초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
최근 항만지역의 고농도 미세먼지 발생에 대한 국민의 우려가 증대되고 있으며, 실효성 있는 대기오 염물질 저감 대책의 수립이 강조되고 있음. 따라서, 본 연구에서는 새로운 분석기법에 따른 수용체 (항만지역) 중심의 대기환경적 영향성 평가를 위해 대형선박과 석탄화력발전소 배출 대기오염물질의 이동-확산과 비선형적 광화학 변환과정을 동시에 고려할 수 있는 항만 대기질 예측 시스템을 개발하고자 함. 궁극적으로는 항만지역 미세먼지에 대한 정확한 발생원인 규명 및 영향예측 분석을 통해 미세먼지

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
최근 항만지역의 고농도 미세먼지 발생에 대한 국민의 우려가 증대되고 있으며, 실효성 있는 대기오 염물질 저감 대책의 수립이 강조되고 있음. 따라서, 본 연구에서는 새로운 분석기법에 따른 수용체 (항만지역) 중심의 대기환경적 영향성 평가를 위해 대형선박과 석탄화력발전소 배출 대기오염물질의 이동-확산과 비선형적 광화학 변환과정을 동시에 고려할 수 있는 항만 대기질 예측 시스템을 개발하고자 함. 궁극적으로는 항만지역 미세먼지에 대한 정확한 발생원인 규명 및 영향예측 분석을 통해 미세먼지 정책의 핵심 기초 자료가 되는 대기오염물질 배출정보의 정확도 및 신뢰도를 개선하고, 정책효과 및 이행성과를 분석함으로써 미세먼지 대책 수립의 과학적 근간을 마련하고자 함
◎ 전체 내용
○ 항만지역 대기질 예측 시스템 구축을 위한 기반모형 업데이트
- 정확성 향상을 위한 최신 대기화학 메커니즘과 반응계수의 업데이트
- 이동-확산 프로세스 보정을 통한 정확도 향상
○ 영향성 분석을 위한 예측 시스템 구축
- CMAQ 모델과 WRF 기상모델의 연계를 통한 3차원 광화학 시스템 구성
- 배경 및 기상정보의 실시간 반영 테스트
- 비선형적 화학메커니즘 구동 테스트
○ 대형선박 및 석탄화력발전소의 기초 배경자료 및 배출량 조사
- 석탄화력발전소의 시간별 CleanSYS 측정자료 수집
- 석탄화력발전소 관련 KORUS-AQ 항공측정자료 수집 및 분석
- 항만지역의 하향식(천리안2B 위성측정자료) 또는 상향식 선박 배출량 자료 수집 및 분석
○ 대기질 영향 예측 시스템 검증
- KORUS-AQ 데이터 처리 및 석탄화력발전소 배출에 대한 검증
- 천리안2B 데이터 처리 및 대형선박 배출에 대한 검증
○ 영향성 분석을 위한 기초자료 수집
- 대기질 및 기상 관련 지상 관측망 데이터의 수집과 가공(국립환경과학원 Air Korea 및 기상청 AWS 자료)
- WRF 모델링 구동을 위한 물리 옵션 결정
- 대기오염물질 생성의 주요 환경변수 결정
○ 항만 오염지역의 대기질 영향성 분석
- 예측성능 최적화를 위한 입력자료 결정 및 3차원 자료화 수행
- 대형선박 및 석탄화력발전소에 의한 수용체 중심의 대기환경적 영향성 분석
○ 대형선박 및 석탄화력발전소 대상 항만지역의 대기영향성 정밀평가
- 2차 오염물질(O₃, PANs, H₂SO₄, HNO₃, HCHO) 중심 정밀평가를 수행
- 단위 배출당 환경영향성지표(OPE, NO_x와 SO₂ lifetimes) 산출 및 분석
- 환경영향성지표 데이터베이스 구축
○ 인버스 모델링을 이용한 배출량 검증 및 개선
- 기반모형과 관측자료를 이용해 대형선박 및 화력발전소의 배 출량 추정
- 기존의 배출량 인벤토리와 비교 분석
- 인버스 모델링 산출 배출량을 대기질 예측 시스템에 반영하여 영향성 분석 정확도 개선

□ 연구개발성과
○ 정성적 성과(과제 중단하지 않았을 시)
- WRF 모델링의 기상정보 및 CMAQ 모델링의 오염물질 배경정보와의 연계를 통해 더욱 정밀한 통합 대기질 영향예측 시스템을 개발 및 검증하여 신뢰할 수 있는 미세먼지 발생원인 분석 및 영향성 평가를 도출할 수 있음
- 대기오염원의 배출에 의한 인접지역의 영향뿐만 아니라 원거리 수송과 광화학 반응에 의한 기여도를 정량적으로 제시하여, 관련 정책 수립을 위한 과학적인 기초 자료를 제공할 수 있음
- 구축된 대기질 영향예측 시스템을 통해 배출원별 대기오염물질의 배출량 정보에 기반한 미세먼지의 영향성 예측 및 기여도를 분석함으로써 규제가 필요한 배출원의 파악을 용이하게 하고, 정책목표 달성을 위한 규제수준 설정 후 미세먼지 저감 및 관리 정책수단의 적정성과 효과성을 사전에 예측·분석할 수 있음
- 정책수단 및 정책수단별 규제수준 반영 후 달성될 수 있는 미세먼지의 영향성을 산출 및 평가하여 정책목표의 당위성을 확립할 수 있음

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
(과제 중단하지 않았을 시)
- Clean Air Market 개념 아래에 시행 중인 배출권 거래제와 같은 제도에 있어 더욱 공정하고 과학 적으로 엄밀한 시행 틀 마련에 기여할 수 있을 것으로 기대됨
- 현재 배출총량제의 다소 비과학적 배출량 제한 및 규제 방법론을 보다 과학적으로 보완할 수 있는 학문적 기초가 마련될 수 있을 것으로 사료됨
- 항만지역 대기질 예측 시스템의 영향성 분석 기술의 선진화를 통해 독자적인 기술력 확보가 가능할 것으로 기대됨
- 새로운 항만의 입지선정에 있어 다면적인 과학적 근거를 제공할 것으로 기대됨
- 대기오염 저감 정책에 기여함으로써 국민 체감 대기질 수준이 획기적으로 개선되고 삶의 질이 향상 할 것으로 기대됨. 또한, 미세먼지로 인한 사회적 비용의 대폭 감소에 기여함
- 본 연구를 통해 개발된 대기질 예측 시스템은 기후 예측모형의 업그레이드에 활용될 수 있을 것으로 판단됨
- 또한, 대규모 배출원의 대기질 영향성 예측·진단 및 관리 기술력 선진화에 활용할 수 있음
- 현재 환경부가 수행 중인 배출권거래제의 과학적 시행틀 개선과 국내 주요 대형선박 및 산업시설들(화력발전소, 제철소, 석유화학단지)에 확대 적용이 가능함
- 본 연구를 통해 구축된 대기질 영향성 예측 시스템은 다양한 산업 분야에 적용되어 배출원의 친환경 경영기술의 과학적 기초자료로 활용될 것임

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1) 항만지역 미세먼지의 심각성 ... 6
• 2) 연구가설 1: 연안 및 원양 항해선박(이동오염원)의 영향 ... 6
• 3) 연구가설 2: 항만지역 주변 석탄화력발전소(점오염원)의 영향 ... 7
• 4) 항만지역 대기질 예측 시스템 개발의 필요성 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 1) 항만지역 대기질 예측 시스템 구축을 위한 기반모형 업데이트 ... 8
• 2) 영향성 분석을 위한 예측 시스템 구축 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 11
• 1) 연구수행 결과 ... 11
• 2) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 12
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 12
• 2) 자체 보완활동 ... 12
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 12
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 13
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 별첨자료 (참고 문헌) ... 14
• 끝페이지 ... 15