배출시설에서의 배출농도는 TMS 데이터와 자가측정 데이터 두 종류가 있지만 자 가측정 데이터는 정도 관리의 부족과 획득의 어려움 때문에 본 연구에서 활용하지 않 고 TMS 데이터만을 이용하였다. 전술한 바와 같이 TMS 데이터는 개별 사업장에서 실시간으로 각 지역의 관제센터로 전송되고 측정기의 정도 관리 또한 엄격히 이루어 지기 때문에 측정값을 신뢰할 수 있어 행정자료로 활용되고 있다. 이 외에도 대기배 출량 보고시스템(SEMS) 자료도 있으나, 이 자료 역시 TMS 데이터를 제외한 다른 농 도 자료는 신뢰도의 문제가 있어 활용하지 않았다. 총량대상사업장에 대한 분석에서 도 마찬가지이다.
가. 분석방법 및 데이터 현황 1) 분석방법
ELV 강화에 따른 오염물질 배출량 삭감효과를 살펴보기 위해 한국환경공단에서 제공한 TMS 30분 데이터를 사용하였다. ELV 효과는 기준이 강화된 2010년, 사업장 총량제는 제도가 도입된 2007년을 기준으로 전후 연도를 비교하였다. 배출시설 중 소각, 발전, 보일러는 ELV 효과를 보기 위하여 2008년과 2012년 데이터를 비교하고 총량제 효과는 2006년과 2010년을 비교하였다. 소각, 발전, 보일러 시설을 제외한 다른 시설은 2008년과 2013년(ELV 효과)을 사용하여 분석하였다.9) 그러나 배출량 은 배출농도뿐만 아니라 시설의 가동률과도 직접적인 연관이 있어 배출량 변화가
9) 총량제 사업장 중 소각시설과 보일러, 발전시설을 제외한 기타 시설은 2006년 TMS 데이터 정보가 부족하여 제외함.
ELV 강화에 따른 것이라고 단정지을 수는 없다. 이에 여기서는 배출량이 아닌 배출 농도를 비교함으로써 간접적으로 효과를 살펴보도록 하였다. 대상오염물질은 TMS 측정항목인 먼지, NO2, SO2, HCl이다.10)
시설의 종류 총량 사업장 비총량 사업장
발전시설, 소각시설, 일반 보일러 2006년 vs. 2010년 2008년 vs. 2012년
기타 배출시설 - 2008년 vs. 2013년
자료: 한국환경공단 제공, 연도별 TMS 데이터.
<표 3-1> 규제 강화 효과 분석에 사용된 TMS 데이터
2) 데이터 현황
제공받은 TMS 30분 데이터에는 오염물질의 배출농도뿐만 아니라 가스유량이나 ELV정보가 포함되어 있다. 이를 활용하여 본 연구의 목적에 적합하도록 데이터를 사 전 처리하였는데, 예를 들면 유효농도의 추출과 비교 연도에 모두 가동한 배출시설의 선별 등이 그것이다. 특히 비교 연도에 모두 가동된 시설만을 선별하여 비교하는 것 은 폐쇄된 시설이나 신규시설의 영향을 배제하기 위한 것으로 중요하다. 또한 총량사 업장을 일반사업장과 분리함으로써 총량제 효과와 ELV 효과를 독립적으로 살펴볼 수 있게 하였다.
<표 3-2>는 본 연구에 사용된 배출시설 종류와 오염물질별로 분류된 해당 연도의 굴뚝 수이다. 전술한 바와 같이 비교 연도 모두에 가동되었던 굴뚝만을 대상으로 하 기 때문에, 여러 시설이 하나의 굴뚝을 공동 사용하는 경우도 있음을 감안하면 배출 시설의 수와 다를 수 있다. 배출시설 종류별로 살펴보면, 발전시설은 260개, 보일러 48개, 소각 165개, 기초무기화합물 제조시설 중 염산 제조시설 6개, 기초무기화합물 제조시설 중 폐염산 정제시설 13개, 그리고 제1차 금속제조시설, 조립금속제품 ․ 기계
․ 기기 ․ 운송장비 ․ 가구 제조시설의 표면처리시설 중 탈지시설, 산 ․ 알칼리 처리시설
10) NH3와 HF도 TMS 측정항목이지만 분석 조건에 부합되는 자료가 없어 제외함.
61개이다. 제1차 금속제조시설, 조립금속제품 ․ 기계 ․ 기기 ․ 운송장비 ․ 가구 제조시설 의 용융용해시설 또는 열처리 시설은 91개, 유리 및 유리제품 제조시설 중 용융 ․ 용해 로 62개, 시멘트 ․ 석회 ․ 플라스터 및 그 제품 제조시설 중 시멘트 소성시설, 용융 ․ 용 해시설, 건조시설 125개 등이다. 염화수소는 제1차 금속제조시설, 조립금속제품 ․ 기 계 ․ 기기 ․ 운송장비 ․ 가구 제조시설의 표면처리시설 중 탈지시설, 산 ․ 알칼리 처리시 설과 소각시설, 염산제조시설과 폐염산 정제시설에서만 배출되는데, 제1차 금속제조 시설, 조립금속제품 ․ 기계 ․ 기기 ․ 운송장비 ․ 가구 제조시설의 표면처리시설 중 탈지시 설, 산 ․ 알칼리 처리시설에서 61개로 가장 많다.
시설의 종류 배출시설의 수1)
2006 2008 2010 2012 2013
발전시설
나. 비총량 사업장 1) 먼지
전반적으로 ELV 강화는 배출농도 저감으로 연결되고 있다. <표 3-3>에서 보듯이 모두 23개 배출시설 중에서 ELV가 강화된 시설은 14개인데 이 중 11개가 배출농도가 감소하였다. 그러나 14개 시설의 산술평균 ELV 강화율은 31%이나 배출농도 삭감률 은 29%로 강화율에는 약간 미치지 못한다. 강화율과 비슷하거나 더 큰 삭감률을 보인 시설은 액체연료 발전시설(<100MW), 고체연료 발전시설(<500MW), 소형 소각시설, 전기아크로(’98.12.31이전시설), 석유제품제조시설, 시멘트 소성시설(’01.7.1 이후시 설), 선별 및 분쇄시설 등이다. 그러나 액체연료 보일러(증발량 20~150톤/hr), 시멘 트소성시설(’01.6.30이전시설)과 냉각시설은 ELV가 강화되었음에도 배출농도가 오 히려 증가하여 ELV 강화 효과가 나타나지 않는다.
시설 구분 1 시설 구분 2 굴뚝 수 구분 ELV
시설 구분 1 시설 구분 2 굴뚝 수 구분 ELV
반면 ELV가 변동이 없었던 9개 시설 중에는 배출농도가 감소된 시설이 6개 시설, 증가한 시설이 3개 시설이다.
구분 계 배출농도 감소 시설 수 배출농도 증가 시설 수
ELV 강화 시설 14 11 3
ELV 유지시설 9 6 3
자료: 한국환경공단 제공, 연도별 TMS 데이터.
<표 3-4> ELV 강화에 따른 배출농도 변화 시설(먼지)
이러한 시설과 ELV 강화에도 불구하고 오히려 배출농도가 증가한 시설의 공통점 은 배출농도 수준이 ELV에 비해 매우 낮다는 점이다.
예를 들어 보일러(액체연료, 증발량 20~150톤/hr)의 경우 ELV가 2010년 50(4) mg/m3에서 40(4)mg/m3로 강화되었으나 평균 배출농도는 14.9mg/m3에서 17.5mg/m3로 증가하였다(그림 3-1(a) 참조). 그럼에도 불구하고 평균 배출농도는 ELV 대비 44%에 불과하기 때문에 기준준수에는 아무런 문제가 없다. 마찬가지로 ELV가 변동이 없는데 배출농도가 증가 또는 감소하는 것도 ELV가 실제 배출농도에 비하여 높게 설정되어 있기 때문으로 이해할 수 있다((그림 3-1(b), 그림 3-1(c) 참 조). 그 이유는 30분 평균값 연속 3회 초과 여부로 ELV 준수를 판단하기 때문에 ELV 를 공정의 최고값(peak value)을 감안하여 설정할 수밖에 없기 때문이다. 그 결과 ELV 강화가 항상 배출농도 감소 즉, 배출량 감소를 담보하지 않게 되는 것이다.
(a-1)보일러(2008) (a-2)보일러(2012)
(b-1)보일러(2008) (b-2)보일러(2012)
(c-1)발전(2008) (c-2)발전(2008) 주: a) ELV가 강화되었으나 배출농도가 증가한 경우(액체연료, 증발량 20~150톤/hr).
b) ELV가 변동이 없으나 배출농도가 증가한 경우(액체연료, 증발량 150톤/hr 이상).
c) ELV가 변동이 없으나 배출농도가 감소한 경우(고체연료 발전, 500MW 이상).
<그림 3-1> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(먼지)
2) 황산화물
시설 구분 1 시설 구분 2 굴뚝 수 구분 ELV
출농도가 다소 증가한 사실을 알 수 있다(그림 3-2(b) 참조). 그 이유는 전술한 바와 같이 ELV와 실제 배출농도와의 간격이 커서 사업장의 형편에 따라 배출농도를 다소 유연하게 관리할 수 있기 때문이다.
(a-1)발전시설(2008) (a-2)발전시설(2012)
(b-1)발전시설(2008) (b-2)발전시설(2012)
(c-1)발전시설(2008) (c-2)발전시설(2008)
주: a) ELV가 강화에 따라 배출농도도 감소한 경우(액체연료, 100~400MW, '96.6.30 이전).
b) ELV가 변동이 없으나 배출농도가 증가한 경우.
c) ELV가 변동이 없으나 배출농도가 감소한 경우(유연탄사용, ’96.6.30일이전시설, 100MW 이상).
<그림 3-2> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(황산화물)
3) 질소산화물
시설 구분 1 시설 구분 2 굴뚝 수 구분 ELV
(a-1)발전시설(2008) (a-2)발전시설(2012)
(b-1)발전시설(2008) (b-2)발전시설(2012)
(c-1)보일러(2008) (c-2)보일러(2008) 주: a) ELV가 강화에 따라 배출농도도 감소한 경우.
b) ELV가 변동이 없으나 배출농도가 증가한 경우.
c) ELV가 변동이 없으나 배출농도가 감소한 경우(액체연료 보일러, ’97.7.1 이후 시설, 증발량 40톤 이상).
<그림 3-3> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(질소산화물)
구분 계 배출농도 감소 시설 수 배출농도 증가 시설 수
상인 시설은 배출농도가 거의 변화가 없었고 0.2~2톤/hr 시설은 약 52% 감소되어 평균적으로 보면 약 26% 감소되어 어느 정도 강화율에 근접하고 있다.
반면 ELV가 유지된 3개의 배출시설 중 2개에서 배출농도가 증가하였는데 그 이유 는 전술한 바와 같이 ELV와 실제 배출수준과의 차이가 크기 때문에 배출농도가 증가 하여도 법 기준 준수에는 문제가 없기 때문이다.
구분 계 배출농도 감소 시설 수 배출농도 증가 시설 수
ELV 강화 시설 2 1 1
ELV 유지시설 3 0(배출농도 변동없음) 2
자료: 한국환경공단 제공, 연도별 TMS 데이터.
<표 3-10> ELV 강화에 따른 배출농도 변화(염화수소)
(a-1)소각(2008) (a-2)소각(2012)
(b-1)소각(2008) (b-2)소각(2012) 주: a) ELV가 강화에 따라 배출농도도 감소한 경우.
b) ELV가 강화에 따라 배출농도가 증가한 경우.
<그림 3-4> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(염화수소)
다. 총량 사업장
총량 사업장은 ELV 대신 배출총량으로 관리되기 때문에 해당 배출시설의 ELV가 따로 주어지지는 않는다. 최종연도의 허용총량이 BACT 기준 달성시의 배출량으로 주어지고 초기연도의 배출량과의 선형관계에 있다고 가정하여 매년 할당량이 산정되 지만, 초기할당량이 2006년의 ELV가 아닌 과거 5년간의 실제 배출량을 근거로 산정 되기 때문에 비총량사업장에서 논의한 ELV 강화율을 계산하기가 불가능하다(그림 3-5 참조). 따라서 총량사업장의 총량제 도입효과는 비총량 사업장의 유사한 배출시 설과의 상대비교를 통해 파악하였다.
<그림 3-5> 총량제 사업장의 배출량 할당 방식
1) 황산화물
황산화물 배출시설 중 일반 보일러와 소각시설에 대해 2006년과 2010년 배출농도 변화를 살펴보았다(표 3-11 참조).
보일러의 경우, 액체연료를 사용하는 경우에는 약간의 배출농도 감소가 있었으나 고체연료 사용시설은 오히려 큰 폭으로 농도가 증가하였다. 액체연료 사용보일러의 경우에는 2012년 BACT 기준이 50(4)~70(4)ppm이고 고체연료는 40(6)ppm으로, 배 출시설의 배출농도 수준이 이 값의 66%(액체연료)~75%(고체연료) 수준에 있어 할당
보일러의 경우, 액체연료를 사용하는 경우에는 약간의 배출농도 감소가 있었으나 고체연료 사용시설은 오히려 큰 폭으로 농도가 증가하였다. 액체연료 사용보일러의 경우에는 2012년 BACT 기준이 50(4)~70(4)ppm이고 고체연료는 40(6)ppm으로, 배 출시설의 배출농도 수준이 이 값의 66%(액체연료)~75%(고체연료) 수준에 있어 할당