∣제3장 ․ 규제가 배출농도 저감 및 환경 기술 개발에 미친 영향∣

(1)

지속가능한 사회를 구현하는 세계 일류의 환경정책연구기관

한국환경정책·평가연구원

한국환경정책·평가연구원은 환경정책 및 기술의 연구개발과 환경영향평가의 전문성, 공정성 제고를 통하여 환경문제의 예방과 해결에 기여하기 위하여 설립된 국책연구기관으로서 21세기 환경선진국 실 현을 선도하는 세계 속의 환경전문연구 기관으로 발 전하기 위해 노력하고 있습니다.

공성용

한국과학기술원 공학 박사

한국환경정책ㆍ평가연구원 선임연구위원(현) E-mail : [email protected]

주요 논문 및 보고서

「초미세먼지(PM2.5)의 건강영향 평가 및 관리정책 연구Ⅱ」

(2013, 한국환경정책·평가연구원)

「국내 환경기술수준과 EU BREFs 비교 및 BAT 도입 시 비용사례 분석」

(2013, 한국환경정책·평가연구원)

「제2차 수도권 대기환경관리 기본계획 수립」

(2013, 수도권대기환경청)

홍석표

서울시립대학교 환경공학 석사 한국환경정책ㆍ평가연구원 연구원(현) E-mail : [email protected]

안길수

서울대학교 지구환경과학과 석사 한국환경정책ㆍ평가연구원 연구원(현) E-mail : [email protected] _____

연구보고서 2014-09 _____

사업장 배출허용기준 강화가 환경기술 개발 및 배출량 저감에 미친 영향

_____

Impacts of ELV Strengthening on Environmental Technology Development and Emission Reduction _____

공성용 | 홍석표 | 안길수

본 책자는 친환경 용지를 사용하여 제작하였습니다.

122-706 서울특별시 은평구 진흥로 215 Tel 02.380.7777 Fax 02.380.7799 http://www.kei.re.kr 사업장 배출허용기준 강화가 환경기술 개발 및 배출량 저감에 미친 영향2014-09 |공성용 | 홍석표 | 안길수

ISBN 978-89-8464-880-7

_____

사업장 배출허용기준 강화가 환경기술 개발 및 배출량 저감에 미친 영향Impacts of ELV Strengthening on Environmental TechnologyDevelopment and Emission Reduction

(2)

참여연구원 홍석표 (한국환경정책･평가연구원 연구원) 안길수 (한국환경정책･평가연구원 연구원)

산학연정 연구자문위원 이상욱 (환경부 사무관) 홍지형 (국립환경과학원 과장) 윤영봉 (한국환경공단 차장)

주현수 (한국환경정책･평가연구원 선임연구위원) 이영수 (한국환경정책･평가연구원 선임연구위원) 심창섭 (한국환경정책･평가연구원 부연구위원)

발행인 박광국

발행처 한국환경정책･평가연구원

서울특별시 은평구 진흥로 215 (우편번호) 122-706 전화 02)380-7777 팩스 02)380-7799

http://www.kei.re.kr 인쇄 2014년 10월 26일 발행 2014년 10월 31일 출판등록 제17-254호

ISBN 978-89-8464-880-7 93530

이 보고서를 인용 및 활용 시 아래와 같이 출처 표시해 주십시오.

공성용, 홍석표, 안길수. 2014. ｢사업장 배출허용기준 강화가 환경기술 개발 및 배출량 저감에 미친 영향｣. 한국환경정책･평가연구원.

값 5,000원

(3)

사업장에서 배출되는 대기오염물질을 삭감하기 위하여 정부는 주기적으로 배출허 용기준을 강화하여 왔습니다. 그러나 기준강화가 배출량 삭감과 기술개발에 어느 정 도의 영향을 미쳤는지에 대해서는 실증적인 분석이 이루어진 바가 없습니다.

이에 본 연구에서는 사업장 배출허용기준의 변화에 따라 환경기술 개발 및 배출량 저감에 미친 영향을 분석하기 위하여 굴뚝 자동측정장치를 부착하고 있는 우리나라 의 모든 사업장을 대상으로 배출허용기준강화에 따른 배출농도 변화와 환경기술 개 발의 효과를 분석하였고, 그 결과로부터 현 제도의 개선방향을 제시하였습니다. 본 연구의 결과가 국내 대기배출시설관리제도 개선에 기여할 수 있기를 기대합니다.

끝으로, 연구책임을 맡아 수고하신 본 연구원의 공성용 박사와 홍석표, 안길수 연 구원에게 감사를 드립니다. 아울러 본 연구의 자문위원으로 연구진행에 실질적으로 도움을 주신 환경부 이상욱 사무관, 국립환경과학원 홍지형 과장, 한국환경공단 윤영 봉 차장, 본 연구원의 주현수 박사, 이영수 박사, 심창섭 박사에게도 깊은 감사의 인 사를 드립니다.

2014년 10월 한국환경정책 ･ 평가연구원 원장 박 광 국

(4)

(5)

본 연구에서는 배출허용기준(Emission Limit Value, 이하 ELV)의 강화가 환경기 술 개발 및 배출량 저감에 미친 영향을 물질별(먼지, 황산화물, 질소산화물, 염화수소 등), 제도별(총량 및 배출허용기준 제도)로 분석하여, 배출농도 저감효과, 총량제의 배출농도 저감효과, 기술 개발, 방지시설 설치에 대한 영향을 각각 살펴보았다.

본 연구에서 사용된 자료는 한국환경공단에서 제공한 굴뚝 자동측정장치(이하 TMS)의 30분 자료를 사용하였는데, ELV 효과는 기준이 강화된 2010년, 사업장 총량제는 제도가 도입된 2007년을 기준으로 전후 연도를 비교하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.

1. ELV 강화와 총량제 도입으로 인해 배출농도의 감소가 확인되어 대체로 제도의 목적을 달성하고 있는 것으로 판단된다. TMS를 통한 연속측정 자료를 가지고 분석한 결과, ELV가 강화된 시설은 그렇지 않은 시설보다 배출농도 감소 사례가 훨씬 많았 음을 확인할 수 있었다. 하지만 일부 시설에서는 오히려 배출농도가 증가하였는데, ELV의 변동이 없는 시설에서 더욱 뚜렷이 나타났다. 이러한 경우는 ELV와 배출농도 의 차이가 큰 경우, 즉 현재 배출수준이 ELV에 비하여 매우 낮아 배출농도가 증가하 여도 ELV 준수에는 아무런 문제가 없기 때문인 것으로 판단된다. 그 원인은 최고값 관리 방식의 현재의 배출허용기준 준수 판정방식에 기인하는 것으로 생각된다.

2. ELV 강화와 총량제 도입은 기술개발에도 긍정적인 영향을 미친 것으로 보인다.

2005~13년 사이에 출원된 특허(실용신안 포함) 출원건수를 살펴보면, 먼지는 2012 년부터, 황산화물은 2010년부터 출원건수가 크게 증가하고 있다. 이는 2015년 이후 초미세먼지(PM2.5) 환경기준 시행과 2015년 이후 적용될 ELV의 강화 기대감, 그리 고 수도권 사업장 2차 총량 할당시보다 엄격한 BACT 기준설정에 따른 기대가 시장에

(6)

낸다. 그러나 염화수소와 불화수소의 출원건수는 각각 1건, 뿐으로 다른 오염물질에 비하면 미미하며, ELV 강화가 기술개발과 연계되지 않는 것으로 보인다.

3. 시사점

ELV 강화와 총량제도가 대체로 사업장 오염물질 배출농도 감소를 유도하는 것은 사실이지만, ELV 강화에도 불구하고 배출농도가 증가하는 경우도 발견된다. 이는 우 리나라 ELV가 최고값 관리 체계를 가지고 있기 때문인데, 배출농도 수준이 ELV에 근접할수록 사업장은 배출량 삭감 노력을 하게 되지만, 그렇지 않은 경우에는 사업장 의 선의에 따라 저감이 이루어지는 문제점이 발견된다. 이를 개선하기 위해서는 두 가지 접근이 가능하다.

첫째, 기준 준수판단을 할 때 현재의 30분 농도가 연속 3회 측정(또는 주 8회) 초과 여부 방식을 보다 더 긴 시간을 사용하는, 예를 들면 일평균 농도의 ELV 초과 여부 판정과 같은 방식의 도입을 고려하는 것이다.

둘째, 총량제도 도입의 전국 확대 방안의 검토가 요구된다. 사업장 배출저감 노력 은 ELV와 현재 배출수준과의 차이에 좌우되므로, 배출수준이 이미 BACT에 접근한 수준이면 ELV를 강화하여도 배출농도 감소에는 큰 영향을 미치지 않게 된다. 그런 데, 2012년 배출농도는 수도권에 적용되는 2012년 BACT 수준보다 낮거나 근접한 경 우가 많아 향후 ELV 강화 효과는 기대보다 낮을 것으로 추정된다. 따라서 배출총량 관리가 현실적이고 가능한 오염물질 삭감 수단으로 유력하므로 총량제 전국 확대의 검토가 요구된다.

주제어: 배출허용기준(ELV), 총량제, 배출농도 저감효과, 기술 개발

(7)

제1장 ․ 서 론 ··· 1

1. 연구 배경 및 목적 ··· 1

2. 연구 방법 및 구성 ··· 2

제2장 ․ 대기배출규제 내용 및 규제 효과의 문헌고찰 ··· 4

1. 대기환경규제 효과에 대한 문헌고찰 ··· 4

2. 대기배출허용기준(ELV) 제도 ··· 6

가. ELV 설정 현황 ··· 6

나. ELV 모니터링 ··· 9

3. 수도권 사업장 총량제도 ··· 11

제3장 ․ 규제가 배출농도 저감 및 환경기술 개발에 미친 영향 ··· 13

1. 배출농도에 미친 영향 ··· 13

가. 분석방법 및 데이터 현황 ··· 13

나. 비총량 사업장 ··· 17

다. 총량 사업장 ··· 30

라. 요약 및 시사점 ··· 33

2. 기술개발에 미친 영향 ··· 37

가. 먼지 ··· 38

나. 황산화물 ··· 39

다. 질소산화물 ··· 41

라. HCl ··· 42

마. HF ··· 42

(8)

가. 방지시설 설치에 대한 영향 ··· 44

나. 환경오염방지 투자실적 변화 ··· 49

제4장 ․ 결론 및 시사점 ··· 51

1. ELV 강화의 배출농도 저감효과 ··· 51

2. 총량제의 배출농도 저감효과 ··· 52

3. 기술개발에 미친 영향 ··· 53

4. 방지시설 설치에 대한 영향 ··· 54

5. 시사점 ··· 55

참고문헌 ··· 59

부록 ··· 61

Abstract ··· 81

(9)

<표 1-1> 연구 방법 및 구성 ··· 2

<표 2-1> 대기오염물질과 배출허용기준설정 물질 ··· 7

<표 2-2> 지자체 조례에 의한 ELV ··· 8

<표 2-3> TMS 부착대상 및 부착시기의 변천 ··· 10

<표 2-4> 자가측정 빈도 ··· 11

<표 2-5> 사업장총량제 도입 시기와 대상 사업장 ··· 11

<표 3-1> 규제 강화 효과 분석에 사용된 TMS 데이터 ··· 14

<표 3-2> 연도별 배출시설의 수 ··· 16

<표 3-3> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(먼지) ··· 18

<표 3-4> ELV 강화에 따른 배출농도 변화 시설(먼지) ··· 20

<표 3-5> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(황산화물) ··· 22

<표 3-6> ELV 강화에 따른 배출농도 변화 시설(황산화물) ··· 23

<표 3-7> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(질소산화물) ···· 25

<표 3-8> ELV 강화에 따른 배출농도 변화(질소산화물) ··· 28

<표 3-9> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(염화수소) ··· 28

<표 3-10> ELV 강화에 따른 배출농도 변화(염화수소) ··· 29

<표 3-11> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(황산화물) ··· 31

<표 3-12> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(질소산화물) ··· 32

<표 3-13> 특허 및 실용신안 출원 건수(먼지) ··· 38

<표 3-14> 특허 및 실용신안 출원 건수(황산화물) ··· 39

<표 3-15> 특허 및 실용신안 출원 건수(질소산화물) ··· 41

<표 3-16> 특허 및 실용신안 출원 건수(불화수소) ··· 43

<표 3-17> 출원인 종류별 특허 및 실용신안 건수 ··· 44

(10)

<표 3-20> 수도권 총량사업장 방지시설 설치 및 개선효과

(SOx․NOx 동시처리) ··· 46

<표 3-21> 비총량사업장 방지시설 설치 수의 변화(질소산화물) ··· 48

<표 4-1> ELV 강화에 따른 배출농도 변화 ··· 51

<표 4-2> ELV 강화에 따른 배출농도 변화 ··· 52

<표 4-3> 현재의 배출농도 수준과 BACT 기준과의 비교(황산화물) ··· 57

<표 A-1> 2007년 1월 1일 이후부터 적용되는 가스상 물질의 기준 ··· 61

<표 A-2> 2007년 1월 1일 이후부터 적용되는 입자상 물질의 기준 ··· 74

(11)

<그림 3-1> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(먼지) ··· 21

<그림 3-2> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(황산화물) ···· 24

<그림 3-3> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(질소산화물) ··· 27

<그림 3-4> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(염화수소) ···· 29

<그림 3-5> 총량제 사업장의 배출량 할당 방식 ··· 30

<그림 3-6> 먼지 배출농도 감소율과(배출농도와 ELV의 차이) 상관관계 ··· 34

<그림 3-7> 황산화물 배출농도 감소율과(배출농도와 ELV의 차이) 상관관계 ··· 35

<그림 3-8> 질소산화물 배출농도 감소율과(배출농도와 ELV의 차이) 상관관계 ··· 36

<그림 3-9> 먼지의 특허출원 건수 추이 ··· 39

<그림 3-10> 황산화물의 특허출원 건수 추이 ··· 40

<그림 3-11> 질소산화물의 특허출원 건수 추이 ··· 42

<그림 3-12> 연도별 대기부문 공사실적 ··· 49

<그림 4-1> 오염물질 배출농도 감소율과(배출농도와 BACT의 차이) 상관관계 ··· 56

(12)

(13)

∣제1장 ․ 서 론∣

1. 연구 배경 및 목적

대기 배출허용기준(Emission Limit Value, 이하 ELV)은 사업장에서의 대기오염 물질 배출삭감을 위한 기본적이고도 강력한 수단이다. ELV는 공정 및 방지기술의 수 준과 지역 대기질 상태, 오염물질의 독성 등을 감안하여 결정되는데, 유럽연합(이하 EU)에서는 BAT Reference(이하 BREFs)를 기반으로 허가기관의 재량으로 사업장별 로 결정되며, 미국은 지역 대기질 상태와 배출시설의 종류, 오염물질의 유해성을 반 영하여 ELV를 결정하지만 기술 수준이 반영되는 것은 공통적이다.

우리나라역시 ｢대기환경보전법｣에서 사업장 배출시설에 대한 ELV를 설정하고 있 는데 기술의 발전을 고려하여 5년마다 갱신하고 있다. 그러나 ELV는 대체로 농도로 주어지기 때문에 활동도(activity) 증가에 따른 배출총량은 관리할 수가 없어 대안으 로 총량관리제가 수도권에 한해 운영되고 있다.

이와 같이 배출허용기준 제도나 총량관리 제도 모두는 당시의 환경기술 수준을 반 영하여 운영되지만¹⁾ 한편으로는 환경기술 개발을 유도하는 역할도 하게 된다. 즉, 규 제와 환경기술은 서로 작용-반작용의 관계를 유지하면서 환경개선과 기술발전을 유 도하고 궁극적으로는 대기오염에 의한 사회적 손실을 최소화하는 선순환의 구조를 가지게 된다.

우리나라는 여러 차례에 걸쳐 ELV를 강화하여 왔다. 그러나 ELV 강화가 목적으로 하는 효과, 즉 배출량 삭감과 기술개발에 긍정적인 영향을 미쳤는지, 만약 그렇다면 그 효과가 어느 정도인지에 대해서는 실증적인 분석이 이루어진 바가 없다.

이러한 배경 하에 본 연구에서는 ELV 강화(총량제도 포함)가 실제 사업장에서의 배출 농도 감소와 관련 기술개발에 어떤 영향을 미쳤는지를 실제 배출농도 자료를 사

1) 목표농도의 총량할당은 최적방지기술로 달성할 수 있는 배출농도를 기반으로 결정되기 때문에 환경 기술 수준이 반영되고 있다고 보아야 함.

(14)

용하여 그 효과를 검증하고 정책적 함의를 도출하고자 하였다.

2. 연구 방법 및 구성

우리나라의 대기배출시설 관리제도는 수도권과 비수도권으로 구분할 수 있다. 수 도권의 경우에는 질소산화물과 황산화물에 한하여 사업장 총량제도가 시행되고 있는 데, 총량제도가 도입된 2007년을 기준으로 총량제 시행이전과 이후 연도인 2006년과 2010년의 질소산화물과 황산화물의 사업장 배출농도 변화를 살펴보았고, 비수도권의 경우에는 ELV 강화가 이루어진 2010년을 기준으로 기준강화 이전인 2008년과 기준 강화 이후인 2013년의 사업장 배출농도를 비교하였다. 즉, 질소산화물과 황산화물은 총량제와 ELV 강화로 구분하여 그 효과를 살펴보았고 나머지 오염물질은 ELV 강화 효과만을 대상으로 하였다. 분석에 사용한 데이터는 굴뚝자동측정기(TMS)를 사용하 여 수집된 연속측정 자료라는 특징을 가진다.²⁾

한편, 기술개발에 미친 영향 분석을 위하여 특허청에 출원된 특허와 실용신안을 조 사하였는데 기술의 가치는 반영하지 않고 건수만을 비교하는 방식을 채택하였다. 다 만, 국내기술 개발에 미친 효과 분석이 목적이므로 외국에서 개발되어 한국에서의 권 리주장 목적으로 등록된 기술은 제외하였다.

구분 대상연도 오염물질

ELV 강화 효과 TMS 2008 vs. 2013

질소산화물(수도권, 비수도권), 황산화물(수도권, 비수도권)

이외 오염물질(전국) 총량제 도입 효과(수도권) TMS 2006 vs. 2010 질소산화물, 황산화물

기술개발효과 특허 및 실용신안 출원 건수

<표 1-1> 연구 방법 및 구성

2) 사업장 자가측정 자료도 검토하였으나 자료 확득의 어려움과 신뢰도 부족으로 인하여 사용하지 않았음.

(15)

본 보고서의 구성과 연구 범위, 그리고 한계는 다음과 같다.

먼저, 2장에서는 대기환경규제(또는 환경규제)의 사회․경제적 영향에 대한 기존 연 구사례를 살펴보고, 여러 가지 규제 중에서도 본 연구에서 다루고 있는 ELV 제도와 사업장 총량제의 현황을 간략히 살펴보았다. 3장에서는 한국환경공단에서 제공한 사 업장의 실제 오염물질 배출농도 자료를 사용하여 ELV 및 총량제도의 오염물질 배출 농도 감소에 미친 효과를 분석하고, 결과적으로 실제 배출농도 수준과 예고된 ELV 차이가 사업장의 배출량 감소 노력을 결정하는 요소임을 확인하였다. 그리고 특허청 에 출원된 특허(실용신안 포함) 건수와 사업장에 설치된 방지시설의 변화를 비교하여 기술개발에 미친 영향을 파악하고자 하였다. 마지막으로 4장에서는 위의 분석결과를 요약하여 결론을 내리고 정책적 함의를 제시하였다.

본 연구는 ELV 강화와 총량제 도입이 실제로 기대만큼의 효과를 보였는가 하는 것 을 검증하는 것이 주목적이었기 때문에, 신뢰할 수 있으면서도 이용 가능한 자료의 확보가 필수적이다. 따라서 TMS가 설치된 사업장 및 오염물질에 국한할 수밖에 없었 던 한계를 가진다.

한편, ELV 강화나 총량제도 도입의 궁극적인 효과는 배출량으로 비교하는 것이 바 람직하지만, 배출량은 배출농도뿐만 아니라 배출시설의 가동률에 의해서도 큰 영향 을 받는다. 그런데 개별 배출시설에 대한 가동률 정보는 획득하기가 불가능하였기 때 문에 그 대안으로 배출농도 감소율을 사용하여 분석하였다.

(16)

∣제2장 ․ 대기배출규제 내용 및 규제 효과의 문헌고찰∣

본 장에서는 대기환경규제(또는 환경규제)가 환경기술개발 또는 기업 경쟁력에 미 친 영향을 기존 문헌을 통해 살펴보고, 국내 대기규제 중에서도 본 연구에서 다루고 자 하는 ELV 제도와 총량제도에 대하여 설명한다.

1. 대기환경규제 효과에 대한 문헌고찰

환경규제는 시장을 기반으로 하는 규제와 그렇지 않은 규제로 크게 구분할 수 있다.

시장기반 규제는 배출부과금, 배출권거래제, 환경개선부담금 등이 있으며 비시장기 반 규제는 ELV 제도, 총량제도, 시설기준 제도 등이 있다. 일반적으로 시장기반 규제 는 피규제자에게 지속적인 저감활동 동인을 제공하고 비용효과적인 것으로 평가되는 반면 비시장규제는 확실한 삭감을 담보할 수 있다는 장점이 있다. 최근 들어 시장기 반 규제가 선호되어 관련 정책들이 도입되고는 있지만, 비시장규제가 규제정책의 중 심을 이루고 있는 것도 사실이다.

환경규제 효과가 사회나 기업에 미치는 영향을 분석한 연구는 경제학자를 중심으 로 이루어졌으나, 그 수가 많지는 않으며 국내 연구는 더욱 희귀하다. 그리고 대부분 의 연구가 기업의 경쟁력이나 비용 측면에서 이루어졌고 그 결과도 연구에 따라 긍정 적 또는 부정적 결론이 분산되고 있다. 여기서는 여러 가지 연구 중에서도 비교적 본 연구의 목적에 유사한 연구를 중심으로 간략히 살펴본다.

김호석(2009)은 환경규제가 산업 및 사회에 미치는 경제적 효과를 이론적 고찰 및 사례를 중심으로 분석하였는데, 이에 따르면 자동차 배출가스 규제는 전자제어식 연 료분사장치 도입, EGR 밸브, lean burn 장치, 직접분사식엔진(GDI) 등의 개발을 유 도하였고, 국내적으로도 DPF 시장이 확대되었음을 보고하고 있다. 마찬가지로 실내

(17)

공기질 규제는 친환경 도배지, 친환경 온돌마루, 휘발성유기화합물의 배출을 감소시 킨 바닥재의 개발, 수성페인트 등 저용매 페인트 개발을 유도하였고 친환경 자재 개 발로 인하여 연간 75억의 수입대체 효과를 보였음을 제시하고 있다. 김종호(2010)는 녹색성장추진의 관점에서 기존 환경규제의 유효성을 검토하였는데, 대기관련 규제는 환경관련기술개발을 촉진하는 효과가 크지 않으며, 산업부문에서는 기준을 초과하는 수준의 추가적인 유인이 없는 것이 한계라고 지적하고 있다. 최진석(2004)은 환경규 제가 산업경쟁력에 미치는 영향을 고찰하였는데, 환경규제가 단기적으로는 기업에 부정적 영향을 미치지만 장기적으로는 차별화된 경쟁력이 될 수 있으며 시장기반의 환경규제는 기술개발 및 환경 친화적인 기술이용을 촉진한다고 하였다. Lena Hoglund-Isaksson (2009)는 스웨덴에서 시행중인 NOx emission charge 제도의 효과를 분석한 결과, 비용 효과적인 배출량 삭감이 이루어졌으며 기술개발도 촉진하였 다고 결론을 내리고 있다. 한편 영국에서는 통합환경관리제도 도입연도인 2001년 이후 대기오염물질이 주목할 만할 정도로 배출량이 감소되었는데, 2001~04년 동안 먼지, NMVOCs, 1,3-butadiene이 대부분의 시설에서 배출량이 감소되었고, 2000~06년 사이에 납과 황산화물의 배출량이 약 50% 감축된 것으로 보고되고 있다.³⁾

위에서 살펴본 바와 같이 대기규제(또는 환경규제)가 기술개발에 긍정적인 영향을 미친 사례도 일부 보고되고 있고, 대기오염물질 배출량 삭감효과도 있음을 알 수 있다, 특히 ELV 제도가 배출량 삭감에 있음을 감안하면 ELV 강화로 인해 배출량이 삭감될 것으로 기대하는 것은 당연하지만, 우리나라의 경우에는 외국과 달리 평균값이 아닌 순간 농도(peak value) 관리 성격이 강하여 과연 기대만큼의 삭감이 이루어지고 기술 개발을 촉진하였는지에 대한 의구심이 생기게 된다. 본 연구는 이러한 의문을 해소하 고자 실제 측정 데이터와 특허출원(실용신안 포함) 건수를 가지고 실증 분석을 하고 자 수행되었다. 다음 절에서는 ｢대기환경보전법｣의 ELV 제도와 ｢수도권대기환경개 선에 관한 특별법｣의 사업장 총량제도에 대하여 설명한다.

3) 장기복(2014) 참조, 통합환경관리 도입효과 검토에서 재인용함.

(18)

2. 대기배출허용기준(ELV) 제도

가. ELV 설정 현황

사업장 대기오염물질 배출량 삭감노력은 다양하게 이루어지고 있지만, 가장 오래 되고 근간이 되는 것은 ELV 제도이다. ELV 제도는 ｢대기환경보전법｣에 법적 근거를 두고 있는데, 대기오염물질 배출시설에서 나오는 대기오염물질의 ELV는 환경부령으 로 정하지만(제16조 ①), 특별시나 광역시, 특별자치시, 도, 특별자치도, 인구 50만 이상 대도시는 필요성이 인정되면 환경부령보다 엄격한 값을 조례로 정할 수 있다(기 준 항목의 추가 및 기준 적용 시기 포함)(제16조 ③). 그리고 환경부장관은 ｢환경정책 기본법｣ 제38조에 따른 특별대책지역에 대해서는 환경부령보다 엄격한 ELV를 정할 수 있다(제16조 ⑤). 이와 같이 우리나라 ELV는 환경부장관이 정하고 전국적으로 적 용하는 일반적인 ELV, 환경부장관이 정하지만 특별대책지역에 한정하여 적용하는 ELV, 그리고 지자체 조례로 설정하여 해당 지역에만 적용되는 ELV 등 크게 3가지로 구분할 수가 있다.

먼저 ｢대기환경보전법｣에 의한 ELV는 1990년 8월 1일 동 법이 제정된 후(1991.2.

시행) 2006년 12월 31일까지는 필요에 의해 수시로 개정되다가 이후에는 5년 주기의 정기적 개정으로 정착되었다. 현재는 2010년 1월 1일부터 적용되는 ELV가 사업장에 적용되고 있고 2015년 1월 1일부터 적용되는 ELV가 고시되어 있는 상태이다. ELV 개정이 정례화되면서 사업장에서는 환경규제에 대한 예측이 가능하게 되어 방지시설 투자 계획 수립이 보다 용이하게 되었다.⁴⁾

ELV는 배출시설과 연료의 종류와 시설의 설치연도에 따라 구분되어 오염물질별로 설정되는데 대기질의 상태와 처리기술의 수준을 반영하게 된다. ｢대기환경보전법｣은 35종의 특정대기유해물질을 포함한 총 61종의 대기오염물질을 정하고 있는데⁵⁾, 이 중 2014년 현재 25종의 물질에 대해서는 ELV가 설정되어 있다(표 2-1 참조).

4) 2010년 이전과 이후에 적용되는 ELV는 <부록 A>에 나타냄.

5) ｢대기환경보전법 시행규칙｣ 별표1

(19)

대기오염물질 특정대기

유해물질 ELV 설정 대기오염물질 특정대기

유해물질 ELV 설정

입자상물질 - ● 브롬 및 그 화합물 - ●

알루미늄 및 그 화합물 - × 바나듐 및 그 화합물 - ×

망간화합물 - × 철 및 그 화합물 - ×

아연 및 그 화합물 - ● 셀렌 및 그 화합물 - ×

안티몬 및 그 화합물 - × 주석 및 그 화합물 - ×

텔루륨 및 그 화합물 - × 바륨 및 그 화합물 - ×

일산화탄소 - ● 암모니아 - ●

질소산화물 - ● 황산화물 - ●

황화수소 - ● 황화메틸 - ×

이황화메틸 ○ × 메르캅탄류 - ×

아민류 - × 사염화탄소 ○ ×

이황화탄소 - ● 탄화수소 - ●

인 및 그 화합물 - × 붕소화합물 - ×

아닐린 ○ × 벤젠 ○ ●

스틸렌 ○ × 아크롤레인 - ×

카드뮴 및 그 화합물 ○ ● 시안화물 ○ ●

납 및 그 화합물 ○ ● 크롬 및 그 화합물 ○ ●

비소 및 그 화합물 ○ ● 수은 및 그 화합물 ○ ●

구리 및 그 화합물 - ● 염소 및 그 화합물 ○ ●

불소화물 ○ ● 석면 ○ ×

니켈 및 그 화합물 ○ ● 염화비닐 ○ ●

다이옥신 ○ × 페놀 및 그 화합물 ○ ●

베릴륨 및 그 화합물 ○ × 프로필렌옥사이드 ○ ×

폴리염화비페닐 ○ × 클로로포름 ○ ×

포름알데히드 ○ ● 아세트알데히드 ○ ×

벤지딘 ○ × 1,3-부타디엔 ○ ×

다환 방향족 탄화수소류 ○ × 에틸렌옥사이드 ○ ×

디클로로메탄 ○ ● 테트라클로로에틸렌 ○ ×

1,2-디클로로에탄 ○ × 에틸벤젠 ○ ×

트리클로로에틸렌 ○ × 아크릴로니트릴 ○ ×

히드라진 ○ ×

<표 2-1> 대기오염물질과 배출허용기준설정 물질

(20)

한편, ｢대기환경보전법｣ 제16조 ③에 의해 지자체에서 조례로 설정된 ELV는 2014 년 현재 인천시와 서울시, 울산, 경기도 사례만 조사된다. <표 2-2>는 이들 지자체 조례 내용을 간략히 정리한 것으로 4개 지자체 모두 질소산화물을 포함하고 있으며, 다른 오염물질로는 탄화수소(서울)와 황산화물과 먼지(울산)가 있다. 울산은 산업도 시의 특성을 반영한 것으로 이해되며, 다른 지역은 오존과 미세먼지(PM2.5) 대기농 도를 개선하기 위한 것으로 판단된다.

지자체 조례명(최근개정일) 비고

서울 서울특별시대기오염물질배출허용 기준조례(2008.5.29)

- 발전시설(기체연료)과 소각시설, 액체연료사용 보일러의 질소산화물 배출허용기준 설정 - 도장시설의 탄화수소 배출허용기준 설정

인천

인천광역시 대기오염물질배출허용기준조례

(2011.6.13)

- 발전시설(고체 및 기체연료)과 소각시설의 질소산화물 배출허용기준 설정

경기 경기도환경기본조례(2012.12.28) - 발전시설 질소산화물 배출허용기준 설정

울산 울산광역시환경기본조례

(2011.12.15)

- 액체연료를 사용하는 발전 및 일반보일러의 질소산화물과 황산화물, 먼지의 배출허용기준 설정 자료: 국가법령정보센터(http://www.law.go.kr/).

<표 2-2> 지자체 조례에 의한 ELV

한편 특별대책지역의 기존시설에는 엄격한 배출허용기준, 신규시설에는 특별배출 허용기준이 환경부고시에 의해 적용되는데, 현재는 울산․미포 및 온산국가산업단지와 여천국가산업단지 및 확장단지가 적용 대상이다. 이와 관련한 고시가 2009년 8월 24 일 발령된 후 개정은 없는 상태이다.⁶⁾

6) 법제처((http://oneclick.law.go.kr/) 참조

(21)

나. ELV 모니터링

대기배출시설이 법에서 정한 ELV를 준수하는지를 확인하기 위하여 모니터링 의무 가 사업장에 주어져 있는데, 측정방식에 따라 연속측정과 비연속측정으로 구분된다.

1) 자동측정(CleanSYS)

연속측정은 자동측정기(이하 TMS)를 이용하여 오염물질의 농도를 측정하는 것으 로 ｢대기환경보전법｣ 제32조를 근거로 한다. 동법에 의하여 시행령 제17조 별표3은 자동측정기 부착대상 시설과 오염물질의 종류를 명시하고 있으며, 측정된 자료는 전 국 4곳에 설치된 굴뚝원격감시체계 관제센터로 전송되며 기준준수 여부판단 및 부과 금 부과의 기초 자료로 사용되고 있다.

측정항목은 먼지, 질소산화물, 황산화물, 염화수소, 일산화탄소, 암모니아, 불화수 소 등 모두 7종이며, 방지시설 설치를 면제받은 경우나 연소가스 또는 화염이 원료 또는 제품과 직접 접촉하지 아니하는 시설로서 청정연료를 사용하는 경우 등 법에서 정한 몇 가지 시설에 대해서는 TMS 부착이 면제된다. TMS 부착시설은 점차 확대되 어 왔는데, 2001년 12월 31일까지는 대기보전특별대책지역의 1~3종 사업장과 대기 환경규제지역의 1종 사업장이 대상이었으며, 2003년 12월 31일까지는 대기환경규제 지역의 2~3종 사업장과 일반지역의 1종 사업장, 2005년 12월 31일까지는 일반지역 의 2~3종 사업장까지 확대되었다.

(22)

구 분 2001.12.31 2003.12.31 2005.12.31

대기보전 특별대책지역

1종사업장 ○

2종사업장 ○

3종사업장 ○

대기환경 규제지역

1종사업장 ○

2종사업장 ○

3종사업장 ○

기타지역

1종사업장 ○

2종사업장 ○

3종사업장 ○

<표 2-3> TMS 부착대상 및 부착시기의 변천

TMS에서 수집된 측정 데이터는 매 시간 ‘00분’부터 ‘55분’까지의 5분 단위로 12개 의 5분 자료를 생성하여 관제센터로 전송되며, 5분 데이터를 가지고 30분 평균 농도 를 계산하게 된다. 30분 평균 농도는 법에서 정한 ELV 준수여부를 판단하는 행정 자 료로 사용하게 되는데, 30분 평균농도가 연속 3회 ELV를 초과하거나 주 8회 이상을 초과하면 기준 위반으로 판단하게 된다. 본 연구에서도 한국환경공단에서 제공한 TMS 30분 자료를 사용하여 분석하였다.

2) 자가측정

TMS가 부착되지 않은 배출시설은 자가 측정을 하여 그 기록을 보관하여야 하는데, 측정빈도는 대기환경보전법 시행규칙 <별표 11>에 명시되어 있다. 배출구를 먼지와 황산화물, 질소산화물 발생량 합계로 1~5종으로 구분하고 각각의 배출구에 대해서 자가측정 횟수가 정해지며, 측정 빈도는 1회/주(1종 배출구)~1회/반기(5종 배출구)로 차별화되어 있고, 측정결과 자동전송 여부와 방지시설 전후단 동시 측정 여부, 특정 대기유해물질 배출 유무 등에 따라 빈도가 결정된다. 다만, 특정대기유해물질은 최소 월 2회 이상 측정하도록 하여 보다 엄격한 모니터링을 요구하고 있는 것이 특징이다.

그러나 자가측정은 사업장의 비용부담으로 시행되며, 행정여건상 정도 관리가 어

(23)

려워 측정결과의 실효성에 대해서는 비판적인 시각이 많으며 측정결과가 환경부로 송부되지 않고 사업장이 보관하도록 되어 있어 자가측정 데이터의 확보는 사실상 어 려운 실정이다.

구 분

측정횟수 관제센터로

측정결과를 전송하지 않는 경우

관제센터로 측정결과를 전송하지 않는 경우

특정대기유해물질 방지시설 후단만

측정하는 경우

방지시설 전후단을 동시에 측정하는 경우

제1종 배출구 매주 1회 이상 2주마다 1회 이상 매월 1회 이상 좌동 제2종 배출구 매월 2회 이상 매월 1회 이상 2개월마다 1회 이상 좌동 제3종 배출구 2개월마다 1회 이상 2개월마다 1회 이상 분기마다 1회 이상 매월 2회 제4종 배출구 반기마다 1회 이상 반기마다 1회 이상 반기마다 1회 이상 매월 2회 제5종 배출구 반기마다 1회 이상 반기마다 1회 이상 반기마다 1회 이상 매월 2회

<표 2-4> 자가측정 빈도

3. 수도권 사업장 총량제도

｢수도권대기환경개선에 관한 특별법｣ 제14조에 근거하여 수도권에 위치한 사업장 에 대해서는 NOx와 SOx 배출총량제가 시행되고 있다. 총량제는 2007년 7월부터 1 종 사업장 중 NOx 연간 배출량 30톤, SOx 연간 배출량 20톤 이상인 사업장에 적용 되었고, 2009년 7월부터는 1~2종 사업장 중 NOx, SOx 각각 연간 배출량 4톤 이상 인 사업장으로 확대되어 시행되고 있다.⁷⁾

시행시기 NOx SOx

07.7.1(1단계) 30톤/년 초과 20톤/년 초과

09.7.1(2단계) 4톤/년 초과 4톤/년 초과

<표 2-5> 사업장총량제 도입 시기와 대상 사업장

7) 1종 사업장은 대기오염물질 연간 발생량의 합계가 80톤 이상인 사업장이고 2종은 20~80톤 미만인 사업장임.

(24)

연도별 배출허용총량 산정방법은 동법 시행규칙 <별표 3>에 자세히 기술되어 있는 데, 오염물질별 총량할당계수와 연도별 할당계수 단위량을 곱하여 산정된다.

∙ 연도별 배출허용 총량 = 오염물질별 총량할당계수 × 할당계수단위량

총량할당계수는 설비의 종류에 따라 연료사용량 또는 원료투입량, 또는 제품생산 량 등을 기준으로 산정한 오염물질별 단위 배출량을 의미하며, 제도도입연도인 2007 년의 초기할당계수는 2001~05년(5년) 평균 배출량과 최고할당계수 단위량을 가지고 계산되었다.

∙ 초기할당계수 = ∑기준연도 평균배출량 / ∑최고 할당계수 단위량

- 기준연도 평균배출량: 공통시설, 공정연소시설, 비연소시설 3개 그룹별 2001 ~ 05년 연평균 배출량

- 최고할당계수 단위량: 2001~05년의 그룹별 최고 할당계수 단위량(연료 사용량, 원료사용량, 제품생산량, 또는 소각량 등)

최종할당계수는 최적방지시설(Best Available Control Technology, 이하 BACT) 설치 시 달성가능한 배출농도를 반영한 삭감률과 초기할당계수를 곱하여 산정되었다.

∙ 최종할당계수 = 초기할당계수 x 삭감가능계수 - 삭감가능계수 = (100 - 삭감률)/100)

그리고 중간연도는 초기연도와 최종연도 계수의 선형비례 값을 사용하게 된다.

이와 같이 사업장 배출허용총량은 BACT 설치 시 달성가능한 오염물질 배출농도에 기반으로 하여 할당되므로 결과적으로 배출허용기준 강화의 효과를 가진다.⁸⁾ 따라서 본 연구에서는 총량제 적용 사업장에 대해서도 배출량 삭감효과를 살펴보고자 하였다.

8) 배출총량제도는 사업장별로 할당된 연간 배출량을 준수하면 되기 때문에 항상 준수하여야 하는 대기환경보전법의 ELV 제도와는 구분되나 배출량 삭감(또는 배출농도) 측면에서는 유사한 역할을 하게 됨. BCAT의 종류와 농도기준은「수도권대기환경개선에 관한 특별법」시행규칙 <별표 1>에 명시되어 있는데, 배연탈황시설과 저녹스(NOx) 버너, 선택적 촉매환원장치, 선택적 비촉매 환원장 치 등이 BACT로 제시되어 있음.

(25)

∣제3장 ․ 규제가 배출농도 저감 및 환경 기술 개발에 미친 영향∣

1. 배출농도에 미친 영향

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.

(26)

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.

(27)

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.

(28)

시설의 종류 배출시설의 수¹⁾

2006 2008 2010 2012 2013

발전시설

먼지 - 112 - 112 -

SOx - 52 - 52 -

NOx 6 90 6 90

보일러

먼지 - 11 - 11 -

SOx 2 3 2 3 -

NOx 10 22 10 22 -

소각시설

먼지 - 26 - 26 -

SOx 10 11 10 11 -

NOx 76 24 76 24 -

HCl - 18 - 18 -

기초무기화합물 제조시설 중 염산 제조시설 HCl - 6 - - 6

기초무기화합물 제조시설 중 폐염산 정제시설 HCl - 13 - - 13 제1차 금속제조시설, 조립금속제품 ․ 기계 ․ 기기 ․

운송장비 ․ 가구 제조시설의 표면처리시설 중 탈지시설, 산 ․ 알칼리 처리시설

HCl - 61 - - 61

제1차 금속제조시설, 조립금속제품 ․ 기계 ․ 기기 ․ 운송장비 ․ 가구 제조시설의 용융용해시설 또는

열처리 시설

먼지 - 66 - - 66

SOx - 11 - - 11

NOx - 14 - - 14

석유제품제조시설 중 중질유 분해시설의 일산화탄소 소각보일러

먼지 - 1 - - 1

SOx - 1 - - 1

유리 및 유리제품 제조시설 중 용융 ․ 용해로

먼지 - 45 - - 45

SOx - 1 - - 1

NOx - 16 - - 16

그 밖의 배출시설 SOx - 6 - - 6

NOx - 11 - - 11

석유제품제조시설 및 기초유기화합물 제조시설 NOx - 3 - - 3

시멘트 ․ 석회 ․ 플라스터 및 그 제품 제조시설 중 시멘트 소성시설, 용융 ․ 용해시설, 건조시설

먼지 - 81 - - 81

NOx - 44 - - 44

선별시설 및 분쇄시설 먼지 - 2 - - 2

고형연료제품 사용시설 먼지 - 2 - - 2

계 104 753 104 369 384

주 1: TMS가 부착되어 농도가 측정되는 굴뚝 중 비교 연도에 모두 가동된 것만 포함하기 때문에 배출시설의 수와는 다를 수 있음.

<표 3-2> 연도별 배출시설의 수

(29)

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.

(30)

시설 구분 1 시설 구분 2 굴뚝 수 구분 ELV (mg/m³)

배출농도 (mg/m³)

표준편차 (mg/m³)

보일러

∙ 액체연료

∙ 증발량 ≥150톤/hr

6

2008 30(4) 6.5 2.0 2012 30(4) 6.7 1.4

변화율(%) 0 3 -29

∙ 액체연료

∙ 증발량 20~ 150톤/hr 5

2008 50(4) 9.4 3.4 2012 40(4) 11.2 8.1 변화율(%) -20 19 137

발전시설

∙ 액체연료

∙ 설비용량 ≥100MW

12

2008 40(4) 3.7 1.8 2012 30(4) 3.4 1.8 변화율(%) -25 -10 1

∙ 액체연료

3

2008 20(4) 2.5 0.8 2012 20(4) 2.5 1.5

변화율(%) 0 1 92

∙ 액체연료

∙ 설비용량 <100MW

25

2008 50(4) 7.7 5.0 2012 40(4) 6.4 4.9 변화율(%) -20 -17 -1

∙ 고체연료

40

2008 40(6) 7.1 3.6 2012 30(6) 6.3 2.0 변화율(%) -25 -12 -44

∙ 고체연료

1

2008 20(6) 5.1 - 2012 20(6) 4.0 -

변화율(%) 0 -21 -

∙ 고체연료

28

2008 50(6) 8.1 4.3 2012 40(6) 6.7 3.4 변화율(%) -20 -17 -21

∙ 고체연료

3

2008 30(6) 3.9 0.4 2012 30(6) 3.0 1.1 변화율(%) 0 -23 179

소각시설

∙ 소각용량

≥2톤/hr 18

2008 30(12) 5.5 2.0 2012 20(12) 3.5 2.0 변화율(%) -33 -3.7 -1

∙ 소각용량

0.2~2톤/hr 8

2008 80(12) 11.6 4.7 2012 40(12) 6.2 4.2 변화율(%) -50 -46 -11 자료: 한국환경공단 제공, 연도별 TMS 데이터.

<표 3-3> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(먼지)

(31)

제1차 금속제조시설, 조립금속제품 ․ 기계 ․ 기기 ․ 운송장비 ․ 가구

제조시설의 용융용해시설 또는

열처리 시설

∙ 전기아크로

∙ ’98.12.31이전시설 10

2008 15 2.4 1.1 2013 10 1.8 0.9 변화율(%) -33 -25 -18

∙ 전기아크로

∙ ’99.1.1이후시설 46

2008 20 3.0 1.2 2013 20 2.7 1.0 변화율(%) 0 -10 -17

∙ 용선로 등

∙ ’07.1.31이전시설 2

2008 50 1.6 2.5 2013 50 0.7 1.5 변화율(%) 0 -56 -40

소결로 8

2008 50(15) 8.8 8.6 2013 30(15) 5.9 3.4 변화율(%) -40 -26 -61

석유제품제조시설 중질유 분해시설의 일산화탄소 소각보일러 1

2008 100(12) 11.3 11.8 2013 50(12) 3.7 3.7 변화율(%) -50 -67 -69

유리 및 유리제품 제조시설 중 용융 ․

용해로

연속식 탱크 및 전기로 24

2008 50(13) 8.3 7.5 2013 50(13) 8.1 4.3

변화율(%) 0 -2 -43

그 밖의 배출시설 21

2008 50 3.2 1.5 2013 50 3.1 0.8

변화율(%) 0 -3 -47

시멘트 ․ 석회 ․ 플라스터 및 그 제품 제조시설

∙ 시멘트 소성시설, 용융

․ 용해시설, 건조시설

∙ ’01.6.30이전시설

43

2008 50(13) 4.0 2.5 2013 40(13) 5.0 2.4 변화율(%) -20 25 -4

∙ ’01.7.1이후시설

4

2008 40(13) 5.9 6.3 2013 30(13) 4.0 3.2 변화율(%) -25 -32 -49

냉각시설 34

2008 50 8.1 3.0 2013 40 8.2 2.7 변화율(%) -20 1 -10

선별시설 및 분쇄시설 2

2008 100 14.2 7.3 2013 50 4.9 3.5 변화율(%) -50 -66 -52

고형연료제품 사용시설 ∙ 사용량

≥2톤/hr 2

2008 20(12) 2.4 0.9 2013 20(12) 3.2 2.6

변화율(%) 0 33 189

<표 3-3> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(먼지)(계속)

(32)

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

<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.

(33)

(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)

(34)

2) 황산화물

황산화물의 ELV 강화와 배출농도 변화는 <표 3-5>와 같다.

시설 구분 1 시설 구분 2 굴뚝 수 구분 ELV

(mg/m³)

보일러

∙ 액체연료

∙ ’04.12.31이전시설(0.3%) 3

2008 180(4) 68.3 2.7 2012 180(4) 71.9 4.2

변화율(%) 0 5 57

발전시설

∙ 액체연료

∙ 설비용량 100~400MW

∙ ’96.6.30이전

2

2008 180(4) 30.6 0.9 2012 150(4) 19.2 0.5 변화율(%) -17 -37 -51

∙ 액체연료

∙ ’96.6.30이전

7

2008 270(4) 128.5 70.1 2012 180(4) 90.9 47.6 변화율(%) -33 -29 -32

∙ 액체연료

∙ ’96.7.1이후 2

2008 70(4) 17.5 1.2 2012 70(4) 18.7 0.1

변화율(%) 0 7 -94

∙ 고체연료

∙ ’96.6.30이전

∙ 국내무연탄

4

2008 150(6) 55.5 12.0 2012 100(6) 47.7 7.1 변화율(%) -33 -14 -41

∙ 고체연료

∙ ’96.6.30이전

∙ 유연탄

26

2008 100(6) 34.3 6.9 2012 100(6) 33.6 7.9

변화율(%) 0 -2 14

∙ 고체연료

∙ ’96.6.30이전

8

2008 270(6) 113.9 18.9 2012 150(6) 87.9 36.4 변화율(%) -44 -23 92

∙ 고체연료

∙ ’96.7.1이후 5

2008 80(6) 20.8 14.7 2012 80(6) 25.5 13.5

변화율(%) 0 23 -8

소각시설

∙ 소각용량 ≥2톤/hr 6

2008 30(12) 2.3 2.5 2012 30(12) 2.5 1.5

변화율(%) 0 8 -42

∙ 소각용량 <2톤/hr 5

2008 70(12) 4.0 3.7 2012 50(12) 2.9 1.5 변화율(%) -29 -27 -60 제1차 금속제조시설,

조립금속제품․ 기계․

기기․ 운송장비․ 가구 제조시설의 용융용해시설 또는

열처리 시설

∙ 배소로 등

∙ ’07.1.31이전시설 3

2008 300 43.3 39.3 2013 270 32.9 41.4 변화율(%) -10 -24 5

∙ 소결로

∙ ’07.1.31이전시설 8

<표 3-5> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(황산화물)

(35)

2008 500(12) 270.1 503.

2013 400(12) 172.7 30.7 변화율(%) -20 -36 -39 유리 및 유리제품

제조시설 중 용융 ․ 용해로

그 밖의 지역 1

2008 500 126.8 19.9 2013 350(13) 122.9 41.0 변화율(%) -30 -3 106

그 밖의 시설 6

2008 500 63.2 50.1 2013 400 34.5 33.1 변화율(%) -20 -45 -34 자료: 한국환경공단 제공, 연도별 TMS 데이터.

<표 3-5> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(황산화물)(표 계속)

황산화물의 경우에는 모든 배출시설에서 ELV 강화가 배출농도 저감으로 연결되는 데, ELV가 강화된 10개 시설 모두 배출농도가 감소한 반면, ELV가 유지된 시설은 5개 해당시설 중 4개의 시설에서 배출농도가 증가하였다(표 3-6 참조).

구분 계 배출농도 감소 시설 수 배출농도 증가 시설 수

ELV 강화 시설 10 10 0

ELV 유지시설 5 1 4

<표 3-6> ELV 강화에 따른 배출농도 변화 시설(황산화물)

그리고 10개 배출시설의 평균(산술평균) ELV 강화율은 28%인데 농도 저감률은 25%로 거의 ELV 강화율과 비슷하다. 황산화물의 경우에는 연료나 원료의 황함량이 배가스 중의 농도를 좌우하기 때문에 비교적 안정된 배출농도를 보이는 특징이 있다.

이러한 이유로 ELV 설정 시에 최고 배출농도에 대한 고려가 비교적 적은 편이기 때 문에 ELV 강화가 배출량 삭감과 직접 연결되게 된다(그림 3-2(a) 참조). 그러나 여 전히 평균 배출농도는 ELV에 비하여 매우 작기 때문에 배출농도가 다시 증가할 가능 성은 존재할 것으로 판단된다. 그 예로 ELV 변동이 없는 5개 시설 중 3개 시설은 배

(36)

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)

(37)

3) 질소산화물

질소산화물에 대한 ELV 강화효과를 정리한 결과는 <표 3-7>과 같다.

시설 구분 1 시설 구분 2 굴뚝 수 구분 ELV

(mg/m³)

보일러

∙ 액체연료

∙ ’01.6.30이전 시설

20

2008 250(4) 134.0 33.4 2012 150(4) 101.4 12.9 변화율(%) -40 -24 -62

∙ 액체연료

∙ ’01.7.1이후 시설

2

2008 70(4) 48.2 8.9 2012 70(4) 35.3 3.7 변화율(%) 0 -27 -58

발전시설

∙ 액체연료

∙ 그 밖의 배출시설

∙ ’01.7.1이후 시설

2

2008 70(4) 36.6 1.2 2012 70(4) 52.2 0.5

변화율(%) 0 43 -61

∙ 액체연료

∙ 그 밖의 배출시설

∙ ’01.6.30이전 시설

22

2008 250(4) 151.4 37.4 2012 150(4) 108.8 18.0 변화율(%) -40 -33 -52

∙ 고체연료

∙ ’89.12.31이전 시설 8

2008 350(6) 214.0 33.3 2012 150(6) 107.4 21.1 변화율(%) -57 -50 -37

∙ 고체연료

∙ ’90.1.1이후 시설 36

2008 150(6) 78.0 21.5 2012 150(6) 80.7 21.9

변화율(%) 0 3 2

∙ 고체연료 1

2008 80(6) 46.9 - 2012 80(6) 56.5 -

변화율(%) 0 20 -

∙ 액체연료

∙ 그 밖의 발전시설

∙ ’01.6.30이전 시설

20

2008 150(4) 32.0 17.4 2012 70(4) 37.9 6.8 변화율(%) -53 18 -61

∙ 액체연료

∙ 그 밖의 발전시설

∙ ’01.7.7이후 시설

1

2008 50(4) 19.5 - 2012 50(4) 32.7 -

변화율(%) 0 68 -

소각시설

∙ 소각용량

≥2톤/hr 15

2008 80(12) 36.6 16.5 2012 70(12) 33.9 17.1

변화율(%) -13 -7 4

∙ 소각용량

<2톤/hr 9

<표 3-7> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(질소산화물)

(38)

제1차 금속제조시설, 조립금속제품 ․ 기계 ․ 기기 ․ 운송장비 ․ 가구

제조시설의 용융용해시설 또는

열처리 시설

∙ 배소로 5

2008 200 13.2 10.8 2013 150 9.9 5.3 변화율(%) -25 -25 -45

∙ 용선로연소가스시설 1

2008 100 14.4 5.8 2013 100 11.4 8.9

변화율(%) 0 -21 53

∙ 소결로 8

2008 220(15) 85.6 47.7 2013 220(15) 96.6 27.0

변화율(%) 0 13 -43

2008 200(12) 47.6 28.8 2013 200(12) 56.3 9.5

변화율(%) 0 18 -67

유리 및 유리제품 제조시설 중 용융 ․

용해로

∙ 용량 ≥10톤/day 16

2008 350(13) 233.9 33.3 2013 250(13) 178.9 36.1 변화율(%) -29 -24 8

시멘트 ․ 석회 ․ 플라스터 및 그 제품 제조시설

∙ ’07.1.31이전 시설

44

2008 350(13) 224.6 48.4 2013 330(13) 234.5 42.6

변화율(%) -6 4 -12

그 밖의 배출시설 11

2008 200 57.3 22 2013 200 64.7 19.6

변화율(%) 0 13 -11

<표 3-7> 배출시설별 ELV 강화에 따른 배출농도 변화(질소산화물)(표 계속)

총 18개 종류의 시설 중 ELV가 강화된 것이 9개, 변동이 없는 것이 9개인데, ELV 가 강화된 시설에서는 7개 시설이 배출농도가 감소하였고 2개시설이 증가한 반면 ELV가 변동이 없었던 시설에서는 7개시설이 배출농도가 증가하였고 2개 시설이 감 소하였다. 이러한 사실로 볼 때 질소산화물의 경우에는 ELV 강화효과가 대체로 배출 농도 감소를 유도하고 있음을 알 수 있다(표 3-8 참조).

ELV 강화시설의 평균 강화율은 33%인데 배출농도 감소율은 약 17%로 다른 오염 물질에 비하여 ELV 강화효과가 낮은 편이다. 반면, ELV가 예년과 동일한 시설은 배 출농도가 약 14% 증가하였다.