J. KOSAE Vol. 28, No. 4 (2012) pp. 454~465 Journal of Korean Society for Atmospheric Environment DOI: http://dx.doi.org/10.5572/KOSAE.2012.28.4.454
도로수송부문의 온실가스 배출량 산정방법에 따른 경기도 시∙군별 배출량 비교
Comparison of Greenhouse Gas Emissions from Road Transportation in Local Cities/Counties of Gyeonggi Province by Calculation Methodologies
이태정∙김기동∙정원식∙김동술*
경희대학교 환경학 및 환경공학과/환경연구센터
(2012년 4월 17일 접수, 2012년 6월 13일 수정, 2012년 7월 21일 채택)
Tae-Jung Lee, Ki-Dong Kim, Won-Seok Jung and Dong-Sool Kim*
Department of Environmental Science and Engineering/
Institute for Environmental Studies Kyung Hee University (Received 17 April 2012, revised 13 June 2012, accepted 21 July 2012)
Abstract
The Korean government decided to reduce 30% of GHG (greenhouse gas) emissions BAU in 2020. Since many efforts to reduce emissions are urgently needed in Korea, the central administrative organization urges local govern- ments to establish their own reduction schemes. Among many GHG emission categories, the emission from mobile source in Gyeonggi Province accounted for 25.3% of total emissions in 2007 and further the emission from road transport sector occupied the most dominant portion in this transportation category. The objective of this study was to compare 3 types of GHG emissions from road transport sector in 31 local cities/counties of Gyeonggi Province, which have been estimated by Tier 1, Tier 2, and Tier 3 methodologies. As results, the GHG emission rates by the Tier 1 and Tier 2 were 19,991 kt-CO2Eq/yr and 18,511 kt-CO2Eq/yr, respectively. On the other hand, the emission rate by Tier 3 excluding a branch road emission portion was 18,051 kt-CO2Eq/yr. In addition, the total emission rate including all the main and branch road portions in Gyeonggi Province was 24,152 kt-CO2Eq/yr, which was estimated by a new Tier 3 methodology. Based on this study, we could conclude that Tier 3 is a reasonable method- ology than Tier 1 or Tier 2. However, more accurate and less uncertain methodology must be developed by expand- ing traffic survey areas and adopting a suitable model for traffic volumes.
Key words : Road transportation, Greenhouse gas, IPCC, Emission method, Traffic volume
*Corresponding author.
Tel : +82-(0)31-201-2430, E-mail : [email protected]
1. 서 론
산업혁명 이후 화석연료 사용의 급격한 증가는 온 실가스 배출량을 증가시켰으며 지구 평균기온을 지 속적으로 상승시켰다. 지구기후변화는 생태계 파괴, 기상재해 등 환경문제뿐만 아니라 경제적 손실 역시 초래하고 있다(IPCC, 2007). 지구기후변화를 유발하 는 온실가스 저감을 위한 국제적인 노력의 일환으로 1992년 브라질 리우환경회의에서 기후변화협약이 체결된 이후, 전 세계적인 온실가스 감축노력이 진행 되고 있다. 2002년 11월 8일 교토의정서를 비준한 우리나라는 온실가스 의무감축 국가인 Annex I 국가 로써 감축의무는 가지고 있지 않으나 지구기후변화 문제에 적극적으로 대응하기 위해 2009년 11월에 2020년도 온실가스 배출전망치(BAU) 대비 30%를 감축하는 자발적인 온실가스 국가감축 목표치를 확 정하였다. 이러한 감축목표를 달성하기 위해서는 분 야별 배출량 평가가 필요하며, 더 나아가 지역별 배 출량의 정확한 산정법이 마련되어야 한다.
현대사회에서 교통분야는 온실가스 배출량의 중요 한 부분을 차지하고 있으며, 특히 도로수송부문은 절 대적인 배출량을 점유하고 있다. 2007년 우리나라 수 송부문의 온실가스 배출비중은 19.4%로 높으며, 특 히 경기도에서는 25.3%라는 매우 높은 배출비중을 차지하고 있다(Green Growth Korea, 2011; Gyeonggi- do, 2010). 따라서 온실가스 감축목표를 달성하기 위 해서는 도로수송부문의 온실가스 감축에 대한 관심 과 대책 마련이 요구되며 감축목표 설정이 필요하다.
도로수송부문의 온실가스 감축목표를 설정하기 위해 서는 배출량에 대한 불확실도가 낮은 배출량 산정방 법을 개발하고 적용할 필요가 있다. 그러나 IPCC 2006 가이드라인에 입각한 도로수송 부문의 CO2배 출량은 연료소비량(Tier 1 및 Tier 2)을 기반으로 산 정하므로 실질적인 차량의 이동특성을 반영하지 못 하고 있다.
현재, 미국, 일본, 영국 등은 도로수송부문의 배출 량을 산정할 때 차종별 및 연료별 국가고유 배출계 수와 평균이동거리를 반영한 Tier 3 방식을 사용하고 있다. 그러나 국내는 통계자료를 활용하는 Tier 1, 2 방식을 주로 사용하고 있으며, 실제 교통정보에 입각 한 Tier 3 방법은 교통량 등의 활동자료(activity data)
확보의 문제로 국지적인 지역에 적용되고 있다(KTI, 2008). Kim et al. (2010)은 도로수송부문의 온실가스 배출량 산정 방법론을 구분하여 비교하였다. Tier 1 의 경우 실질적인 교통부문의 이동특성을 반영하지 못하는 단점을 제시하였으며, 이를 보완하기 위해 Tier 3 방법론의 지속적인 자료수집 체계의 필요성을 언급하였다. Yoo et al. (2011)은 도로부문 온실가스 배출량 산정 시 Tier 1, 2 방법의 타당성 검증을 목적 으로 Tier 3과 비교분석하였으며, 지자체별 특성을 고 려한 Tier 3 방법론의 산정이 적합하며 이를 위해 상 시조사 등이 필요하다고 제시하였다. 또한, Kim et al.
(2012)은 도로소송 부문의 배출량 산정을 위한 Tier 3 방법론 적용 시 시∙군도 및 이면도로 등과 같은 소 규모 지선도로에서는 극히 일부 기초지자체에서 제 한적으로 교통량 조사가 수행되고 있는 문제점을 보 완하기 위하여 교통량 측정이 이루어지고 있는 고속 국도, 일반국도, 국가지원지방도, 지방도 등 주요 간선 도로의 교통량 정보를 이용하여 미실측 지선도로에 대한 교통량을 예측하는 방법을 제안한 바 있다.
본 연구에서는 온실가스 부문에 높은 비중을 차지 하며, 공간적인 분배가 어려운 도로수송부문의 온실 가스를 Tier 1, Tier 2 및 Tier 3 방법론에 입각하여 각 각 산정하였다. 특히, 기초지자체의 도로수송 부문의 실제 배출량에 근접한 배출량을 산정하기 위해, Tier 3 방법론에서는 Kim et al. (2012)이 제안한 교통량 미조사 지선도로에 대한 교통량을 예측하는 방법을 응용하였다. 따라서 본 연구에서는 수도권지역 중 서 울과 인천 등 거대도시와 인접하며 통행량이 많은 경기도를 대상으로 Tier 1, Tier 2 및 실제 활동도를 바탕으로 하는 Tier 3 방법론을 통한 경기도 31개 시∙군의 2008년 도로수송부문 온실가스 배출량의 상호비교 분석을 목적으로 한다.
2. 연구방법
2. 1 연구대상 지역
우리나라 중서부에 위치한 경기도는 서울시와 인 천시를 둘러싸고 있으며, 그림 1과 같이 27개의 시와 4개의 군으로 구성되어 있다. 2008년 기준 경기도의 면적은 전 국토의 10.2%인 10,186 km2이며, 인구수는 1,154만 명이다. 한편 경기도 내 인구가 50만 명 이
상인 도시는 8개 시(수원, 성남, 고양, 부천, 용인, 안 산, 안양, 남양주)가 있으며, 이 중 수원시가 1,090천 명 (경기도의 9.4%)으로 인구규모가 가장 크다
(Gyeonggi-do, 2009).
경기도 통계연보에 의하면, 경기도 내 총 차량등록 대수는 2008년 3,889천 대로 전국의 23.9%를 차지 하며, 차종별로는 승용차가 75.8%, 용도별로는 자가 용이 95.1%로 높은 비중을 차지하고 있다. 시∙군별 자동차 등록대수는 표 1과 같이 수원시 358천 대(경 기도의 9.2%), 고양시 309천 대(경기도의 8.0%), 용 인시 305천 대(경기도의 7.8%)의 순으로 자동차 등 록대수가 많았다(Gyeonggi-do, 2009). 2008년 경기도 의 도로연장은 11,323 km로 고속도로 492 km, 일반 국도 1,526 km, 지방도 2,291 km, 시∙군도는 7,013 km로 조사되었으며, 포장율은 고속도로 100%, 일반 국도 100%, 지방도 92.3%, 시∙군도 94.4%로 나타 났다 (Gyeonggi-do Transportation DB Center, 2010).
경기도 시군별 도로 연장은 안산시가 828 km로 가장 길었으며, 수원시 (815 km), 평택시 (576 km), 용인 시(558 km) 순으로 조사되었다.
2. 2 도로수송 배출량 산정방법
도로수송 부문의 온실가스 배출량 산정법은 크게 활동자료를 기준으로 경기도 시∙군별 연료소비량을 이용하는 방법과 주행거리를 이용하는 방법으로 구 분한다(IPCC, 2006). 2006년 IPCC 가이드라인에서는 배출량 산정을 위한 방법으로 Tier 1, Tier 2, Tier 3 방 법론을 제시하고 있다. Tier 1과 Tier 2는 연료소비량 을 이용하는 방법으로, Tier 1은 IPCC 가이드라인에 서 제공하는 배출계수를 사용하는 방법이다. 본 연구 에서는 국가석유정보시스템의 경기도 시∙군별 연료 종류별 소비량(KNOC, 2009)과 2006 IPCC 가이드라 인에서 제시한 연료별 배출계수를 곱하여 추정하였 다. Tier 1에 의한 배출량 산정은 식(1)과 같다(IPCC, 2006).
Emission==»Fuela×EFa (1)
a
여기서 배출량(kg)은 연료 a의 소비량(TJ)에 연료 a 의 배출계수(kg/TJ)를 곱한 후, 모든 연료종에 대해 합산하여 계산하였다. 연료 종별 배출계수는 2006 Fig. 1. Map of Gyeonggi Province.
N
S
W E
0 38,000 76,000 152,000
0 24,000
Kilometers
Kilometers
IPCC 가이드라인을 참조할 수 있다(IPCC, 2006).
Tier 2를 적용하기 위해, 연료소비량을 차종 및 배 출제어기술에 따라 세분하여 계산하고, 산정된 연료 소비량을 바탕으로 배출계수를 적용하여 산정하였 다. Tier 2는 활동자료로서 연료소비량을 이용하는 점에서는 Tier 1과 유사하지만, 차량 1대당 연료소비 량과 차량등록대수를 곱하여 연료소비량을 산출한 점에서 차이가 있다. Tier 2 방법론의 CO2배출량 산 정을 위한 CO2배출계수는 국내에서 개발된 배출계 수를 적용하였다. CH4와 N2O 배출량 산정을 위한 non-CO2배출계수는 2006 IPCC 가이드라인은 유종 및 차량별 배출계수를 제시하고 있지 않아 1996년
IPCC 가이드라인의 배출계수를 적용하였다 (KEC,
2010; IPCC, 1996). 우리나라에서는 1988년 이후 삼 원촉매장치의 장착이 의무화되었기 때문에, 전 차량 에 대해 삼원촉매장치가 부착된 것으로 가정하였다 (KEC, 2010). Tier 2에 의한 배출량 산정은 식(2)와 같다(IPCC, 2006).
CO2Emission==»Fuela×EFa
a (2)
Non-CO2Emission==»Fuela,b,c×EFa,b,c a,b,c
여기서, CO2의 배출량(kg)은 Tier 1과 배출계수만 다 르고, 산정방법은 같다. 한편 non-CO2의 배출량(kg)은 모든 연료종류(a; 가솔린, 디젤, 천연가스, LPG 등), 차 종(b), 배출저감장치(c; 삼원촉매장치 등)를 고려하여 Table 1. Registered motor vehicles for each local city/county in Gyeonggi Province. (Unit: Number) City/County Total Passenger cars Buses Trucks Special cars
Total 3,888,856 2,947,327 270,589 662,079 8,861 Ansan 245,248 182,954 18,135 43,654 505 Anseong 70,245 48,505 4,436 17,079 225 Anyang 188,418 149,939 13,052 25,177 250 Bucheon 255,456 194,104 19,829 41,180 343 Gimpo 90,986 64,911 6,730 18,695 650 Gunpo 83,364 66,376 4,815 12,077 96 Gwacheon 21,470 18,241 1,180 2,026 23 Gwangju 103,397 71,011 9,481 22,776 129 Gwangmyeong 82,091 63,486 5,885 12,656 64 Hanam 48,989 34,650 3,521 10,759 59 Southern area Hwaseong 188,009 138,297 12,873 36,393 446 Icheon 79,753 56,332 5,033 17,824 564
Osan 52,279 40,436 3,668 8,072 103
Pyeongtaek-si 162,060 121,285 10,874 29,243 658 Seongnam 287,615 236,696 17,211 33,455 253 Siheung 149,460 107,766 10,163 31,263 268 Suwon 358,239 287,287 23,881 46,528 543 Uiwang 43,976 33,866 2,760 7,087 263 Yangpyeong 35,010 23,899 2,661 8,377 73 Yeoju 51,201 29,850 3,628 17,216 507 Yongin 305,201 248,491 17,660 38,345 705 Dongducheon 27,725 20,151 2,224 5,301 49 Gapyeong 21,150 13,913 1,959 5,204 74 Goyang 309,490 249,060 20,392 39,762 276
Guri 58,751 44,329 4,165 10,168 89
Northern area Namyangju 165,401 120,458 12,895 31,872 176 Paju 122,654 88,110 9,459 24,807 278 Pocheon 69,330 43,745 5,624 19,639 322 Uijeongbu 121,152 92,557 9,492 19,012 91 Yangju 66,388 45,886 5,660 14,721 121 Yeoncheon 24,348 10,736 1,243 11,711 658 Reference: Gyeonggi Province, Statistical Yearbook of Gyeonggi (2009)
연료소비량을 산정하고 동일한 조건을 만족하는 배 출계수를 선정하여 곱한 후 합산하였다. Tier 2에서 사용된 배출계수는 Kim et al. (2012)를 참고할 수 있 다. Tier 1과 Tier 2 방법론은 실제 도로상에서 운행되 고 있는 차종별 에너지 소비량을 이용하여 계산된 배출량이 아니므로 각 지자체별 실질적인 배출량 저 감 및 관리대책을 수립하는 데 한계가 있을 수밖에 없다.
Tier 3은 실제 활동자료인 교통량을 반영하는 가장 구체화된 산정방법이다. 이 방법론은 자동차의 총주 행거리(VKT: vehicle kilometer travelled)를 이용하며, 실제 활동도(activity) 결과에 바탕을 두고 추정된 배 출계수를 곱하고 합산하여 최종 배출량을 산정한다.
이 방법은 실측자료를 사용하기 때문에 시∙공간적 배출분배에 적합하고 차종별 연비기술이 반영된 가 장 합리적인 방법론이다. 본 연구에서는 경기도 교통 DB센터에서 측정한 실제 교통량 자료를 바탕으로 GIS 도로맵을 이용하여 총 주행거리를 산정한 후, 배 출계수를 곱하여 배출량을 산정하는 방법론을 도입 하였다. Tier 3과 관련한 배출량 산정식은 식(3)과 같 다(IPCC, 2006).
Emissions==»[VKTa,b,c∙EFa,b,c]++»Ca,b,c (3)
a,b,c a,b,c
여기서, Emissions는 총 배출량(kg)으로 차량주행 거리(VKT, km∙대)에 배출계수(EF, kg/km)를 곱한 후 계산된다. 이때 모든 차종(a; 승용차, 승합차, 화물 차 등), 연료종류 (b; 휘발유, 경유, LPG 등), 속도 (c;
km/h)를 고려하여 VKT와 동일한 조건을 만족하는 배출계수를 선정하여 곱한 후 합산한다(Kim et al., 2011). Ca,b,c는 엔진이 가열되지 않았을 때인 예열 (cold-start engine) 중의 배출량으로 본 연구에서는 적용하지 않았으나 보다 완성된 Tier 3 방법론을 개 발하기 위해서는 예열과 관련된 배출량이 포함되어 야 한다.
본 연구에서는 주행거리와 관련한 활동자료로서 12차종으로 분류된 국토해양부의 차량분류표를 사용 하였으며(Kim et al., 2012), 차종별 배출계수 자료는 국립환경과학원의 자료를 이용하였다. 두 기관의 차 종별 분류체계가 상이하기 때문에, 식(3)을 이용하여 배출량을 산정하기 위해서 적용할 주행거리 및 배출 계수의 차종체계를 통일하였다. 따라서 국립환경과학
원의 배출계수 분류항목과 각각 대응시켜, 1종과 2종 은 각 지자체의 차량등록대수 자료의 차종비율을 이 용하여 배분하였다. 그 외 국토해양부의 3종~12종 은 국립환경과학원의 배출계수 항목에 맞추어, 3종~
4종은 소형트럭, 5종~7종은 중형트럭, 8종~12종은 대형트럭으로 분류하였다.
Tier 3 배출계수는 국립환경과학원의 배출계수 산 출식을 인용하였으며, 이 산출식은 평균주행속도의 함수로 온실가스 종류별 배출계수에 대한 자료를 참 조할 수 있다(NIER, 2009). 평균주행속도는 경기도 에서 조사한 도로구간별 속도를 양방향 평균 속도로 계산한 값을 이용하였다. 본 연구에서는 교통량 자료 가 확보되지 않은 지선도로의 통행량 자료와 관련하 여, 응용통계학을 이용한 새로운 방법론(Kim et al., 2012)을 적용하였다. 이에 따라 경기도 내 2차선 이 상의 미조사 지선도로에 확대적용이 가능한 교통량 을 추정하였다. 적용된 새로운 방법론을 간략히 설명 한다면, 지선도로 온실가스 배출량 산정을 위해 기존 경기도 교통 DB센터에서 이미 조사된 읍(邑)∙면 (面)∙동(洞) 규모의 시∙군도의 양방향 전일 교통 량 자료를 바탕으로 군집분석법(cluster analysis)을 실행하고, 기초지자체의 도시유형별 미조사도로의 특 성을 일차적으로 분류하였다. 이들 분류된 군집유형 을 기지의 정보로 활용하여 전문가시스템 (expert system)을 개발하고, 경기도 내 모든 미조사 지선도 로에 확대 적용하여 교통량을 추정하였다. 자세한 개 발과정은 Kim et al. (2012)의 논문을 참조할 수 있다.
3. 결과 및 고찰
3. 1 지역별 차량등록대수와 주행거리 비교
경기도를 남부지역과 북부지역으로 나누어 교통 통행량을 특성을 비교하였다. 경기도 내 주요 간선도 로의 교통량은 “경기도 교통DB센터”의 2008년도 자 료를 이용하여 산정하였다. 경부고속국도, 영동고속 국도, 서해안고속도로가 통과하는 남부지역이 북부지 역보다 교통량이 더 높은 것으로 조사되었다. 남부지 역 중 경부고속국도 및 영동고속국도가 통과하는 용 인시의 교통량이 1,898,848대/일로 가장 높았으며, 다음으로 경부고속국도 및 서해안고속국도가 통과하 는 화성시가 1,677,423대/일로 높게 조사되었다. 북
부지역은 서울외곽순환고속국도가 통과하는 고양시 의 교통량이 1,916,375대/일로 높게 조사되었으며, 반면에 면적이 작고, 도로 연장이 짧은 지역, 인구가 적은 지역인 동두천시와 연천군의 교통량은 각각 62,893대/일, 94,626대/일로 낮게 조사되었다.
도로이동오염원의 배출량을 산정하기 위한 Tier 3 는 자동차의 VKT를 이용하는 방법으로 본 연구에 서는 경기도 내 주요 간선도로의 도로 교통량과 GIS 도로맵을 이용하여 경기도 각 지역의 총 주행거리를 산정하였다. 그림 2는 경기도 전 지역의 차종별 주행 거리 비율을 나타낸 것이다. 승용차의 VKT는 63.0%
로 매우 높은 비율을 차지했으며, 소형트럭 21.6%, 소형버스 5.2%, 중형트럭 4.9% 순으로 나타났고 시
내버스가 0.3%로 가장 비율이 낮았다.
도로수송 부문에서 Tier 1, Tier 2 및 Tier 3을 이용 하여 배출량을 산정할 때, 각각 활동자료로 사용되는 각 지자체별 이륜차를 제외한 연료사용량 및 차량등 록대수와 실제 교통특성을 반영하는 VKT를 비교분 석하였으며, 그 결과는 표 2와 같다. 2008년도 연료 사용량은 경기도의 31개 시∙군 중 고양시가 754,252 toe/yr로 가장 많았으며, 수원시가 725,047 toe/yr, 용 인시가 665,540 toe/yr 순이었다. 차량등록대수는 수원 시 358,329대, 고양시 309,490대, 용인시 305,201대 순으로 많았다. 경기도 지역별 총 주행거리는 화성시 가 743,706 천km∙대/yr로 가장 길었으며 용인시 691,626 천km∙대/yr, 안성시 585,382 천km∙대/yr, Table 2. Registered motor vehicles, amounts of fuel consumed, traffic volume, and VKT for each local city/county in
Gyeonggi Province.
Registered motor Amounts of
Traffic volume VKT City/County
Vehicles (number) fuel consumed
(number/day) (1,000 km∙vehicle
(TOE) number/yr)
Ansan 245,248 359,765 1,323,564 304,149
Anseong 70,245 207,970 660,356 585,382
Anyang 188,418 331,852 604,989 245,819
Bucheon 255,456 436,809 754,642 129,159
Dongducheon 27,725 45,799 62,893 67,704
Gapyeong 21,150 60,789 121,617 234,361
Gimpo 21,470 168,410 690,469 192,697
Goyang 309,490 754,252 1,916,375 486,430
Gunpo 90,986 130,951 555,441 120,826
Guri 83,364 113,102 401,972 165,615
Gwacheon 82,091 44,847 282,802 81,245
Gwangju 58,751 362,074 502,091 316,648
Gwangmyeong 103,397 150,727 236,031 29,165
Hanam 48,989 195,566 573,758 137,492
Hwaseong 188,009 477,218 1,677,423 743,706
Icheon 79,753 209,258 798,079 454,140
Namyangju 165,401 364,415 790,962 436,433
Osan 52,279 102,096 570,534 99,994
Paju 122,654 250,309 588,547 499,971
Pocheon 69,330 191,890 443,701 387,477
Pyeongtaek 162,060 402,748 795,537 564,550
Seongnam 287,615 538,076 1,220,488 448,932
Siheung 149,460 385,778 1,042,298 307,274
Suwon 358,239 725,047 1,188,620 348,938
Uijeongbu 121,152 270,237 173,724 109,369
Uiwang 43,976 126,800 530,987 183,323
Yangju 66,388 179,097 478,731 291,649
Yangpyeong 35,010 96,419 200,485 305,190
Yeoju 51,201 140,464 272,721 379,144
Yeoncheon 24,348 31,042 91,550 158,324
Yongin 305,201 666,540 1,898,848 691,626
평택시 564,550 천km∙대/yr 순으로 길게 조사되었 다. 경기도 31개 시∙군의 도로 수송부문의 온실가스 배출량 산정을 위한 Tier 1과 2의 활동자료인 연료소 비량과 차량등록대수는 수원시, 고양시, 용인시가 높 았으나, 실질적인 교통 이동특성을 반영하는 Tier 3 의 활동자료인 VKT는 화성시, 용인시, 안성시 순이
었다. 경기도 31개 시∙군의 차량등록대수와 연료사 용량과 VKT와의 상관성을 그림 3에 제시하였다. 차 량등록대수와 연료사용량과의 상관계수 R2은 0.84로 매우 높은 상관을 보였으나, 연료사용량과 VKT 두 변수 간의 상관계수 R2은 0.35로 경기도 지역별 연 료사용량과 실제 교통량을 나타내는 VKT의 상관성 은 높지 않게 분석됐다. 이는 차량등록대수나 연료사 용량이 실제 교통량을 반영하지 못한다는 의미이다.
3. 2 경기도 시∙군별 산정방법 간 온실가스 배출량 비교
2008년도 경기도 31개 시∙군의 도로수송부문에 대한 온실가스 배출량을 Tier 1, Tier 2 및 Tier 3 방법 으로 각각 산정하여 표 3과 그림 4에 제시하였다. 특 히, Tier 3은 통행량이 실제 조사된 활동자료를 바탕 으로, 주요 간선도로 상에서의 온실가스 배출량과 지 선도로에 대해서 교통량을 추정하는 프로그램을 적 용하여 간선도로와 지선도로의 배출량을 산정하여 비교하였다.
도로수송부문에서 사용되는 에너지원은 휘발유, 경 유, LPG, CNG로 나눌 수 있다. Tier 1 방법의 기본 활 동자료인 연료소비량을 TOE로 환산하여 표 2에 시∙
Fig. 2. Vehicle types apportioned on the basis of VKT in Gyeonggi Province.
Medium bus 1.2% Mini bus
5.2%
Taxi 1.1%
City bus 0.3%
Heavy bus 1.6%
Small truck 21.6%
Heavy truck Medium truck 1.2%
4.9%
Passenger cars 63.0%
Fig. 3. Regression analyses among amounts of fuel consumed, registered motor vehicles, and VKT of each local city and county in Gyeonggi Province.
400,000
350,000
300,000
250,000
200,000
150,000
100,000
50,000
0
Amounts of fuel consumed vs. VKT Regression line (r2==0.84)
Amounts of fuel consumed vs. Registered motor veh.
Regression line (r2==0.35) y==0.46x++1,517.3
y==0.57x++151,057
0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 700,000 800,000 Amounts of fuel consumed (TOE)
800,000
700,000
600,000
500,000
400,000
300,000
200,000
100,000
0
Registered motor vehicles(No.) VKT(103km∙vehicle No./yr)
Table 3. Comparison of 2008 GHG emissions from road transportation calculated by Tier 1, Tier 2, and Tier 3 for each local city/county in Gyeonggi Province. The emissions on branch roads were estimated by a new methodology developed.(Unit: t-CO2Eq/yr) Methods Tier 1Tier 2Tier 3(main roads)Tier 3 (main and branch roads) CO2CH4N2O TotalCO2CH4N2OTotalCO2CH4N2OTotalCO2CH4N2O Total Ansan788,682 3,983 12,644 805,310 1,148,894 4,918 21,476 1,175,288 700,888 5,348 6,470 712,705 1,053,320 8,332 10,290 1,071,941 Anseong511,082 1,584 8,666 521,332 352,199 1,214 6,292 359,705 738,882 5,313 6,042 750,236 820,017 5,849 6,773 832,638 Anyang724,750 3,518 11,544 739,812 839,897 3,664 16,385 859,946 392,409 3,007 3,829 399,244 845,201 6,604 8,761 860,566 Bucheon952,411 5,642 15,359 973,412 1,137,750 5,054 22,031 1,164,835 328,737 2,892 3,175 334,804 564,442 4,574 5,207 574,224 Dongducheon103,107 557 1,662 105,327 126,113 516 2,379 129,008 37,347 415 416 38,178 78,362 810 817 79,989 Gapyeong149,148 454 2,621 152,223 110,541 499 1,962 113,002 145,805 1,453 1,459 148,716 202,110 2,005 2,025 206,139 Gimpo453,710 799 8,450 462,958 454,652 1,874 8,225 464,751 253,509 1,959 2,334 257,802 348,497 2,661 3,198 354,356 Goyang1,605,332 9,078 25,545 1,639,955 1,341,664 5,518 26,876 1,374,058 1,400,730 12,017 12,752 1,425,499 1,652,014 14,183 14,952 1,681,149 Gunpo269,602 2,471 4,143 276,216 359,835 1,299 7,097 368,231 513,212 5,198 5,007 523,417 595,376 5,849 5,977 607,202 Guri225,795 1,474 3,272 230,541 267,536 1,069 5,162 273,767 289,706 2,550 3,877 296,134 338,447 2,808 4,129 345,386 Gwacheon82,888 643 1,175 84,706 89,135 330 1,881 91,345 477,480 2,323 2,717 482,521 525,737 2,675 3,105 531,518 Gwangju925,220 2,354 15,937 943,511 569,722 3,060 9,706 582,488 701,855 4,019 6,174 712,049 977,063 5,682 8,672 991,418 Gwangmyeong357,765 2,219 6,072 366,056 359,086 1,490 7,033 367,609 72,468 508 555 73,530 293,001 2,198 3,106 298,304 Hanam386,761 3,188 5,529 395,478 232,402 908 4,363 237,674 349,216 3,124 3,314 355,654 399,116 3,506 3,795 406,418 Hwaseong1,225,652 2,995 21,582 1,250,229 900,431 3,683 16,689 920,803 1,324,278 10,553 13,774 1,348,605 1,554,093 12,286 15,949 1,582,328 Icheon517,256 1,558 8,727 527,541 397,363 1,452 7,117 405,932 761,960 5,613 6,897 774,471 921,290 6,773 8,269 936,333 Namyangju927,059 2,501 16,558 946,117 773,835 3,230 14,605 791,671 638,743 6,059 6,234 651,036 874,987 8,194 8,344 891,524 Osan230,807 996 3,746 235,549 234,156 958 4,465 239,579 200,127 1,574 1,823 203,525 217,691 1,701 2,009 221,402 Paju605,360 2,782 10,310 618,451 615,497 2,696 11,033 629,227 521,450 4,110 4,628 530,187 631,851 5,033 5,681 642,565 Pocheon493,959 1,651 8,632 504,242 380,591 1,516 6,454 388,560 298,118 2,679 3,402 304,199 373,865 3,293 4,150 381,308 Pyeongtaek971,427 3,445 16,129 991,001 770,085 3,061 14,400 787,546 789,946 5,454 6,850 802,251 1,188,400 9,013 10,893 1,208,307 Seongnam1,033,229 11,271 15,321 1,059,821 1,248,156 4,948 25,651 1,278,754 904,660 8,004 9,127 921,790 1,642,990 13,586 15,089 1,671,664 Siheung955,292 3,196 16,634 975,122 703,744 2,601 13,104 719,449 1,120,942 9,004 11,408 1,141,355 1,372,463 10,181 12,840 1,395,484 Suwon1,552,862 9,417 25,347 1,587,626 1,564,715 6,671 30,832 1,602,218 832,423 6,530 8,324 847,277 1,197,294 8,749 10,937 1,216,979 Uijeongbu571,067 3,492 8,833 583,392 538,702 2,352 10,421 551,475 238,094 1,809 2,404 242,307 410,397 3,148 4,133 417,678 Uiwang295,367 1,129 5,052 301,548 193,008 738 3,741 197,488 767,943 6,451 7,185 781,579 807,541 6,738 7,620 821,899 Yangju449,046 1,254 7,725 458,025 333,112 1,474 5,939 340,526 461,955 2,959 4,736 469,649 528,371 3,460 5,423 537,252 Yangpyeong224,420 866 3,738 229,024 179,700 795 3,278 183,772 252,503 1,888 1,971 256,361 343,522 2,669 2,853 349,043 Yeoju338,323 1,188 5,752 345,263 331,029 1,187 4,958 337,174 403,588 3,393 3,181 410,162 506,154 4,271 4,174 514,600 Yeoncheon75,871 242 1,264 77,377 187,023 423 2,468 189,915 105,572 774 882 107,228 167,626 1,332 1,539 170,497 Yongin1,570,893 5,665 27,493 1,604,052 1,353,458 5,191 26,826 1,385,475 1,712,676 18,157 17,715 1,748,548 2,306,820 22,633 22,776 2,352,228 Total19,574,141 91,613 325,463 19,991,217 18,094,032 74,392 342,850 18,511,273 17,737,219 145,138 168,660 18,051,018 23,738,057 190,796 223,484 24,152,337
군별로 제시하였다. 유류사용량은 국가석유정보시스 템(KNOC, 2009)에서 자료를 조사하였으며, CNG는 각 지자체의 해당 도시가스공급업체에서 자료를 확 보하여 산정하였다. 경기도의 총 연료소비량은 이륜 차를 제외하고 경유 3,711 천TOE, LPG 2,563 천TOE, 휘발유 2,046 천TOE, CNG 200 천TOE로 조사되었 다. 이 연료소비량에 입각하여 최종 Tier 1 방법론에 의한 배출량을 산정하였다. Tier 1로 계산된 경기도 전체지역의 도로수송 부문의 온실가스 배출량은 19,991 kt-CO2Eq/yr이었다.
Tier 2 방법론으로 배출량을 산정하기 위해, 한국환 경공단의 “지자체 온실가스 배출량 산정지침”에 입 각하여 차량등록대수와 세부분류/연료별 차량 1대당 연료소비량을 이용하였다(KEC, 2011). 경기도 각 지 자체별 차량등록대수는 국토해양부의 자동차등록현 황을 이용하였으며, 차량분류는 IPCC 분류체계에 맞 추었다. 2008년 경기도의 IPCC 기준으로 분류한 차량 의 등록대수는 승용차 3,183,310대, 소형트럭 485,866 대, 중형트럭 및 버스 219,680대로 조사되었다. 이륜 차를 제외한 경기도 전체 차종별 연료소비량은 표 4 와 같다. 차종별 유류사용량은 승용차의 경우 휘발유 소비량이 전체 유류소비량의 약 39.2%를 차지하였 다. 소형트럭과 중형트럭 및 버스의 경우 경유소비량 이 전체유류소비량의 90.0%와 79.4%를 각각 차지하 는 것으로 분석되었다. Tier 2 방법에 의한 경기도 지
자체별 온실가스 배출량 산정결과는 표 3에 제시하 였으며, 경기도 전체지역의 도로수송 부문의 온실가 스 배출량은 18,511 kt-CO2Eq/yr로 계산되었다.
Tier 3 방법론은 주요 간선도로의 교통량을 바탕으
로 GIS 도로지도 상에서 도로연장을 이용하여 VKT 를 산정하였으며, 해당 배출계수를 이용하여 간선도 로에 대한 온실가스 배출량을 산정하였다. 또한, 미실 측 지선도로에 대해서는 교통량을 추정하는 프로그 램을 이용하여 배출량을 산정하였으며 산정결과는 표 3과 같다. 2008년도 Tier 3로 계산된 경기도 도로 수송부문의 주요 간선도로 상에서 배출되는 온실가 스 배출량은 18,051 kt-CO2Eq/yr이었으며, 지선도로 를 포함한 전체 배출량은 24,152 kt-CO2Eq/yr이었다.
지선도로를 포함할 경우 배출량이 33.8% 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 2008년도 경기도 31개 시∙
군의 도로수송부문에 대한 온실가스 배출량을 비교 한 결과 그림 5와 같이 산정방법론에 따라 차이를 보 Fig. 4. Comparisons of greenhouse gas emissions estimated by Tier 1, Tier 2, and Tier 3.
2,500,000
2,000,000
1,500,000
1,000,000
500,000
0
Tier 1 Tier 2 Tier 3 (main roads) Tier 3 (main and branch roads)
Ansan Anseong Anyang Bucheon Dongducheon Gapyeong Gimpo Goyang Gunpo Guri Gwacheon Gwangju Gwangmyeong Hanam Hwaseong Icheon Namyangju Osan Paju Pocheon Pyeongtaek Seongnam Siheung Suwon Uijeongbu Uiwang Yangju Yangpyeong Yeoju Yeoncheon Yongin
GHG emission(TonCO2eq)
Table 4. The amounts of fuel consumption used by Tier 2 in Gyeonggi Province. (Unit: TOE) Vehicle type Gasoline Diesel LPG CNG Cars 1,814,149 1,413,495 1,257,117 142,594 Light-duty truck 2,348 893,369 95,574 1,777 Heavy-duty truck & Bus 3,406 1,011,795 206,886 52,870 Total 1,819,903 3,318,659 1,559,577 197,241
였다. 총 배출량의 경우, Tier 3로 산정할 때 24,1525 kt-CO2Eq/yr로 가장 높게 계산되었으며, Tier 2로 산 정할 때 18,511 kt-CO2Eq/yr로 가장 낮게 계산되었다.
Tier 1 방법론의 경우 국가전체 배출량을 산정할
때는 비교적 어려움 없이 적용할 수 있었으나, 지자 체 수준에서 배출량을 산정할 경우 적합한 방법론은
아니다. 이는 해당 지자체 내에서 판매한 연료량과 지자체 내에서 소비하는 연료량이 동일하지 않기 때 문으로 경기도의 경우 배출량이 과소 산정되었다. 또 한 Tier 1에 사용되는 배출계수도 “2006년 IPCC 지 침” 속의 기본계수를 이용하므로 불확도가 클 수 밖 에 없다. 따라서 정밀 활동자료를 확보하거나 이면도 Fig. 5. 2008 GHG emissions from 31 cities/counties in Gyeonggi Province estimated by (a) Tier 1, (b) Tier 2, (c) Tier 3 from
main roads only, and (d) Tier 3 from main and branch roads together.
0~200,000 200,001~300,000 300,001~500,000 500,001~800,000 800,001~1,200,000 1,200,001~1,600,000 1,600,001~2,000,000 2,000,001~2,500,000 GHG emissions
(t-CO2Eq/yr)
(a) GHG emissions from Tier 1 (b) GHG emissions from Tier 2
(c) GHG emissions from Tier 3 (main roads)
(d) GHG emissions from Tier 3 (main and branch roads)
로와 같은 비실측도로의 교통량을 추정할 수 있는 모델링이나 시스템이 개발될 경우, 반드시 Tier 2 방 식보다는 Tier 3로 전환하여야 할 것이다.
Tier 2 방법론의 경우, 지자체 수준에서 Tier 1보다 는 더 정확한 배출량 산정방법이다. 하지만 차량등록 대수에 따라서 배출량이 산정되기 때문에, 앞에서 언 급하였듯이, 차량등록대수가 실제 교통량을 정확히 반영하지 못한다는 문제점이 있다. 경기도 31개 시∙
군 중 차량등록대수가 가장 많은 수원시는 Tier 2에 입각한 배출량은 1,602 kt-CO2Eq/yr로 가장 많았으 나, VKT 교통량에 바탕을 둔 Tier 3에 입각한 배출량 은 1,217 kt-CO2Eq/yr로 VKT가 상대적으로 긴 용인 시의 2,352 kt-CO2Eq/yr, 고양시의 1,681 kt-CO2Eq/yr 보다 배출량이 적었다. 차량등록대수를 기준으로 하 였을 때, 수원시가 2008년 도로수송부문 배출량이 가장 높게 산정되었지만, 실제교통량을 기준으로 하 였을 때는 용인, 고양, 성남, 화성, 시흥시가 수원시보 다 배출량이 더 높게 산정되었다. 이는 차량등록대수 가 이동오염원의 특성을 잘 반영하지 못한다는 것을 의미한다.
4. 결 론
본 연구에서는 경기도 31개 시∙군별 도로수송부 문의 온실가스배출량을 Tier 1, Tier 2 및 Tier 3에 따 라 각각 산정하여 비교 분석하였다. 도로수송부문은 방법론에 따라 연료소비량을 이용하는 방법(Tier 1, 2)과 실제 교통특성을 반영하는 VKT를 이용하는 방 법(Tier 3)이 있으며, 연료소비량에 바탕을 둔 방법론 은 지자체별 실제 교통량을 반영하지 못한다. 도로수 송부문의 배출량을 3가지 방법별로 산정한 결과, 경 기도 전체지역의 배출량은 Tier 1의 경우, 19,991 kt- CO2Eq/yr, Tier 2의 경우, 18,511 kt-CO2Eq/yr, Tier 3 의 경우, 24,152 kt-CO2 Eq/yr이었다. 시군별 배출량 역시 방법론에 따라 커다란 차이를 보였다. Tier 1의 경우, 연료 판매량이 가장 많은 고양시가 1,640 kt- CO2Eq/yr로 가장 배출량이 컸으며, 차량등록대수가 활동자료로 사용되는 Tier 2는 수원시가 1,602 kt-CO2
Eq/yr로 가장 컸다. 반면에 실제 교통량을 고려한 Tier 3를 이용할 경우, 경부고속도로와 영동고속고로 가 통과하며 차량통행량이 많은 용인시가 2,352 kt-
CO2Eq/yr로 가장 많은 온실가스 배출량을 보였다.
따라서 도로수송부문의 온실가스 배출량을 산정할 때, Tier 1, 2는 국가단위에 적용할 경우 비교적 정확 하며 운용이 간단한 방법론으로 간주할 수 있으나, 지자체 단위에 적용할 경우 이동오염원의 규모, 차 종, 연비, 저감장치의 특성을 반영할 수 없으므로 실 제 배출량과 커다란 차이가 발생한다. 한편, Tier 2는 국가 고유한 배출계수를 사용한다는 장점이 있으나, 차량의 실질적인 이동특성을 반영하지 못한다는 문 제점을 가지고 있다. 또한 Tier 3은 차량의 실제 교통 량을 이용한 주행거리를 반영하지만 교통량 등 방대 한 활동자료를 완벽하게 확보할 수 없을 경우 과소 평가되는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서도 미실 측 지선도로망을 고려하지 않았을 경우, Tier 3의 배 출량이 18,051 kt-CO2Eq/yr로 모든 방법론 중 가장 낮았으나, 지선도로망을 고려할 경우 24,152 kt-CO2
Eq/yr으로 주요 간선도로만을 계산할 때보다 33.2%
증가하였다.
결론적으로 지자체별 도로수송부문의 온실가스 배 출량은 산정방법론에 따라 분설결과에 차이가 발생 하며 지자체별 감축목표 설정 등을 위해서는 실제 교통량 특성을 반영한 Tier 3 방법론이 적합한 것으 로 볼 수 있다. 그러나 이를 위해 미실측 도로에 대 한 활동자료의 추가적인 확보와 교통량 추정 방법론 의 개발과 투자가 요구된다.
감사의 글
본 연구는 2010년 한국환경공단의 지자체 온실가 스 배출량 산정사업과 국토해양부의 미래도시철도기 술개발사업의 연구비 지원(과제번호 #09 미래도시철 도 A-01)의 일환으로 수행되었으며 이에 감사드립니 다. 본 연구결과는 한국환경공단의 정책방향과 다를 수 있습니다.
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