향평가의 조사항목에는 폐기물처리시설의 처리규모 및 처리방법, 반입 폐기물의 성상과 관련한 환경성 평가와 처리비용 및 수익에 관한 경제성 평가가 수반되고 있지 않다. 따라서 본 연구의 환경효율성 평가를 조사항목에 포함하여 처리시설의 종류와 규모, 입지선정 시의 적합성을 고려할 필요가 있다. 또한 환경시설에 대한 예비타당성 조사시 환경비용은 관련 문헌이나 전문가 조사에 따른 추정비용으로 산출되는 경우가 많아서 논란의 소지가 될 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서 제시한 환경효율성 평가방법은 실제시설에서 측정한 자료를 바탕으로 경제적·환경적 효과를 제시하므로 좋은 활용 지표가 될수 있을 것으로 사료된다.

또한 주민지원사업과 처분부담금의 사회적 비용 산정 시에도 환경효율성 평가를 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구결과 매립시설의 환경성 평가결과와 경제성 평가결과가 다른 종류의 시설보다 우수하게 나타났는데, 이는 사회적으로 매립시설에 대한 운영부담을 그만큼 적게 주었기 때문으로 사료된다. 그러므로 매립시설의 환경효율성 평가 시범사업을 실시하여 환경오염 배출 방지를 위한 사회적 비용과 환경영향을 추가로 규명해야 하며, 특히 매립시설을 위한 토지확보 비용의 경우 측정하기 어렵기 때문에 경제성 평가 시 직접비용과 간접 영향(지가하락 등)을 고려한 비용을 모두 반영해야 한다. 본 연구결과에서 소각시설과 비교하여 매립시설의 사회적 비용을 예측한 결과, 일반 매립시설의 경제적 가치는–368,703원/톤으로 나타났다. 현재 평가대상 매립시설의 평균 처리비용은 14,956원/톤이므로 톤당 약 34만 원 정도를 추가로 반영하여 매립처분부담금을 높일 필요성이 있다고 판단된다.

폐기물처리시설 국고보조사업의 목적은 지역별 폐기물처리시설 설치사업에 대한 지원기준, 우선순위 등을 명확히 하여 체계적인 국고지원 및 시설투자를 유도하는 것 이다다. 현재 국고보조를 위한 시설 설치비 표준단가는 시설별·용량별 기준으로 제시되는데, 시설 용량이 적을수록 사업비 표준단가가 높게 책정되며 이 표준단가에 따라 비율대로 국고지원이 이루어진다. 본 연구에 따르면 소형시설의 경우 다른 규모의 시설보다 환경효율성이 낮게 나타났으며, 국고보조사업의 지원 비율에 따라 더 높은 국고보조를 받는 것으로 나타났다. 따라서 최적 시설용량에 따라 국비지원을 차등 적용하는 것에 대한 개정이 필요하며, 이는 국가정책방향에 부합하는 폐기물처리시설의 광역화·직접화 처리시설에 대한 투자추진 근거가될 수 있다. 또한 ｢폐기물처리시설 국고보조금 예산지원 및 통합업무처리지침(2018.1)｣,｢폐기물처리시설 최적화 전략(2011)｣, ｢환경기술 및 환경산업 지원법｣ 등에 의해 시설의 예산을 신청하거나 국비를 지원하는 경우에도 환경효율성 평가 활용을 검토할 수 있다.

마지막으로 환경효율성 평가 활용에 따라 기대 효과는 다음과 같다. 첫 번째, 폐기물의 자원화에 대한 환경·경제적 통합평가를 통해 처리방법별 정책적 추진방향의 근거를 제시하여 『제1차 자원순환기본계획(2018-2027)』 목표에 따른 자원순환 전략 수행에 기여할 수 있다. 두 번째, 단순 오염부하를 기준으로 평가하는 환경성 평가 개념에서 환경·경제적 효율성 평가로 연결되는 패러다임을 확산할 수 있다. 세 번째, 폐기물처리시설에 대한 평가 모델을 구축하여 친환경적인 평가 개념 도입함으로써 폐기물 처리에 대한 국민의 이미지를 제고할 수 있다. 네 번째, 환경영향 및 부하관리를 효율화하는 방안을 마련하여 환경오염을 사전에 예방하고 경제효율화를 감안한 기술개발을 유도하여 에코이노베이션과 연계할 수 있다.
또한 본 연구의 환경효율성 평가결과는 폐기물처리시설 간, 처리방법 간의 단순 비교보다는 시설 개선 및 효율화를 위한 방법론으로서의 활용도에 더 의미를 부여할 수 있을 것이며,특히 환경효율성 산정 방법론의 주요 요소인 시설의 처리비용, 수익, 환경부하 중에서 환경효율성에 가장 큰 영향을 주는 요인을 분석하여 시설별 개선 및 효율화에 활용할 수 있을 것이다. 환경효율성 평가가 국고보조사업, 환경영향평가 등에 도입된다면 시범사업 실시를 통해 시설별 데이터의 신뢰도가 높아지는 것은 물론이고 환경효율성의 활용도 또한 높아질 것이다.

폐기물처리시설에서는 심미적 또는 건강과 관련하여 환경영향을 미치는 악취와 같은 오염물질이 발생하는 경우가 있다. 이에 악취방지시설과 같은 방지시설을 도입하면 악취 개선효과 등은 본 연구의 평가항목이 아니므로 반영되지 않는 반면에, 시설의 운영비가 증가하여 환경효율성이 떨어지는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 추가 연구와 시범사업을 실시하여 시설의 특성을 반영한 평가항목 및 방법론을 적용하는 방향으로 개선을 모색할 필요가 있다. 그리고 본 연구에서는 환경효율성 산정에 있어 음수(-)인 지수를 양수(+)화하는 과정에서 경제성 지표의 수치이동, 환경성 평가에서 회피효과는 제외하였으므로 폐기물처리시설 특성상 경제적 가치와 환경부하가 음수로 발생하는 사례의 연구를 추가로 수행하고 국제적으로 논의 할 필요가 있다.

(출처 : 국문요약 5p)

Abstract ▼

In conjunction with the "Basic Law on Resource Circulation" in 2018,Korea established the Basic Plan for National Resource Recirculation(2018-2027), which contains the nation’s mid-to-long term policy directions and detailed strategies to transform into a resource circulating society. The new direct

In conjunction with the "Basic Law on Resource Circulation" in 2018,Korea established the Basic Plan for National Resource Recirculation(2018-2027), which contains the nation’s mid-to-long term policy directions and detailed strategies to transform into a resource circulating society. The new directive places greater importance in changing Korea’s recycling system from simple recycling to high value-adding material recycling, with the national goal to realize a final disposal rate of 3% by 2027 and zero waste-to-landfill. In this context, this study conducts the much-needed review on the environmental efficiency of Korea’s waste treatment facilities by analyzing their economic and environmental performances. Based on this review, the overall environmental efficiency of each waste treatment method is assessed to propose policies for the effective utilization of the facilities.

The wastes were analyzed in terms of combustible waste (disposed in volume-rate waste bags) and organic waste (food waste). Under Korea’s regulations, among municipal/household wastes, food waste is not sent directly to landfills. Instead, a separate volume-rate system is in place for food waste so that most of the food waste is recycled, with only 1.0% and 2.2% sent to landfills or incinerated, respectively. Thus, the different treatment methods for combustible waste and food waste were examined to find the most efficient treatment methods for the respective wastes. Economic performance was evaluated using the treatment facility’s revenue per treating one ton of waste minus the operational costs as the indicator, and environmental performance was determined by conducting a life-cycle assessment (LCA) for calculating the weighted environmental impact per one ton of waste. In assessing the environmental performance, the avoidance effects from utilizing recovered incineration heat and selling the biogas produced from organic waste were excluded to prevent an overlap with the economic performance.

The facilities subject to the environmental efficiency evaluation were chosen based on their location, size, treatment method, etc. for each waste disposal method. In particular, to ensure a good mix of the facilities that received high scores and those that did not in the “2016 Evaluation of the Installation and Operation of Waste Treatment Facilities (hereafter 2016 Evaluation),” the facilities were divided into five groups (for waste disposed in volume-rate waste bags: incineration facilities, combustible waste-to-fuel facilities, landfills; for food waste: organic waste biogasification facilities, food waste recycling facilities). 79 facilities were initially chosen, from which42 facilities were finally selected and analyzed for their environmental andeconomic performances based on the data submitted by the facilities and the reliability of the evaluation results.

The chosen facilities were divided according to their sizes, into small facilities that treat less than 100 tons per day, medium facilities that treat more than 100 tons but less than 300 tons per day, and large facilities that treat more than 300 tons per day. Different facility types were incorporated into the analysis, such as facilities for reducing food waste, converting food waste into animal feed and compost were included under food waste recycling facilities; and landfills for incombustible waste and general waste under landfills. The environmental and economic performance analyses were conducted using the following data from each treatment facility: the amounts of waste sent to the facility, energy use, incineration heat recovery, capturedlandfill gas, biogas production, and compost and feed production, as well as operational costs and operational revenue, etc.

The environmental performance analysis by waste treatment method showed that the weighted environmental impact of landfills was the smallest at 4.42E-02 points, followed by organic waste biogasification facilities(8.87E-02 points), food waste recycling facilities (2.25E-01 points), incineration facilities (3.50E-01 points), and combustible waste-to-fuel facilities (1.39 points). On the other hand, the economic performance analysis based on each facility’s revenue minus operational costs revealed that the economic performance of landfills performed best at 731 won/ton, followed by organic waste biogasification facilities (-33,419 won/ton), food waste recycling facilities (-40,172 won/ton), incineration facilities (-58,646 won/ton), and combustible waste-to-fuel facilities (-60,149 won/ton).

The environmental efficiency evaluation based on the environmental and economic performance analyses showed that landfills were most environmentally efficient at 10,837 thousand won/point, followed by the organic waste biogasification facilities (4,760 thousand won/point), food waste recycling facilities (1,540 thousand won/point), incineration facilities(760 thousand won/point), and combustible waste-to-fuel facilities (-184 thousand won/point).

More specifically, in terms of the environmental efficiency by facility size, medium-sized facilities were found to have the highest environment efficiency at 2,108 thousand won/point, followed by small facilities (834 thousand won/point), and large facilities (280 thousand won/point). However, in the case of combustible waste-to-fuel facilities, the environmental efficiency of large facilities was the best at 5,306 thousand won/point, followed by small facilities (-212 thousand won/point) and medium facilities(-236 thousand won/point). Also, in the case of organic waste biogasification facilities, large facilities were most environmentally efficient at 10,617 thousand won/point, followed by medium facilities (6,236 thousand won/point) and small facilities (2,859 thousand won/point). The environmental efficiency of food waste recycling facilities turned out to be best for medium-sized facilities at 1,959 thousand won/point, followed by small facilities (1,308 thousand won/point). In the case of food waste recycling facilities, large facilities were not included in the evaluation. The environmental efficiency of landfills for incombustible waste was higher at 18,957 thousand won/point than that of landfills for general waste, which came out to be 9,458 thousand won/point.

Based on the results of the environmental efficiency evaluation and a waste disposal scenario based on future projection, the environmental efficiency mix for 2027 was estimated and compared with the current environmental efficiency mix. In the case of waste disposed in volume-rate waste bags, the landfill disposal rate was 31.1%, incineration rate was 53.2%, and combustible waste-to-fuel conversion was 15.6% in 2016, but in 2027, which is the target year of the first Basic Plan for Resource Circulation, it was projected that the rates would change to 5.4%, 71.1%, and 23.5%, respectively. In the case of food waste, 10% was converted to biogas and 90% was recycled into compost or feed in 2016, but in 2027, the rates were projected to be 69.7% and 30.3% in 2027, respectively. Overall, the environmental efficiency mix for all treatment facilities was calculated to be 5,173 thousand won/point in 2016 and 4,118 thousand won/point in 2027.
When it was assumed that all landfills were landfills for general waste in 2016 and will become landfills for incombustible waste in 2027, the environmental efficiency mix came out to be 4,744 thousand won/point in2016 and 4,321 thousand won/point in 2027.

The results of the environmental efficiency evaluation were compared with those of the 2016 Evaluation. The comparison revealed that incineration facilities that scored high environmental efficiencies had also received good scores in the 2016 Evaluation, although with some differences that seem to be due to the inclusion of the incineration heat recovery rate in the 2016 Evaluation. Incineration heat recovery rate was excluded from the environmental performance analysis of the present environmental efficiency evaluation, and the life-cycle assessment of the fuel used at incineration facilities was also reflected only in the environmental efficiency evaluation.
In the case of combustible waste-to-fuel facilities also, the results of 2016 Evaluation and the environmental efficiency evaluation mostly agreed with each other, with slight differences due to the insignificant effect of SRFproduction rate on economic performance. In the case of organic waste to biogas facilities, the 2016 Evaluation and environmental efficiency evaluation did not match, which can be attributed to the exclusion of indicators such as odor management, the rate of operation, and facility management, all of which are included in the 2016 Evaluation but not in the environmental efficiency evaluation. For landfills, the 2016 Evaluation and the environmental efficiency evaluation showed similar tendencies, and any differences seemed to have been caused by the discrepancies between the technical evaluation index of the 2016 Evaluation, which includes compaction efficiency and leachate reduction rate, etc., and the index used for the environmental efficiency evaluation.

The results of this study were used to develop strategies on how the environmental efficiency evaluation can be utilized through policy implementation. The factors that significantly affected the environmental efficiency evaluation for each waste treatment method were analyzed and listed in Table 4 below, which can be used as an index to improve the environmental and economic performances of the treatment facilities.

It may not be appropriate to perform simple comparisons between the environmental efficiencies of individual facilities since their revenues and operational costs, which are used as economic indicators, can vary greatly depending on the location, condition, and operation standards of individual facilities. Therefore, the environmental efficiencies of waste treatment facilities need to be compared among the same facilities or analyzed specifically for individual facilities when identifying and suggesting areas for improvement. As such, three comparison coefficients were proposed for understanding how the environmental efficiency of each waste treatment facility can be improved in comparison to others, namely, the improvement comparison coefficient, benchmark comparison coefficient, and capacity design comparison coefficient.

The improvement comparison coefficient can be used to compare the before and after of a specific facility when efforts are made to reduce its economic costs or environmental impacts. The benchmark comparison coefficient can be used as a guideline for identifying whether a particular facility has low environmental efficiency among comparable facilities or needs improvement when compared to the best performing facility of its type, or to understand how effective the efforts toward improvement will be and how much the facility can be improved in terms of its conditions. The capacity design comparison coefficient, on the other hand, provides a guideline for environmental efficiency depending on the size of the facility, thus preventing excessive operational costs projections or potentially adverse environmental impacts when constructing new waste treatment facilities.

The improvement comparison coefficient and benchmark comparison coefficient were used to study how an improvement in waste-to-resource capacities at facilities can improve their environmental efficiencies.
Specifically, case studies (types A, B, C, D) were performed by assuming an improvement in the waste-to-resources capacities of existing incineration and biogasification facilities with low environmental efficiencies and comparing them against other facilities with different levels of economic and environmental performances. Type A compared between facilities with similar operational costs and environmental performance when the energy recovery (economic value) is improved in the target facility. Type B looked into how the improvement in the target facility’s energy recovery (economic value)would compare to a facility with higher environmental performance, and Type C, to a facility with higher operational costs and similar environmental performance. Lastly, Type D compared the target facility against a facility with higher operating costs and higher environmental performance.

In the case of incineration facilities, Hanam incineration facility was chosen for Type A and B case studies to investigate how an improvement in the facility’s thermal energy recovery (economic value) level would make it comparable to Asan and Gumi incineration facility, respectively. For Type C and D, Sejong incineration facility was selected and compared against Asan and Gumi incineration facilities, respectively. In the case of biogasification facilities, only Types B and D were studied due to the limited availability in facility types. For Type B, Gimhae biogasification facility,assuming an improvement in its waste-to-resource production, was compared to Namyangju biogasification facility, and for Type D, Asan biogasification facility was compared to Namyangju biogasification facility.

When a 50% improvement was projected for the incineration heat recovery rate of Hanam incineration facility the improvement comparison coefficient came out to be 1.04, and the benchmark comparison coefficient to be 0.56 for Type A and 0.147 for Type B. A 50% improvement in the incinerator heat recovery rate of Sejong incineration facility rendered the improvement comparison coefficient to become 1.03, and the benchmark comparison to become 0.98 for Type C and 0.26 for Type D. Meanwhile, a 35% enhancement in the biogas production of Namyangju biogasification facility resulted in an improvement comparison coefficient of 1.02, and the benchmark comparison coefficients of 0.22 for Type B and 0.40 for Type D.

The capacity design comparison coefficient was calculated by computing the mean environmental efficiency by facility size, then comparing it with other facilities of the size that showed the highest environmental efficiency.
The capacity design comparison coefficient of small incineration facilities was 0.40, which is better than that of large incineration facilities; and in the case of biogasification facilities, medium-sized facilities had a coefficient of 0.59, which is superior to small biogasification facilities.

We propose four ways to translate the present environmental efficiency evaluation into policy implementation: 1) using the evaluation to assess the installation and operation of waste treatment facilities and potential improvements in old facilities, 2) utilizing the evaluation methods in strategic environmental impact assessments and preliminary performance studies, 3) using the evaluation to calculate the social costs of resident subsidy projects and waste disposal charges, and 4) using the evaluation as a guideline for implementing optimization strategies and government-subsidized projects.

First, the environmental efficiency evaluation can be applied to the annual evaluation on the installation and operation of waste treatment facilities for assessing the actual conditions of waste treatment operations and improving their energy utilization and recovery and operational efficiency. The current annual evaluation includes the level of efforts made toward improvements such as the efforts to enhance the facility’s economic performance and the efforts of local governments to reduce the amount of waste. However, the annual evaluation has yet to incorporate the level of initiatives for improving environmental efficiency. Thus, it will be helpful to apply the environmental efficiency comparison coefficient presented in Chapter 6.2 to assess the level of efforts to improve the facilities’ operations. Also, based on the survey of treatment facilities nearing the end of their lifecycles, the environmental efficiency comparison coefficient can be used to identify whether the facilities should be improved or closed and to decide whether new facilities should be constructed.

Korea’s Act on the Promotion of Waste Treatment Facility Installation and Support to the Surrounding Areas requires strategic environmental impact assessments to be conducted and reviewed in terms of policy plans and basicdevelopment plans before making the decisions on the installation cost and site selection when installing and operating waste treatment facilities.
Currently, the items reviewed under the strategic environmental impact assessment do not include an environmental performance analysis by facility size, treatment method, or the properties of the waste that is being treated,nor an economic performance analysis on the profitability of the facilities.
Therefore, applying the environmental efficiency evaluation conducted in this study will allow a better assessment of the treatment facilities’ suitability in terms of type, size, and location. Also, since the environmental costs included in the preliminary performance studies on environmental facilities are often estimated based on related literature or expert surveys, which can be open to controversy, the methods presented in this study for measuring environmental efficiency using actual data from treatment facilities can be a helpful indexfor calculating their economic and environmental effects.

The environmental efficiency evaluation can also be used to estimate the social costs of resident subsidy projects and waste disposal charges.
According to our analysis, the environmental and economic performances of landfills were better than other types of facilities, possibly because the social costs related to operating landfills are much lower. A pilot project for evaluating the environmental efficiency of landfills will help to identify the social costs for preventing environmental pollution and other negative environmental impacts, especially in terms of the land acquisition costs for landfills, which are difficult to measure, by considering both the direct costs and indirect effects (drop in land prices, etc.) in the measurement of economic performance. The comparison of the social costs of landfills to that of incineration facilities showed that the economic value of general landfills was estimated at -368,703 won/ton. Since the average cost of landfill disposal is 14,956 won/ton, our results suggest that the landfill disposal charges be increased by 340,000 won/ton.

Government-subsidized waste treatment facility projects aim to promote systematic government support and investment in waste treatment facilities by providing clear subsidy criteria and priorities for regional waste treatment facility installation. At present, the unit cost guidelines for installing government-subsidized treatment facilities is set according to facility type and size, where the lower the facility capacity, the higher the set unit cost subsidized by the government based on the unit cost ratio. This study revealed that the environmental efficiency of small facilities is lower than that of larger facilities, and since small facilities receive more governmentsubsidies due to the unit cost ratio, our findings suggest that it is necessary to revise the guidelines to provide more efficient government support based on optimal facility sizes. A revision of government subsidy guidelines will also provide a useful basis for promoting investment in regional and direct-disposal waste treatment facilities in line with the national policy direction. Furthermore, it may be possible to consider incorporating he environmental efficiency evaluation in reviewing the applications for facility operation budgets and government subsidies based on the Guidelines on the Budget Support and Integrated Administrative Process for Waste Treatment Facilities (Jan 2018), Waste Treatment Facility Optimization Strategy (2011),and the Environmental Technology and Environmental Business Support Act.

We anticipate the effects of utilizing the environmental efficiency evaluation as follows. First, by providing a basis for national policies for each waste treatment method through an integrated evaluation of the environmental and economic performances of waste recirculation, the environmental efficiency evaluation will contribute to the implementation of the strategies formulated under goals of the first Basic Plan for Resource Circulation (2018-2027). Secondly, it will become possible to expand the paradigm for assessing the environmental impact of waste treatment facilities from merely looking at their potentials for environmental pollution to a more robust evaluation of environmental and economic performances. Third, by establishing a model for evaluating waste treatment facilities and introducing a minimum standard for environmental-friendliness, the environmental efficiency evaluation will help improve the public image of waste treatment facilities. Fourth, the environmental efficiency evaluation will make it possible to develop strategies for managing environmental impact and pollution levels efficiently, thereby preventing environmental pollution and inducing the development of advanced technologies that consider economic efficiency through eco-innovation.

The environmental efficiency evaluation in this study presents a meaningful methodology for improving and optimizing treatment facilities by providing a more accurate comparison of different treatment facilities and methods. In particular, the methods used in the environmental efficiency evaluation identify the most significant factor influencing environmental efficiency among treatment cost, revenue, and environmental impact, thus allowing for the development of better strategies for improving and optimizing individual facilities. The introduction of the environmental efficiency evaluation to government-subsidized projects, environmental impactassessments, etc., may lead to pilot projects for increasing the reliability ofthe data on each facility as well as expanding the utilization of the evaluation itself.

When installing a preventive facility, such as a malodor prevention facility, at a waste treatment facility to control pollutants that may have negative aesthetic and health-related environmental impacts, the improvements made in this area are not included as an indicator in the environmental efficiency evaluation. As such, the facility, despite its advances, may receive a lower environmental efficiency score due to the increase in the facility’s operational costs from installing new equipment. Thus, further research and pilot projects will be necessary to improve the measurement items and methodology used in the present environmental efficiency evaluation to reflect the specific characteristics of the facilities. In addition, in the process of converting negative (-) indices to positive values, the numerical shifts and the avoidance effects were excluded from the economic performance index and the environmental performance analysis, respectively. To strengthen the robustness of the environmental efficiency evaluation conducted in this study, we suggest more case studies to be undertaken, especially on waste treatment facilities that have negative economic values and environmental impacts, and to discuss them at the global level.

(출처 : Abstract 217p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 서 언 ... 3
• 국문요약 ... 5
• 목차 ... 17
• 표목차 ... 19
• 그림목차 ... 23
• 제1장 서론 ... 29
• 1. 연구의 필요성 및 목적 ... 29
• 2. 연구의 내용 및 수행체계 ... 31
• 제2장 국내 자원순환 및 폐기물 발생 및 제도 현황 분석 ... 34
• 1. 국내 폐기물 발생 및 처리 현황 및 전망 분석 ... 34
• 2. 국내 순환이용 활성화를 위한 법·제도 및 관련 계획 분석 ... 47
• 3. 폐기물처리시설 평가 현황 분석 ... 59
• 4. 폐기물처리시설 국고보조사업 내용 분석 ... 66
• 제3장 국내외 환경효율성 평가 사례 분석 및 방법론 구축 ... 71
• 1. 제품 및 서비스의 환경효율성 사례 조사 분석 ... 71
• 2. 폐기물 관리 또는 재활용 등의 환경효율성 사례 조사 분석 ... 78
• 3. 폐기물처리시설 환경효율성 평가방법론 구축 ... 83
• 제4장 자원순환을 위한 폐기물처리방법별 환경효율성 분석 ... 88
• 1. 폐기물처리방법별 시설 선정 및 기초자료 분석 ... 88
• 2. 폐기물처리시설별 환경성 분석 ... 103
• 3. 폐기물처리방법별 경제성 분석 ... 125
• 4. 폐기물처리방법에 따른 환경효율성 분석 및 해석 ... 149
• 제5장 환경효율성 평가방법의 비교 및 폐기물 환경효율성 믹스 산정 ... 158
• 1. 폐기물처리방법별 환경효율성 평가 비교 검토 ... 158
• 2. 폐기물 관리 시나리오에 따른 2027년 환경효율성 ... 160
• 3. 폐기물처리방법별 기초자료 분석 및 처리시설의 실태평가와 환경효율성 비교 ... 166
• 제6장 주요 연구결과 요약 및 학술적·정책적 활용방안 마련 ... 173
• 1. 환경효율성 평가의 주요 연구결과 요약 ... 173
• 2. 환경효율성 평가의 학술적 활용방안 마련 ... 178
• 3. 환경효율성 평가의 정책적 활용방안 마련 ... 185
• 4. 환경효율성 평가의 활용에 따른 기대효과 및 연구의 한계점 ... 193
• 참고문헌 ... 195
• 부록 ... 199
• 부록. 폐기물처리시설별 물질흐름도 ... 201
• Abstract ... 217
• 끝페이지 ... 232