풍력소음의 환경영향평가 현황 및 개선방안

1. 머리말

풍력발전은 정부의 신재생에너지 보급 확대 정 책에 부합하는 중요한 에너지원이다. 그러나 풍 력발전단지 인근 주거지역에서의 환경적 영향 (풍력소음, 동식물 영향 등) 및 거주민들의 민원 이 지속적으로 발생하고 있어 풍력발전시설의 보급 확대에 어려움을 겪고 있다. 특히, 풍력소음 에 대해서는 그림 1과⁽¹⁾같이 도로소음이나 철도 소음, 항공기 소음 등의 교통소음보다 상대적으 로 성가심 반응이 더 높기 때문에 이에 대한 대책 마련이 필요하다.

또한, 풍력발전기 운영 시 노출되는 풍력소음

을 일반적인 생활소음 규제기준으로 관리하고 있고, 풍력소음(저주파음) 특성을 고려한 측정 및 평가방법이 마련되어 있지 않아 풍력소음 영 향이 제대로 평가되지 않고 있다.

따라서 이 글에서는 풍력소음의 환경영향평가 에 대한 국내외 현황을 알아보고, 향후 풍력소음 의 환경영향평가 가이드라인 마련을 위한 개선 방안을 고찰하고자 한다.

2. 풍력소음 영향평가 체계

유럽과 미국 등의 선진국에서는 배경소음이 낮 은 시골 지역에 25년 이상 풍력발전시설을 건설

* E-mail : ympark@kei.re.kr

풍력소음

환경영향평가 현황

개선방안

박영민*, 김경민

(한국환경정책∙평가연구원)

풍력소음

그림 1 풍력소음과 교통소음(항공기, 도로, 철도)에 대한 성가심 반응

특집: 풍력소음

특집: 풍력소음

하고 있다. 한 전문가는 일반적으로 이와 같은 풍 력발전시설에서 약 1.0 mile(약 1.6 km) 이내에 살 고 있는 사람들이 해마다 소음으로 인한 피해를 겪을 수 있다고 주장하며, 주요 피해로는 다음과 같이 제시하고 있다⁽²⁾.

- 부동산 가치 감소

- 야간 시간대 수면 부족과 불안 등으로 인한 건 강 악영향

- 매년 지속적으로 발생하는 풍력소음으로 인 해 창문과 문을 닫은 채로 생활

- 장기간 (초)저주파 노출로 인한 직간접적 영향

특히, 20 Hz 이하의 초저주파음은 신체의 자연 스러운 바이오리듬을 방해할 수 있고, 풍력단지 인근 거주민과 동물에 악영향(임산부와 동물, 태 아 및 신생아의 DNA 손상 포함)을 미칠 가능성 이 있다.

이와 같은 풍력소음 피해를 최소화하기 위해서 는 풍력발전단지 계획 단계부터 풍력발전시설 운영 시 발생할 수 있는 잠재적 소음 영향을 제대 로 평가하고 관련 방지대책을 수립하여 주민 수 용성을 제고하는 것이 중요하다. 풍력발전단지 계획 단계에서의 소음영향을 평가하기 위해서 는 일반적으로 다음과 같은 단계로 수행한다.

① 기존 배경소음 측정(풍력발전단지 입지 전)

② 풍력발전단지 예정 위치에서의 풍속 측정

③ 풍력소음 규제수준 정의

④ 공사 및 운영 시 인근 지역을 대상으로 풍력 소음 예측

⑤ 풍력소음 규제수준 준수 여부 평가

우리나라에서는「환경영향평가법」및 동법 시행령 [별표 3]의 규정에 따라 풍력발전시설용 량이 100,000 kW 이상인 사업장에 대해서는 환 경영향평가를 받는다. 다음과 같이 풍력발전단 지 사업에 대한 환경영향평가 시, 풍력소음을 생활소음 규제기준에 일괄 적용하여 평가하고 있다.

- 풍력발전시설 공사 시, 생활소음 규제기준 내

‘공사장’기준 적용

- 풍력발전시설 운영 시, 생활소음 규제기준 내

‘사업장 기타’기준 적용

(주거지역 등의 정온을 요하는 지역 기준, 주 간 시간대 55 dB(A), 야간 시간대 45 dB(A))

※ 풍력소음의 환경영향평가

�

운영 시 소음∙진동 영향 예측 및 저감방 안 수립

[공사 시] 공사장비 가동 및 발파 시행에 따 른 영향 예측

[운영 시] 풍력발전시설 가동에 따른 영향 예측

- 저감방안 시행여부를 관리하기 위하여 사 후 환경영향조사 계획 수립

또한, 풍력발전시설의 저주파음 영향평가에 대 해서는 법적 규정이 없어 2009년 한국환경정 책∙평가연구원(박영민)의 연구보고서에서 제 안한 내용에 근거하여, 1 Hz ~ 80 Hz 대역의 저주 파음을 예측하며 Overall 값이 90 dB(G)를 초과할 수 없도록 권고하고 있다⁽³⁾. 이외 일본 환경성에 서는 인체와 물체를 대상으로 중심 주파수별 저 주파 권고치를 제시한 사례도 있다.

3. 주요 선진국에서의 풍력소음(저주파음) 관리 현황

주요 국가에서의 풍력소음(저주파음) 규제는 평 가방법에 따라 표 1과 같이 우리나라와 같은 절대 적 규제(고정 한계치), 상대적 규제(풍속 또는 배 경소음에 따른 한계치) 그리고 복합적 규제(절대 적 규제 또는 상대적 규제)로 관리하고 있다. 단, 아직까지는 가청음에 대해서만 규제를 하고 있으 며, 저주파음에 대해서는 현재까지도 관련 연구가 계속되고 있어 권고치로 제시하고 있는 실정이다.

특집: 풍력소음

스웨덴(환경청)에서는 풍력소음에 대한 성가심 반응 연구결과를 활용하여 풍력발전시설 허가 시 소음 평가기준(시골지역 35 dB(A), 주거지역 40 dB(A), 지상 10 m 풍속 8 m/s 기준)을 설정하였 다. 이 연구에서는 풍력소음에 노출된 사람들을 대상으로 성가심 반응을 조사한 결과, 35 dB(A) ~ 40 dB(A)의 풍력소음에 노출된 사람들 중 10 %는 성가시게 반응(annoyed)을 하였으며, 6 %는 더욱 심각한 성가심 반응(highly-annoyed)을 보였다.

한편, 풍력소음 영향을 사전에 차단하기 위해 이격거리를 설정하여 관리하는 방법이 있다. 이 방법은 풍력발전시설 계획 시 필요조건으로 대 상 시설에서 가장 가까운 주거지역까지의 거리 를 설정하는 방법으로 소음원에서 멀어질수록 소음이 낮아진다는‘거리감쇠’에 근거를 두고

있다. 하지만 실제로 풍력소음의 전파 형태가 이 격거리 뿐만아니라 주변 지형이나 기상조건 등 의 영향으로 매우 복잡하기 때문에 이격거리를 강제하지 않고 다음과 같이 권고사항으로 제시 하는 나라가 대부분이다.

●주요 이격거리(SETBACK) 권고치⁽⁴⁾

1.5 km French Academy of Medicine, UK Noise Association

Acoustic Ecology Institute (USA) 1.6 km Dr. Amanda Harry (UK), LECTHER

township(USA South Dakota)

2 km Dr. Nina Pierpont (NY State), Frey and Hadden (UK)

NSW., Vic. GOVERNMENT (AUS), NZ

표 1 풍력소음 평가지표 및 한계치

구분 관할국가 풍력소음 평가지표 시골 지역 주거 지역

독일 L

r

절대적 Night: 45 Night: 35~40

규제 네덜란드 L

_den

_den

L

_night

_night

스웨덴 L

_Aeq

L

_r

덴마크 L

_r

상대적 저주파 L

pALF

규제 Day: increase of 5 dB(A) with reference

프랑스 L

_Aeq

to background noise level

뉴질랜드 L

A90(10 min)

L

A90(10 min)

A90(10 min)

(서)호주 L

_Aeq,10

복합적 L

A90(10 min)

A90(10 min)

규제 Day: background + 5 dB(A),

영국 L

A90(10 min)

Night: background + 5 dB(A) with a lower limit of 43 dB(A)

자료: International Legislation for Wind Turbine Noise(2015)

특집: 풍력소음

이외 미국 오리건주의 경우, 시골지역에 입 지하는 풍력발전단지를 대상으로 최소 2 mile (약 3.2 km) 이격 권고.

●풍력발전기 전체 높이를 고려한 이격거리 (buffer zone) 강제규정 사례

- 폴란드: 블레이드를 포함한 풍력발전기 전체 높이의 10배 이격

- 독일 바바리아주: 풍력발전기 전체 높이 의 10배 이격

(초)저주파음은 음향특성 상, 원 거리까지 전파 되기 때문에 풍력발전단지 인근 거주민에 대한 악영향을 최소화시키기 위해서는 약 1.5 km의 완 충 지역(buffer zone)을 필요로 한다. 단, 배회하는 동물들은 지속적으로 풍력소음에 노출된다.

4. 풍력소음의 환경영향평가 개선방안

4.1 풍력소음 측정 및 예측방법 마련

우리나라는 아직 풍력소음 전파 특성과 인근 지형 특성 등을 고려한 측정 및 예측방법이 마련 되지 않았다.

이에 따라 현재는 풍력소음 측정 시「소음∙진 동공정시험기준」에 준하여‘규제기준 중 생활소 음 측정방법’에 따라 측정하고 있으며 풍속이

5 m/s를 초과할 때에는 측정하여서는 안 된다고 규정하고 있어 풍력발전단지 현장 조건과 부합 하지 않는다. 또한 특정 풍속 이상에서는 풍력발 전시설에서 발생하는 소음이 바람 소리에 의한 배경소음에 의해 마스킹될 수 있기 때문에 향후 해와 연구사례와 장기간 기술 연구를 토대로 특 정 풍속 이상에서 측정한 데이터는 분석 시 제외 하는 등 풍력소음 특성을 고려한 공정시험방법 마련이 필요하다.

또한, 환경영향평가 시 공사 및 운영에 따른 풍 력소음을 예측할 때 기존 2009년 한국환경정 책∙평가연구원(박영민)의 연구에서 제안한 예 측식을 사용하고 있다. 그러나 이 예측식은 해외 연구사례를 토대로 제안한 것이기 때문에 국내 현장특성을 반영한 장기간의 측정치를 기반으 로 한국형 풍력소음 예측식을 마련해야 한다. 예 측식 마련 시, 모든 풍력발전기가 동시에 가동되 는 것을 기준으로 하며, 육상과 해상에서의 풍력 소음 전파특성이 다르기 때문에 이를 구분하고

‘거리감쇠’와 대기흡음에 의한 감쇠 등을 고려 할 필요가 있다.

4.2 적정 이격거리 검토방향 및 풍력소음 모니터링 개선

환경부는‘육상풍력 개발사업 환경성평가 지 침’(‘14.10. 제정) 개정 시 민가 이격거리 제한 규

그림 2 주요 국가의 소음규제기준을 만족하기 위해 필요한 평균 이격거리 사례 주: 일반적인 풍력발전기(upwind 유형) 3기 가동 기준, ISO 9613.2 예측모델 사용.

자료: NSW GOVERNMENT, 2016, Wind Energy: Noise Assessment Bulletin.

특집: 풍력소음

정 신설 등 풍력소음 관리기준을 강화하고자 하 였으나 풍력소음 특성을 고려한 측정 및 평가방 법이 마련되지 않은 현 시점에서 풍력소음 관리 기준의 강화 또는 완화에 대해 논할 단계는 아닌 것으로 판단된다. 다만, 풍력발전시설(단지)과 인근 주거지역 간에 적정 이격거리에 대해서는 풍력발전 규모별로 예상 소음영향지역을 선정 하여 주요 이격거리별로 장기간 지속적인 소음 모니터링(계절별 영향 분석 포함)과 저주파음 노 출로 인한 인체영향 연구 등이 선행되어야 하며, 향후 이에 대한 연구결과를 토대로 이격거리 등 을 포함한 풍력소음 관리기준에 대한 논의를 하 는 것이 바람직하다.

한편, 환경영향평가 대상 사업장에 대해서는 풍력발전기 운영 시 풍력소음 영향조사(모니터 링) 등을 포함한 사후 환경영향조사를 의무적으 로 수행해야 한다. 그러나 풍력소음 영향조사 시 모니터링 및 결과활용에 대한 세부지침이 없어 규제기준 준수 여부만 판단할 뿐 형식적으로 진 행되고 있다. 따라서 다음과 같이 주요 사항에 대 한 세부지침 마련이 필요하다.

∙모니터링 주기: 풍력소음은 시간에 따라 변 하는 풍속 및 풍향에 영향을 받기 때문에 분 단위의 일시적인 소음 측정보다는 일 단위의 모니터링 도입 필요

∙모니터링 항목: 저주파음 영향 분석을 위해 기존 환경소음과 함께 저주파음 동시측정 (주풍향 및 풍속 모니터링 포함)

∙모니터링 위치: 지향성 및 이격거리에 따른 영향 분석을 위해 풍력발전기 전면, 측면, 후 면을 기준으로 주요 이격거리별로 모니터링 위치 선정

∙결과분석 및 활용

- 풍속에 따른 소음영향 분석, 1/3 옥타브 분 석 등

- 각 사업장 별 모니터링 결과는 환경부 또는 관할 지자체 간의 공유를 통해 풍력소음 실 태를 파악하고 향후 제도 개선 시 활용 이외 풍력소음 측정 뿐만아니라 인근 거주민들

을 대상으로 설문조사 등을 통해 실태를 파악하 고 사후 대책 마련에 활용해야 한다.

4.3 풍력소음 노출에 따른 성가심 반응 연구 풍력소음 노출에 따른 성가심 반응은 스트레스 증상과 높은 상관성이 있으며⁽⁵⁾, 이는 곧 건강에 도 직∙간접적으로 영향을 미칠 수 있다. 풍력소 음 노출에 따른 성가심 반응에 영향을 미치는 인 자는 다음과 같이 음향학적 영향인자와 비음향 학적 영향인자로 구분할 수 있다.

∙음향학적 영향인자: 진폭변조 인지, 저주파음, 야간시간대 노출 등

∙비음향학적 영향인자: 경제적 이익(지원혜 택 제공여부), 시각적 영향, 예측성 지향, 사 고방식 및 공정성 등

일반적으로 인근 풍력발전기로부터 멀리 떨어 질수록 전파되는 소음도가 낮아지기 때문에 풍 력소음 인지 및 성가심 반응이 낮아지지만 이격 거리 이외의 요인들도 성가심 반응에 영향을 미 친다. 예를 들어 상대적으로 가까운 이격거리에 위치해 있음에도 불구하고 계절별로 바뀌는 주 풍향 및 풍속에 따라 풍력소음 인지 및 성가심 반 응이 낮은 마을이 있다. 또한, 물리적인 소음도 뿐만아니라 풍력발전단지 입지로 인해 경제적 혜택을 지원받거나 거주지에서 풍력발전기가 보이는 지 여부 등의 비음향학적 영향인자에 따 라서도 성가심 반응은 달라질 수 있다. 계절별로 는 여름에 주로 창문을 열고 생활하기 때문에 풍 속이 상대적으로 낮음에도 불구하고 풍력소음 에 노출이 많이 되며, 겨울에는 바람이 많이 불기 때문에 높은 성가심 반응을 호소한다.

이외에 풍력발전시설의 저주파음에 대해서는 평가 필요성을 논하기 전에 저주파음에 대한 명확 한 정의가 필요하다. 국제적으로 저주파음에 대한 표준이 없기 때문에 국가마다 저주파 대역 범위 등의 정의가 상이하여 관련 연구결과의 활용에 어 려움이 있다. 사람의 가청 주파수 대역은 일반적 으로 20 Hz ~ 20,000 Hz로 알려져 있는데, 통상적으 로 저주파 대역은 1 Hz ~ 200 Hz 정도로 볼 수 있다.

특집: 풍력소음 5. 맺음말

지금까지 우리나라에서는 풍력소음에 대한 연 구가 단편적으로 일부 연구만 진행되어 왔다. 풍 력발전단지를 둘러싼 논란과 갈등을 해결해 나 가기 위해서는 제도 정비 차원에서 다음과 같은 연구가 필요하다.

현재와 같은 단기간 일회성 연구가 아닌 보다 구체적이고 명확한 장기간의 연구가 필요하다.

일본의 경우에는 풍력소음에 대한 연구를 장기 간 진행하고 있으며, 올해는 지난 5년 이상의 연 구결과를 1차적으로 정리하여 발표할 예정이며, 앞으로도 지속적으로 연구를 진행할 계획을 갖 고 있다. 따라서 우리나라도 최소한 5~8년 이상 의 장기간 정책과 기술에 대한 다양한 연구를 바 탕으로 영향 범위에 대한 획정과 그 결과에 기초 하여 보다 객관적인 제도가 구축되리라 사료된 다.

참고문헌

(1) Janssen, S. A., Vos, H., Eisses, A. R., &

Pedersen, E., 2011, A Comparison between Exposure-response Relationships for Wind Turbine Annoyance and Annoyance due to Other Noise Sources, The Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 130, pp.

3746~3753.

(2) Wind Turbine Noise Adversely Impact Nearby People and Animals, 2016, Willem Post, (http://www.theenergycollective.com/willem- post/2395070/wind-turbine-noise-adversely- impacts-nearby-people-and-animals).

(3) 박영민, 2009, 풍력발전시설에서 발생하는 환경소음 및 저주파음의 영향.

(4) International Symposium - Oct. 2010 (WIND TURBINE NOISE, John Harrison - Queen’s University)

(5) Berg, F., Pedersen, E., Bouma, J. and Bakker, R., 2008, WINDFARMperception Visual and Acoustic Impact of Wind Turbine Farms on Residents.