施 工 管 理 大 韓 土 木 學 會 論 文 集
第29卷 第5D 號·2009年 9月 pp. 627~634
하수처리시설 BTL사업의 합리적인 운영비 산정방안
Efficient Evaluation Method of Operation Cost for Wastewater Treatment Plant by BTL Contract Type
강인석*·윤선미**·권중희***
Kang, Leen Seok·Yoon, Sun MI·Kwon, Joong Hee
···
Abstract
The BTL (Build-Transfer-Lease) contract of construction project serves as a part for early establishment of industrial foun- dation for social overhead capital. However, project cost of BTL contract is focused on initial construction cost. Accordingly, operation cost is lowly evaluated because there is no standard criterion for estimating maintenance cost for the facility. The low operation cost can be a factor that reduces service quality of facility operation. This study suggests a resonable method for esti- mating cost and manpower in the operation phase by using the existing practical data for wastewater treatment plant by BTL contract. The results of the study can be used for evaluating rough operation cost and manpower of similar plant project by facility size.
Keywords :BTL (Build Transfer Lease), wastewater treatment plant, operation cost, regression analysis
···
요 지
최근 국내에서 많이 시행되고 있는 BTL(Build Transfer Lease)사업은 수익성이 낮은 문화, 교육, 복지부문의 사회기반시 설을 조기에 확충함으로써 국민들의 삶의 질을 높여주는 역할을 한다. 그러나 현재까지 BTL사업의 공사비는 초기공사비에 중점을 두고 있으며, 상대적으로 운영비 산정에 대한 합리적 기준이 정해져 있지 않아 비효율적인 낮은 운영비 관리체계가 되고 있다. 저가 운영비는 사업완공 후 시설 운영시 서비스의 질을 저하할 수 있고, 사업의 성과에도 큰 영향을 미친다. 따 라서 본 연구에서는 기존 하수처리시설의 운영부문에 대한 실적자료를 이용하여 사업계획 초기에 운영비와 운영인력을 산정 하는 방안을 제시한다. 이러한 연구는 향후 BTL사업으로 시행되는 하수처리시설의 계획시 시설 규모에 따른 개략적인 운영 비 산정에 활용성을 갖을 것으로 기대되며, 타 시설물의 BTL사업 운영비 산정체계 구축시 참고 자료가 될 수 있다.
핵심용어 : 임대형 민간투자사업, 하수처리시설, 운영비, 회귀분석
···
1.
서 론1.1 연구의 배경및목적
정부는 수익형 민간투자사업(BTO, Build-Transfer-Operate) 으로 추진이 어려웠던 교육시설, 문화복지시설, 하수관거, 군 인관사 등으로 민간투자 대상시설물을 확대하는 민간투자법 을 개정한 바 있다. 이후 2005년 1월부터 새로운 조달시스 템이 적용되는 임대형 민간투자사업(BTL, Build-Transfer-
Lease)을 국내건설시장에 도입하였다(김경현, 2007).
BTL사업이란 민간이 투자하여 시설을 완공한 후에 20~30 년간의 운영을 통한 시설 임대료를 지급받음으로써 투자비 를 회수하는 방식이다. 여기서 시설 임대료는 시설의 운영기 간 동안 발생된 운영비에 시설투자비를 포함한 금액으로써 운영기간 동안 지급받게 된다. 운영기간 동안 서비스 질이
좋지 않으면 시설투자비를 포함한 운영비에 대한 금액을 보 장 받지 못하므로 적절한 운영비를 통한 체계적인 운영이 사업의 성패를 결정한다고 할 수 있다.
그러나 2005년부터 시행된 BTL사업은 사업 기간이 오래 되지 않았기 때문에 아직까지는 관련 자료가 매우 부족한 상황이며 특히 운영부문에 있어서는 그 정도가 더욱 심한 상황이다(노정호, 2006).
따라서 기존에 건설되어 운영되고 있는 유사시설물의 운영 부문에 대한 실적자료를 바탕으로 신규 계획시설에 개략적 운영비 산정 도구로 활용될 수 있는 운영비 산정체계가 구 축될 필요가 있다. 본 연구에서는 BTL사업의 대상시설 중 기존시설의 운영부문에 대한 실적자료를 정리하여 발표하고 있는 하수처리시설을 대상으로 하수처리시설 BTL사업의 운 영비 산정 방안을 제시한다. 이는 향후 BTL사업의 대상이
*정회원·경상대학교 토목공학과 공학연구원 교수 (E-mail : [email protected])
**정회원·교신저자·(주)수성엔지니어링 (E-mail : [email protected])
***정회원·(주)KCMC (E-mail : [email protected])
되는 시설물들의 운영비 산정체계 구축 방법으로 참조될 수 있을 것으로 판단된다.
1.2 연구범위및 방법
본 연구에서는 BTL제도로 시행되고 있는 대상시설물들의 운영부문에 대한 동향과 운영체계 및 추진현황을 조사한다.
그리고 환경부에서 2006년 발표한 하수도 통계를 바탕으로 하수처리시설의 현황을 파악한다. 이를 바탕으로 BTL사업으 로 시행되는 하수처리시설의 운영부분의 문제점을 분석한다.
도출된 하수처리시설 운영부문의 문제점을 개선하기 위해 기 존 하수처리시설의 운영부문의 실적자료를 이용하여 운영비 와 운영인력을 구하는 방안을 제시한다. 분석에 사용된 실적 자료는 환경부에서 발표한 2006년 하수처리시설 운영실태 보고서를 참고하였으며 MS-Excel 2007을 사용하여 모델링 한다. 본 연구의 범위 및 방법은 그림 1과 같은 체계로 이 루어진다.
1.3 연구동향
본 연구에서는 BTL사업 대상시설물들의 운영비 부분에 대 한 기존 연구동향을 분석하였다. 김석봉(2000)은 군시설물을 대상으로 표본건물을 선정하여 건물의 수선주기와 수선율을 고려하여 유지보수비 산출식을 유도하고, 군시설물의 적정 유지보수비를 산정하였다. 유영훈(2006)은 교육시설의 유지 관리 실적을 조사 분석하여, 유지관리비의 실적자료를 수집 하고, 건물 수선 유지관리비, 청소용품 구입비, 시설 정기점 검 비용 등 시설의 유지관리비, 개인 업무량을 분석하여 유 지관리비용을 시설물 면적당 비용으로 환산하여 제시하였다.
박문선(2007)은 초·중·고 교육시설 BTL사업을 대상으로 유지관리비를 비교하여 문제점을 분석하고 유지관리비용 추 정에 활용될 수 있는 연구를 수행하였다. 유상웅(2005)은 국 내 하수처리장 유지관리비용의 실태와 개별항목별 비용을 분 석하여 제시하였다.
국외에서는 Barco(1994)가 공공시설과 사회기반시설의 유 지관리 및 보수에 들어가는 예산체계를 도출하였으며 이를 실제 사례에 적용하여 비용절감 효과를 증명하였다. Min Liu외(2006)는 교량을 대상으로 시간의 흐름에 따라 구조적 관점에서 분석을 실시하여 운영시 지출되는 유지관리비, 파
손 및 사용자비용 3가지 항목을 포함하는 생애주기비용을 구하여 이를 이용한 유지관리 방법론을 제시하였다.
기존 연구에서는 군시설과 교육시설 및 교량을 중심으로 운영부문의 문제점을 분석하고 절감방안 및 운영비산정체계 분석에 관한 연구들이 진행된 바 있다. 그러나 대상시설물들 의 운영부문에 대한 실적자료를 체계적으로 정리하고 있지 않아 한정된 표본을 대상으로 연구가 수행되었다. 본 연구에 서는 운영부문의 실적데이터를 체계적으로 조사하고 있는 환 경부의 200여개 하수처리시설 운영비를 분석하여 시설용량 별 운영비 및 인력 운영방안을 제시하고 있다.
2. BTL
사업의운영 체계 및추진 현황2.1 하수도 BTL사업의운영 체계
BTL사업은 사업시행자 (SPC:Spacial Purpose Company) 가 설계, 자금조달, 건설, 운영(유지보수)을 모두 담당하는 방식으로 추진된다.
운영비의 지급은 연차적으로 재정을 부담하고, 시설의 경 제적 내용연수 등을 감안하여 개별사업별로 적정 기간을 설 정할 수 있다. BTL사업은 사업시행자가 금융기관이나 건설 회사 등에 대출을 받거나 출자를 받은 뒤에 설계회사, 건설 회사, 감리 등의 비용을 지불한다. 공사가 완료된 후에 하수 도세금의 수익은 주무관청이 관리하고, 운영기간에 사용되는 운영비는 사업시행자가 지출한 뒤에 분기별로 주무관청에서 시설 투자비를 포함한 운영·유지보수비를 지급받는다. 사업 시행자는 지급된 임대료를 금융기관이나 펀드, 건설회사, 운 용회사 등에 배당금이나 대출 원리금을 지불한다. 또한 서비 스에 대한 연차별 평가 후에 서비스의 질이 좋지 않으면 시 설투자비를 포함한 운영비 등을 일정비율 차감하고, 차후에 서비스가 개선되면 차감된 금액의 일부를 환원시켜 주는 성 과금 개념을 포함하고 있다(기획예산처).
이와 같은 운영체계에서 사업시행자는 BTL사업 계획단계 에서 대상이 되는 시설물의 적정한 시설투자비와 운영비를 산정하는 것이 중요하다. 그러나 민간투자사업을 제외한 기 존의 건설공사 입찰방식에서는 운영비를 고려하지 않은 사 업초기에 필요한 개략공사비만을 산정하여 제시하였다. 따라 서 운영단계가 포함된 BTL사업에서는 기존에 운영되고 있 는 유사시설물들의 운영부문에 대한 실적데이터를 분석하여 적정한 운영비를 산정할 필요성이 있다.
2.2 BTL사업의추진현황
2005년에 도입된 BTL사업은 정부의 예산만으로 단기간에 확보하기 힘든 하수처리시설, 하수관거, 학교, 도서관 등의 시설물을 조기에 확보할 수 있다. 이를 통하여 국민들에게 필요한 공공시설물을 조기에 확충함으로써 지역 및 계층간 의 교육, 문화, 복지 서비스의 격차를 줄이는데 도움이 된다.
현재 진행되고 있는 BTL사업은 2005년 3조8천억, 2006년 7 조2천억원, 2007년 9조2천억원으로 매년 총사업비가 증가하 고 있는 추세이다(기획예산처).
이와 같은 추세라면 향후 일정수준의 BTL사업 건수가 계 속 발주될 것으로 판단되고 총 사업비의 규모는 계속 증가 할 것으로 예상된다.
그림 1. 연구범위및방법
3.
하수처리시설현황분석3.1 연도 및지역별하수도보급률
2006년 말을 기준으로 총 인구 중 마을하수도를 포함한 하수 및 폐수종말처리시설을 통해 처리되는 하수처리구역 내 하수처리인구 비율로 산정한 하수도 보급률은 85.5%이다.
그림 2와 같이 환경부에서 통계자료를 편람형태로 발표하기 시작한 1998년에 65.9%였던 하수도 보급률이 매년 증가하 여 2006년에는 보급률이 85%를 넘어선 것을 알 수 있다.
앞에서 언급한 2006년 전국 하수도 보급률을 시·도별로 나누어 보면 서울(99.9%), 부산(98.6%), 광주(98.0%), 대구
(97.4%) 순으로 높게 나타났다. 반면, 충청남도(56.7%), 전
라남도(61.6%)는 비교적 낮은 수준이다. 즉, 서울을 포한한 수도권과 6개 광역시의 하수도 보급률이 높은 반면 그 외 지역의 보급률이 비교적 낮게 나타난 것을 알 수 있다. 따 라서 지역간에 하수도 보급률의 격차를 줄이기 위해 하수처 리시설 BTL사업이 계속해서 진행될 것으로 예상된다. 또한 기존에 대도시를 중심으로 건설된 하수처리시서들의 낙후 및 처리용량초과로 인하여 증축 및 개선사업이 꾸준히 시행될 것으로 기대된다.
3.2 하수도 재정현황
2006년을 기준으로 하수도분야의 총 세입액은 4조8,628억 원이며, 이중 중앙정부지원액(국고보조, 교부금, 양여금)이 1 조4,044억원(28.8%)이며, 지방비 1조6,819억원(34.6%), 하수
도 사용료 1조944억원(22.5%), 원인자부담금이 6,821억원
(14.0%)이다. 이와 같이 하수도 사업은 수익이 보장되는 않
는 사회기반시설로써 BTL제도로 시행되는 것이 바람직하다.
환경부에서 발표하는 하수도 통계의 내용을 바탕으로 한
2002~2006년 국내 하수도 사업의 세출현황은 표 1과 같다.
하수도 분야에서 세출내역은 하수처리장 건설 및 개·보수 비, 하수관거 설치 및 개·보수비, 유수지·배수 펌프장 설 치 및 개·보수비, 기타 행정운영비 등으로 구성된다. 이 중 하수처리시설 건설 및 개·보수비의 세출액비율이 매년 전 체 세출액의 약 50%정도로 가장 많은 비율을 차지한다. 따 라서 가장 많은 세금을 사용하는 하수처리시설에 대한 운영 비 산정기준을 우선적으로 표준화할 필요성이 있다.
3.3 하수처리인력현황
2006년을 기준으로 전국 344개 하수처리장에서 근무하는 직원 총수는 4,977명이며, 평균 근무년수는 5년/인, 일인당 평균 교육일수는 18일/년인 것으로 나타났다. 또한, 민간위탁 운영되는 처리시설의 인원을 제외한 지자체의 하수 및 분뇨 업무에 종사하는 인원은 6,076명으로 이중 기술직이 2,737명
(45.0%), 행정직이 512명(8.4%), 기능직 1,754 명(28.8%),
기타 일용직등이 1,073명(17.6%)이다(환경부). 하수처리에 필 요한 시설을 운영 및 관리를 담당하기 위해 기술인력에 대 한 비율이 높은 것으로 분석된다.
3.4 하수처리시설운영비구성
BTL 민간투자사업 [타당성 및 민간투자 적격성 조사] 수 행을 위한 세부요령 연구(안)에서 운영비 산정은 사업비 및 운영비 추정 일반원칙을 규정하고 있다.
정부실행대안(PSC:Public Sector Comparator)의 경우 사 업비 및 운영비 세부 항목별 비용은 엔지니어링사업 대가, 정부표준품셈 및 단가 등 관련 기준을 따르되, 필요시 재정 사업으로 시행한 유사시설 실적자료를 참고하여 산정한다.
민간투자사업대안(PFI)의 경우는 민간사업자가 수행한 유사 한 시설의 건설비, 유지관리비 및 운영비의 실적단가를 참조 하여 산정한다. 민간투자사업대안에서 복수시설의 공동운영 에 따른 규모의 경제효과에 의해 운영비 절감이 기대되는 경우에는 유사규모 시설에 대한 민간업체의 시공 및 운영 실적자료를 이용하여 효과를 반영하도록 하고, 그 근거를 제 시하도록 하고 있다.
운영관리비의 범위는 시설운영을 위한 인건비 및 제경비를 포함하며, 인건비는 시설운영조직의 인건비를 말하며 업계평
표 1. 하수도세출현황(환경부) (단위:억원) 구분 ‘02 ‘03 ‘04 ‘05 ‘06 총계 38,144 40,462 42,795 46,675 48,628 처리시설하수 21,531 20,802 20,920 20,430 22,689
하수관 12,120 14,232 14,277 17,890 17,586 배수펌프장유수지, 997 1,074 2,314 2,145 1,242
운영비등행정 3,496 4,354 5,284 6,209 7,111
그림 2. 년도별하수도보급률(환경부)
그림 3. 시도별하수도보급률현황(환경부)
균의 급여 수준을 기초로 산정한다. 제경비에는 복리후생비, 판매비 및 일반관리비 등 운영조직의 제반 경비가 포함된다.
유지보수비의 범위는 시설대체비 및 유지관리비를 말하며, 시 설대체비는 운영시설 및 설비에 대한 대체비용으로 해당 시 설 및 설비의 내용연수 및 대체비율을 고려하여 산정한다. 유 지관리비는 시설을 유지, 관리, 보수하는데 소요되는 비용으 로 유사한 시설의 실적자료를 준용하여 추정한다고 명시되어 있다.
하수처리시설의 경우 운영비의 세부항목은 표 2와 같이 인 건비, 전력비, 개·보수비, 슬러지처분, 약품비 등으로 구성 된다.
4.
하수처리시설BTL
사업 운영부문 분석본 장에서는 하수처리시설 BTL사업 운영부문의 문제점을 앞에서 기술한 현황을 바탕으로 분석한다.
4.1 하수처리시설의처리효율
하수처리시설은 처리대상 범위에 있는 지역의 인구이동, 산 업의 발달 등을 미리 예측하여 그에 따른 처리용량을 추측 하여 설계에 반영한다. 미래에 대한 불확실성을 예측하여 처 리용량을 산정하기 때문에 운영단계에서 목표연도 미도래, 하수관거 미흡 등의 이유로 처리효율이 낮은 경우가 발생하 게 된다. 반면에 산업 활성화로 인한 인구유입 등의 이유로 처리용량을 초과하는 하수처리시설도 있다. 전국에 있는 하 수처리시설의 2006년 기준 시설용량 대비 실제 유입하수량 의 비율은 표 3과 같다. 6개월 이상 가동한 318개소의 하 수처리시설을 대상으로 시설용량 대비 실제 유입사수량 비 율이 50% 이하인 시설이 66개소로 20.7%를 차지한다. 반 면에 46개소(14.5%)의 시설이 시설용량을 초과하여 하수가 유입되고 있다.
따라서 하수처리시설 운영에 관한 실적자료 중 처리효율이 낮거나 시설용량을 초과하는 데이터를 사용할 경우 신뢰성 이 떨어지는 문제점이 발생한다.
4.2 운영회사의건설후 운영적정성검증
BTL방식으로 하수처리시설을 건설할 경우 사업시행자가
완공후 20~30년간 운영을 하게 된다. 따라서 시행사는 입찰 시 정부가 하수처리시설을 직접 관리하는 것과 비교하여 민 간에 위탁하여 관리할 때 발생하는 운영부문의 이점을 제시 할 필요성이 요구된다.
환경부에서 2007년 발표한 “06년 하수종말처리시설 운영 관리실태 분석 보고서”에서는 전국에서 운영되고 있는 하수 처리시설을 대상으로 이를 분석하였다. 그 결과 1톤당 처리 비용이 민간위탁 79.5원, 지자체 운영 100원으로 민간에 위탁하여 관리하는 것이 운영비가 적게 드는 것으로 분석하 고 있다.
그러나 하수처리시설의 처리용량이 적을 경우 대규모 처 리시설에 비해 운영비와 운영인력이 더 많이 투입된다. 따 라서 시설용량의 적정범위를 제한하여 운영방식에 따른 처 리비용을 비교하는 방안이 요구된다. 또한 운영비, 하수처리 단가, 일평균하수처리량 등의 다양한 항목에 대한 검토가 필요하다.
4.3 운영비산정 기준의부재에따른문제
업체에서 산정하는 운영비는 통상적인 시장가나, 외주업체 의 실제 견적, 표준품셈의 법정요율에 따른 비용 산출 등의 3가지 방법 중에 하나를 선택하여 산정된다. 그러나 BTL사 업 추진시 운영비 산정은 표준을 두고 산정되는 것이 아니 라 민간 사업체 관점에서 제시된 금액이 운영의 주요 데이 터로 활용된다. 운영비 산정에 따른 기준이 없기 때문에 업 체마다 근거자료와 산정방법이 다를 수밖에 없다.
작성된 사업계획서의 운영비 부문 평가는 사업시행자가 제 시한 운영비와 민간투자 적격성 조사에서 실시한 운영비를 금액만을 고려한 평가가 이루어지고 있다. 또한 운영비에 대 한 적절한 평가기준이나 가이드라인이 없기 때문에 실시협 약시 발주자의 운영비 인하에 대한 요구가 발생된다. 적정한 운영비 산정 기준의 부재로 인하여 제안된 운영관리비는 계 속적으로 인하되어 사실상 최저가로 낙찰되는 일이 발생한 다. 가격만을 비교한 운영비 인하는 성과요구수준서의 수준 높은 서비스에 대한 항목을 만족 할 수 없게 되어 결과적으 로 시설투자비와 운영비에 대한 보장을 받을 수 없게 된다.
발주기관과 시행자사이에 사업규모에 따른 운영비의 관점이 다르다. 따라서 기존에 운영되고 있는 유사시설물들의 운영 비에 대한 실적자료를 바탕으로 한 하수처리시설 운영비 산 정에 대한 기준이 필요하다.
4.4 시설운영에필요한운영인력의산정
매년 하수처리에 소요된 총 운영비는 5,846억원으로서 항 목별 세부 집행내역은 표 4와 같다. 운영부문에 사용되는 비용 중 인건비가 30.0%로 가장 큰 비중을 차지하고 전력 비, 개·보수비, 슬러지처분비 순으로 집행되었다. 이와 같 이 운영비에 가장 많은 영향을 미치는 인건비를 합리적으로 산정하기 위해서는 시설 운영에 필요한 적정인력을 산정하 여야 한다. 그러나 사업 계획시 운영인력에 대한 부분을 배 제하고 인건비가 산정되는 경우가 대부분이다. 따라서 운영 비를 구성하는 세부항목 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 인건비의 적정성을 확보하기 위해서 우선적으로 시설 운영 에 필요한 적정 인력을 도출해야 한다.
표 3. 시설용량대비실제유입하수량비율(환경부) 구 분 계 20%
미만
20~50%
미만 50~100%미 만
100
%이상
개소 318 7 59 206 46
구성비(%) 100 2.2 18.5 64.8 14.5 표 2. 하수처리시설운영비구성
항목구성내용
인건비 노무비
전력비 시설물을 운영하는데 드는 전기료 개·보수비 보수공사 및 준설비용 슬러지처분 슬러지처리에 들어가는 비용
약품비 하수처리 약품구입
기타 위의 비용들을 제외한 비용
환경부에서는 현재 하수처리시설 운영인력의 구체적인 산 정 방식을 두고 있지 않으며 “하수도시설 운영관리 업무처 리 통합지침(2005)”에 하수종말처리시설의 운영인력은 시·
군 단위별로 환경기초시설의 통합운영관리를 전제로 적정한 인력을 산정하도록 하고 있다. 환경관리공단에서는 “공공환 경기초시설 전문관리방안 연구(1996)”를 수행하여 시설용량 에 따른 운영비를 산정할 수 있는 식 (1)을 제시하였다.
(1) 여기서, Q는 시설용량(m3/일), y는 운영인력(인)을 의미한다.
연간운영에 소요되는 비용 중 가장 많은 비중을 차지하는 인건비를 산정하기 위해서 적정한 운영인력을 산정할 수 있 어야 한다. 그러나 환경부에서는 운영인력 산정에 필요한 식 을 업무지침에 일괄적으로 규정하지 않고 있다. 다만 환경관 리공단의 연구에서 전체 운영인력 인원수 산정에 참고할 수 있는 회귀분석식을 제시하였으나, 직종별 인원 산정과 공법 별 운영비 예측은 곤란한 부분이 있다.
본 연구에서는 예측식의 신뢰성을 높이기 위하여 실적데이 터를 기반으로 두 개의 독립변수를 통한 종속변수값을 구할 수 있는 다중회귀분석을 실시하여 주요 직종별 운영인력 산 정식을 제시한다.
5.
하수처리시설운영관리비산정방안하수처리시설 BTL 사업은 아직 운영단계에 있지 않으므 로 운영비에 대한 실적자료가 부족하다. 따라서 본 연구에서 는 환경부가 실시한 2006년 하수처리장의 시설 운영관리 실 태에 대한 자료를 활용하여 하수처리용량에 따른 운영관리 비의 기준을 제시한다.
5.1 하수처리시설운영실태및 분석범위설정
환경부 자료에 의하면 국내 가동 중인 하수처리장은 344 개소가 있으며, 가동일수가 6개월 이상인 318개 시설을 대 상으로 운영실태를 발표하고 있다. 이들 318개 운영데이터 중 분석의 신뢰성을 높이기 위하여 표 5에 나타난 처리효율 이 50%이상 100%미만인 206개 하수처리시설 운영데이터에 처리효율 100%인 데이터를 포함한 215개소를 대상으로 분 석을 실시한다. 또한 다음절에서 다루게 될 운영형태에 따른 절감율을 계산하고 직영으로 운영되는 하수처리시설의 운영 비에 절감계수를 곱하여 전체 데이터가 위탁운영 된다는 가 정하에 분석을 실시한다.
본 연구에서는 운영비 산정 식을 제시하기 위해 회귀분석 을 실시한다. 회귀분석은 변수들이 상관관계를 가질 시 독립 변수가 변화함에 따라 종속변수가 어떻게 변화하는가를 규 명하는 통계기법 중 하나이다. 본 연구에서는 MS-Excel
2007 프로그램을 이용하여 회귀분석을 모델링한다.
5.2 운영 형태에따른운영비산정
하수처리시설 BTL사업의 시설완공 후 민간운영의 적정성 을 검증하기 위해 운영형태에 따른 운영비를 세부항목별로 분석한다. 처리효율이 50%이상 100%이하인 215개소의 하수 처리시설 중 직접 운영하는 곳은 84개소이며, 위탁으로 운영 을 하는 곳은 131개소로 60.9%를 차지한다.
y=0.230 Q× 0.469
표 5. 하수처리시설운영현황(환경부) 개수 시설용량(천톤/일) 운영
방법 일평균
유입하수량 처리효율
(%) 비용
(천원/년) 계 행정직토목직기계직전기직화공직환경직기술직기능직계약직 1 1,710.0 직영 1,439.0 84.2 50,065,383 180 7 4 8 5 5 4 10 137 0 2 1,000.0 직영 854.2 85.4 28,138,242 161 5 4 5 5 10 1 2 127 2 3 900.0 위탁 782.0 86.9 11,568,807 72 3 2 38 16 0 6 0 0 7 4 900.0 위탁 620.4 68.9 12,587,728 99 1 3 31 28 5 5 9 0 17 5 680.0 위탁 467.4 68.7 9,235,009 46 4 2 14 0 0 7 16 3 0 6 615.0 위탁 379.0 61.6 8,566,644 63 2 2 20 23 0 6 0 0 10 7 600.0 위탁 557.0 92.8 7,892,987 54 7 2 14 9 0 13 9 0 0 8 550.0 위탁 468.7 85.2 8,563,397 58 3 2 26 15 0 5 3 0 4 9 534.0 위탁 379.7 71.1 11,130,706 60 1 0 15 11 0 22 7 0 4 10 520.0 직영 467.0 89.8 10,997,650 76 4 1 5 2 4 2 2 55 1 11 520.0 위탁 374.5 72.0 9,296,741 52 5 16 2 10 6 7 0 0 6 12 435.0 직영 411.0 94.5 12,004,726 49 4 4 4 3 3 0 2 26 3
13 403.0 위탁 334.0 82.9 6,018,827 39 2 1 6 7 4 5 0 13 1
14 400.0 위탁 242.0 60.5 6,737,358 52 4 1 17 17 0 6 1 6 0
15 350.0 직영 312.0 89.1 6,465,328 55 3 1 2 1 3 1 0 44 0
…
215 0.2 위탁 0.1 50.0 92,802 2 0 0 2 0 0 0 0 0 0
표 4. 운영비집행내역(2006년, 환경부) 집행내역 연간운영비(백만원) 구성비(%)
인건비 175,324 30.0
전력비 112,786 19.3
개·보수비 99,188 17.0
슬러지처분 87,696 15.0
약품비 23,416 4.0
기타 86,225 14.7
계 584,635 100
215개소의 처리시설을 대상으로 직영과 위탁 운영으로 나 누어 분석을 실시한 결과 평균시설용량, 운영비, 하수처리단 가, 년간하수처리량, 일평균하수처리량, 평균 처리효율이 표 6과 같이 나타났다.
아래 표의 항목들 중에서 직영과 위탁으로 운영되는 처 리시설별 년간하수처리량을 합한 값을 년간운영비로 나눈 하수처리단가를 비교하여 위탁운영에 따른 절감율을 계산 한다. 직영운영이 톤당 103.3원, 위탁운영은 톤당 75.9원으 로 위탁이 직영보다 운영비를 26.5% 절감할 수 있는 것 으로 나타났다.
위와 같이 하수처리시설 BTL사업 계획시 시설용량에 따 른 범위를 설정하여 하수처리단가를 비교하여 제시함으로써 직영에 비해 사업시행자에 의해 운영되는 방식이 운영비가 절감되어 경제적이라는 근거를 제시할 수 있을 것으로 판단 된다. 따라서 하수처리시설 BTL사업의 경제성에 대한 근거 를 위탁운영의 적정성 분석 결과를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
5.3 시설용량에따른운영비산정
BTL방식으로 시행되는 하수처리시설사업은 하수처리장의 처리용량에 따라 사업의 규모가 결정된다. 시설용량에 대한 계획이 사업 초기에 이루어지므로 시설용량에 따른 운영비 를 산정할 수 있는 기준을 제시하여 개략적인 운영비 예측 을 가능하게 한다.
분석에 앞서 5.2절에서 제시한 26.5%의 절감율을 직영으 로 운영되는 84개소의 운영비 데이터에 적용하여 전체 데이 터가 위탁 운영된다는 가정하에 분석을 실시한다.
사업 계획 시 주어지는 시설용량을 독립변수로 설정하면 그 변화에 따른 운영비가 종속변수가 되며, 하나의 독립변수 를 가지므로 단순회귀분석을 한다.
표 5에서 하수처리시설의 시설용량과 비용에 대한 실적데 이터를 이용하여 시설용량에 따른 운영비를 회귀분석으로 나 타내면 그림 4과 같다. 이 때 R2 값은 결정계수를 뜻하며 이는 회귀직선에 의하여 y값이 어느 정도 밀접한 관계인지 를 나타내는 척도이다. 일반적으로 R2 값이 1에 가까울수록 데이터의 정확도가 높다고 할 수 있다. 본 산정식에서 R2값 이 0.956으로 도출되어 1에 근접하므로 데이터의 정확도가 높다고 판단된다. 그림 4에서 X축은 시설용량이며 Y축은 운영비의 실적자료이다. 시설용량에 따른 운영비의 회귀분석 결과 식 (2)와 같이 산정된다.
y = 2.421Q2+15690Q+39271 (2)
여기서, Q는 시설용량(천톤/일), y는 운영비(천원/년)을 의미 한다.
5.4 시설용량에따른공법별운영비 산정
본 절에서는 5.3절에서 사용한 215개의 실적데이터를 주요 공법별로 나누어 그림 5와 같이 회귀분석을 실시하여 시설 용량에 따른 공법별 운영비 함수식을 도출한다.
하수처리시설에 사용된 공법들 중 표본수가 많은 표준활성 슬러지, A2O, SBR 계열 공법에 대하여 회귀분석을 하였으 며 나머지 공법들은 데이터가 부족하여 분석에서 제외한다.
분석에 사용된 데이터 개수는 표준활성슬러지, A2O, SBR 계열 순으로 54, 48, 41개이며 운영비 함수식은 표 7과 같다.
회귀분석에 의해 산정된 공법별 운영비 함수식의 결정계수 값이 표 7에서와 같이 1에 근접하므로 데이터의 정확도가 높다고 판단된다.
실제운영비와 본 연구에서 제시한 표 7의 공법별 운영비 함수식을 통해 계산된 운영비를 비교하기 위해 2003년 하수 표 6. 운영형태에따른하수처리현황
항목직영 위탁
개소 84 131
평균 시설용량(천톤/일) 86.4 100.6 운영비(천원/년) 224,498,271 276,035,351 하수처리단가(원/톤) 103.3 75.9 년간하수처리량(천톤/년) 2,173,734 3,636,649 일평균하수처리량(천톤/일) 5,956 9,962
평균 처리효율(%) 86.0 77.8
그림 4. 시설용량에따른운영비희귀분석
그림 5. 시설용량에따른공법별운영비희귀분석
종말처리시설 운영관리실태 분석 데이터를 이용한다. 2003년 운영관리실태 분석 데이터를 표 7의 함수식을 도출하기 위 해 사용된 2006년 실적데이터와 같이 분류하여 사용한다.
즉 2003년 실적데이터 중 처리효율이 50%이상 100%이하인 하수처리시설을 대상으로 직영운영 대비 위탁운영의 절감율 을 계산한다. 직영으로 운영되는 처리시설의 운영비에 절감 율을 적용하고 공법별로 분류하여 검증용 데이터로 사용한 다. 위의 과정을 통해 데이터를 공법별로 분류한 결과 표준 활성슬러지계열 60개소, A2O 계열 7개소, SBR 계열 4개소 로 나타났다.
그러나 2003년과 2006년은 화폐가치의 차이가 있으므로 2003년과 2006년의 소비자물가지수를 반영하여 보정율을 산 정한다.
표 8에서와 같이 2003년과 2006년 12월 기준 소비자물가 지수를 이용하여 산정된 보정율 1.079를 2003년 공법별 운 영비에 곱하여 2006년 기준 값으로 보정하여 사용한다.
이와 같은 분류작업을 통한 2003년 실적데이터를 공법별 운영비 함수식에 대입한 결과 평균정확도 표준활성슬러지계 열 67.1%, A2O 계열 78.2%, SBR 계열 62.0%로 나타났 다. 분석결과 정확도가 60%~80%대의 값을 나타내고 있으므 로 기본계획단계에서 개략적인 운영비산정에 사용될 수 있 을 것으로 판단된다.
따라서 위의 식을 바탕으로 시설용량에 따른 개략적인 운 영비 산출이 가능하다. 이는 BTL사업 초기에 운영비 기준이 없어 무조건적인 운영비 인하 요구를 방지할 수 있다. 또한 산정된 결과는 적정 운영비 기준으로 활용하여 발주자와 제 안자의 운영비 산정 관점의 차이로 인한 문제점을 해소 할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 본 식을 통해 산정된 연간 운영비에 물가상승률과 예금금리를 반영한 실질할인율을 적 용하면 총 운영기간동안의 유지관리비를 현재가치비용으로 도출할 수 있다. 총 운영기간 동안의 유지관리비는 사업 계 획시 대안들의 경제성 분석에 사용될 수 있을 것으로 기대 된다.
5.5 주요 직종별운영인력산정
운영실태자료를 바탕으로 하수처리시설 운영을 위해 필수 적으로 배정되어 있는 직종을 분석하여 이들이 차지하는 인 건비를 산정할 수 있는 방안을 제안한다. 처리장 시설에 배
정되어 있는 직종은 행정, 토목, 기계, 전기, 화공, 환경, 기 술, 기능직으로 총 8개의 직종이 있다. 분석의 정확성을 높 이기 위해서 직종별 운영인력이 기능직이나 기타직(계약직) 에 편중되어 있는 자료를 제외하였으며, 전기직에 0으로 표 기된 처리장의 자료도 제외하였다. 또한 운영인력의 합이 5 이하인 자료도 제외하여 총 114개의 데이터를 이용하여 회 귀분석을 실시하였다.
하수처리시설에서 필수적으로 요구되는 직종별 인력은 전 기직과 기계직으로 나타났다. 이는 인건비에서 기계직과 전 기직이 차지하는 비중이 높음을 의미한다. 따라서 본 연구에 서는 시설용량과 운영비를 이용하여 기계직과 전기직에 대 한 운영인력을 산정하는 식을 도출한다. 시설용량과 운영비 를 독립변수로 설정하면 기계직과 전기직의 운영인력이 종 속변수가 된다. 2개의 독립변수의 변화에 의해 종속변수가 결정되므로 다중회귀 분석을 실시한다.
앞에서 설정한 제한범위를 만족하는 시설을 대상으로 시설 용량과 운영비를 이용하여 다중회귀분석을 실시하여 기계직 의 운영인력을 산정할 수 있는 식을 (3)과 같이 도출하였다.
M(기계직) = 3.08+(4.87×10-5)Q-(1.6×10-6)Y (3) 식 (3)에서 M은 기계직의 운영인력 수, Q는 시설용량, Y 는 운영비이고 위 회귀식의 결정계수는 0.721이다. Q와 Y에 실제 데이터를 대입하여 얻은 결과를 표 9에 나타내었다.
잔차가 0명임에도 불구하고 정확도의 차이를 보이는 이유 는 식에 의해 계산된 기계직의 운영인력 값이 소수점으로 산정됨에 의한 오차이다. 실제값과 계산에 의한 값의 차이는 0~1명으로 나타났으며, 자료의 평균정확도는 89%로 분석되 어 한계 범위내에서 계산식의 적정성이 인정된다.
표 5로부터 전기직을 산출해 내기 위하여 기계직과 동일 한 방법으로 전기직이 0으로 표기된 처리장은 제외하고 운 영인력의 합이 5미만인 처리장의 자료도 제외하였다. 분석에 이용된 자료는 112개의 자료이며 시설용량과 운영비 변화에 따른 전기직 운영인력 산출식을 유도하기위해 다중회귀분석 을 실시한 결과는 식 (4)와 같다.
E(전기직) = 2.36+(3.56×10-5)Q-(1.1×10-6)Y (4) (4)식에서 E는 전기직의 운영인력, Q는 시설용량, Y는 운 영비이고 결정계수는 0.685이다. (4)식에 시설용량과 운영비 의 실적자료를 대입한 결과는 표 10에 나타내었다. 제시된
표 9. 기계적의실제운영인력값과의비교 시설용량
(톤/일) 비용
(천원/년) 기계직
(명) M값 예측
치 잔차 정확도 (%) 1,710,000 50,065,383 8 8 0 95
615,000 8,566,644 20 20 0 98 200,000 4,223,052 5 6 -1 80 86,000 3,302,503 2 2 0 94 40,000 625,388 4 4 0 99 12,000 637,352 4 3 1 67 3,400 381,927 3 3 0 88 표 8. 소비자물가지수를이용한보정율(경제기획원통계청)
년/월 소비자물가지수 비고
2003/12 95.05 2005/07=100 전국 2006/12 102.6
보정율 = 102.6 ÷ 95.05 ≒ 1.079 표 7. 시설용량에따른공법별운영비함수식
공법 운영비 함수식 결정
계수 데이터 개수 표준활성슬러지 y=1.641Q2+17278Q+50076 0.966 54
A2O 계열 y=-11.37Q2+22466Q+20288 0.961 48 SBR 계열 y=-47.35Q2+33733Q+11501 0.956 41
식에 의한 값과 실제 전기직의 운영인력의 값을 비교하면 시설용량 100만톤에서 1명의 차이를 보였으며 대체적으로 0~1명의 차이를 보인다. 또한 정확도가 80%수준을 넘어서는 것으로 보아 설정 범위 내에서 도출된 식의 적정성이 인정 된다.
본 절에서 작성한 식(3)과 식(4)에 5.3절에서 도출한 시설 용량에 따른 운영비 산정식(2)를 대입하면 시설용량을 이용 한 주요직종별 운영인력 산정이 가능하다.
본 연구를 통하여 주요직종별 적정한 운영인력을 산정하여 제시함으로써 과대인원편성으로 인한 비용이 가중되는 것을 예방할 수 있다. 또한 과소인원편성으로 인력부족에 의한 운 영관리의 미비로 일어나는 안전사고를 사전에 예방할 수 있 을 것으로 기대된다. 따라서 하수처리시설의 주요직종별 적 정인력의 편성은 시설운영에 있어서 낭비요인을 제거하고 국 민에 대한 복지서비스의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 예 상된다.
6.
결 론국내의 하수처리시설은 지역간 보급률의 편차가 크다. 따 라서 BTL제도에 의한 환경기초시설을 조속히 확충하는 노 력이 이루어지고 있다. 그러나 하수처리시설의 BTL사업 운 영에 대한 실적자료 부족과 운영비 산정에 대한 기준의 부 재로 인해 응찰율보다 현저히 낮은 가격으로 낙찰되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 사업계획 초기에 결정되는 시설용 량을 바탕으로 시설규모에 따른 운영비와 주요직종별 운영 인력을 산정할 수 있는 방안을 제시하였다.
본 연구에서 제시된 운영비 산정방안은 다음과 같은 활용 성을 가진다.
1.환경부 자료를 활용하여 사업초기에 결정되는 시설용량만 으로 운영비를 개략적으로 산정할 수 있는 회귀식을 제시 하였다. 또한 이를 공법별로 분류하여 시설용량에 따른 공 법별 운영비 함수식을 제시하였다.
2.하수처리시설 중 직영으로 운영하는 곳과 위탁으로 운영 하는 처리장을 항목별로 분석하여 운영형태에 따른 운영 비 변화를 분석하였다. 이를 통해 비슷한 시설용량과 처리 효율을 지니는 조건 내에서 위탁으로 운영하는 경우 운영 비가 26.5% 낮게 나타남을 알 수 있었다. 이는 사업 계 획시 BTL사업 완료 후 시행사에 의해 운영되는 방식의 적정성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
3.운영에 필수적으로 요구되는 직종을 분석하여 직종별 운 영인력을 산정할 수 있는 식을 제시하였다. 하수처리와 같
은 전문 인력이 필요한 시설물의 주요 직종별 운영인력을 파악함으로써 인력배정의 적정성을 확보하여 과대·소 인 력편성으로 인한 운영비의 부족과 낭비를 방지할 수 있을 것으로 예상된다.
BTL사업비에서는 공사비 외에 임대기간동안 시설물 운영 비가 중요한 요소를 차지한다. 본 연구에서는 하수처리시설 BTL사업의 계획단계시 확정값으로 주어지는 시설용량을 이 용하여 운영비와 주요 직종별 운영인력을 개략적으로 산정 하는 식을 제시하였다. 일반적 BTL사업 시설물의 운영비 산 정시 신뢰성 확보를 위해서는 유사 시설물의 운영비정보가 충분히 확보될 필요가 있고, 하수처리장의 용량항목과 같이 시설물의 대표 특성치 파악과 주요 핵심적 인력직종의 구성 후, 단순 및 다중회귀분석 등의 방법으로 운영비 추정이 가 능할 것이다.
향후 하수처리시설 처리용량의 범위별, 공법별로 운영비를 산정하는 연구를 진행하여 시설 조건에 따른 운영비 산정방 안을 도출한다면 더욱 적정성 있는 운영비를 제시 할 수 있 을 것으로 판단된다.
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(접수일: 2008.12.16/심사일: 2009.2.10/심사완료일: 2009.8.12)
표 10. 전기직의실제운영인력값과의비교
시설용량
(톤/일) 비용
(천원/년) 전기직 E값
예측치 잔차 정확도 (%) 1,000,000 28,138,242 5 6 -1 80
520,000 9,296,741 10 10 0 96 150,000 4,293,640 3 3 0 95 60,000 1,442,795 3 3 0 96 26,000 1,164,644 2 2 0 99 4,000 428,745 2 2 0 99
