Estimation of Greenhouse Gas Emission from Motorcycles in 2008

†

Corresponding author : E-mail: [email protected]

이륜차의 온실가스 배출량 추정(2008)

Estimation of Greenhouse Gas Emission from Motorcycles in 2008

신용일^†․김 정․김필수․장영기

Shin, Yong Il^†, Kim, Jeong, Kim, Pil Su and Jang, Young Kee

수원대학교 환경에너지공학과

Dept. of. Environmental and Energy Engineering, the University of Suwon

요 지

현재 이륜차는 도시에서 주요 이동수단으로 활용되고 있다. 그러나 국내에서는 이륜차 온실가스 배출량 산정에 있어 활동도 자료가 부족하고, 국내 배출계수가 부족하여 그 배출량 산정의 불확도가 큰 실정이다. 본 연구에서는 최근 조사된 50cc 미만의 이륜차(모페드)까지 고려하여 이륜차의 배기량 별 연료 소비량을 추정하였다. 또한 최근 조사된 일 주행거리를 활용하여 IPCC 산출 방법론에 따라 Tier 2와 Tier 3의 배출량을 산출하여 비교하였다. 그 결과, 2008년도 전국 이륜차 운행에 의한 온실 가스 배출량은 Tier 2와 Tier 3 산출 방법에 의해 각각 2,758천 ton-CO

eq/yr, 2,739천 ton-CO

eq/yr 으로 산출되었으며, 이는 국내 수송 부문 온실가스 배출량의 약 2.7%에 해당하는 양으로 추정되었다.

키워드

:

,

,

, Tier 2, Tier 3

ABSTRACT

Recently the number of motorcycles has increased in urban area, and it is believed that motor- cycle is one of the air pollution and greenhouse gas emission sources. But the greenhouse gas emi- ssion from motorcycle has been high uncertainty due investigation of a lack of activity data and emission factors in Korea. So in this study, the greenhouse gas emission from motorcycle is esti- mated by considering the population of moped and VKT(vehicle kilometers travelled) of motorcycle by recent other studies. And the emissions by IPCC Tier 2 and Tier 3 methodology are calculated and compared.

As the results, the nationwide CO

equivalent emissions from motorcycles by Tier 2 and Tier 3 method are calculated as 2,758 kton/yr and 2,739 kton/yr in 2008. The contribution ratio of this emission is estimated as 2.7% in on-road transport sector.

Key words : Motorcycle, Moped, GHG Emission, Tier 2, Tier 3

1. 서론

최근 산업화와 대도시 교통량의 급속한 증가 에 따라 온실가스 물질은 날로 증가하고 있다.

에너지 부문에서 도로이동 오염원은 다른 오염원 보다 온실가스 배출량이 기여도가 큰 것으로 알 려져 있다(에너지경제연구원, 2010). 그러나 국내 의 경우, 이륜차에서 배출되는 온실가스 배출량 은 활동도 자료와 배출계수가 부족하여 불확실성 이 큰 실정이다. 유럽연합의 경우, 도로이동 오염 원 중 이륜차는 50cc 이상의 이륜차(motorcycle) 와 50 cc 미만의 이륜차(moped)로 나누어 구분하 고 있다. 유럽 도로이동 오염원의 배출현황(Table 1)을 살펴보면 수송 부문에서 이륜차의 배출기여 도가 CO

의 경우 1.5%, CH

의 경우 17.3%를 차지하는 것으로 보고되고 있다.

국내에서 연구된 이륜차의 온실가스 배출량은 에너지경제연구원에서 구축한 '온실가스별 배출 통계'가 있다. 하지만 현재 수송 부문의 배출원 분류가 세분화 되어 있지 않아 이륜차의 온실가 스 배출 특성을 파악하기 어려운 실정이다. 따라 서 본 연구에서는 IPCC의 Tier 2와 Tier 3 산출 방 법론에 따라 이륜차의 온실가스 배출량을 산

Table 1. Emissions from vehicle categories in EU road transport sector(2005) (unit : %)

CO NOx VOC PM10 CH4 CO2

Gasoline PC 73.6 23.1 48.8 1.9 64.5 44.3

Diesel PC 1.3 15.6 1.7 31.1 2.3 21.5

Gasoline LDV 3.6 1.5 1.6 0.1 0.9 1.7

Diesel LDV 1.1 5.8 1.4 19.3 1.1 6.0

Diesel HDV 3.3 47.2 2.9 32.4 11.7 22.3

Buses 0.6 6.2 1.2 6.5 2.2 2.7

Mopeds 5.9 0.1 36.1 7.3 8.1 0.6

Motorcycles 10.6 0.5 6.3 1.5 9.2 0.9

- PC : Passenger Car / LDV : Light Duty Vehicles / HDV : Heavy Duty Vehicles.

자료 : CORINAIR, 2007.

출하여 비교분석하고자 하였다. 이를 위하여 배 기량별 연료 소비량을 추정하고, 최근 연구들에 의하여 추정된 50cc 미만의 모페드와 최근 개발 된 배출계수를 고려하여 CO

, CH

, N

O 배출량 을 산출하고자 한다.

2. 이륜차 활동도 2.1 이륜차의 일 주행거리

이륜차 일 주행거리는 2009년도 전국에 걸쳐 진 설문조사(장영기 등, 2010)의 일 주행거리를 적용하였으며, 배기량별 일 주행거리는 Table 2와

Table 2. Motorcycle vehicle kilometers trave- lled by engine displacement

Engine displacement VKT (km/day) N

< 50cc 19.1 299

≧ 50cc 26.4 251

> 100cc 38.4 624

> 260cc 53.3 90 자료 : 장영기 등, 2010.

같다. 배기량이 커질수록 일 주행거리가 높게 조 사되어 50cc 미만 모페드의 경우 19.1km/day, 260cc 이상 이륜차의 경우 53.3km/day로 나타났 다.

2.2 이륜차의 등록대수

국내의 이륜차 등록대수는 국토해양부의 통계 자료를 사용하였으며 , 지역별 배기량별 이륜차 등록대수는 Table 3과 같다. 2008년 현재 전국의 등록된 50cc 이상의 이륜차는 약 181만 대이며, 배기량별로는 50～100cc의 이륜차가 약 97만 대 로 58%를 차지하고 있다. 지역별로는 수도권(서

Table 3. Registration status of motorcycles by region and engine displacement in 2008 (unit : number of motorcycle)

Regional Total ≧ 50cc > 100cc > 260cc

Seoul 408,987 187,226 208,084 13,677

Gyeonggi 286,910 152,520 126,217 8,173

Incheon 57,901 30,879 25,645 1,377

Gangwon 52,481 26,626 24,797 1,058

Chungbuk 76,073 44,801 30,349 923

Chungnam 116,704 73,887 41,110 1,707

Gyeongnam 122,286 63,966 56,138 2,182 Gyeongbuk 154,337 95,027 57,473 1,837

Gwangju 34,361 17,337 16,453 571

Daegue 114,346 68,172 44,650 1,524

Daejeon 29,858 13,253 15,838 767

Busan 111,243 48,721 60,457 2,065

Ulsan 44,256 16,129 27,317 810

Jeonnam 100,421 63,372 35,029 2,020

Jeonbuk 86,404 55,489 29,807 1,108

Jeju 17,831 9,933 7,640 258

Total 1,814,399 967,338 807,004 40,057 자료 : 국토해양부, 2009.

울, 인천, 경기) 지역에 약 75만 대가 등록되어 전국의 42%를 차지하고 있었다.

현재 50cc 미만 이륜차(모페드)에 대한 등록대 수는 공식적으로 파악되지 않고 있다. 하지만 2009년 조사 연구(장영기 등, 2010)에서 국내 제 조사의 시판 자료와 관세청을 통한 수입 판매 자 료에 의하여 50cc 미만 이륜차의 운행대수를 추 정한 결과 약 40만 대로 추정되었다.

2.3 이륜차의 연료 소비량

이륜차의 연료 소비량은 국내 조사된 자료(에

너지경제연구원, 2008)가 있으나, 연료 소비량은

Table 4. Fuel consumption by motorcycle (unit : L/yr)

Fuel consumption Korea Energy

Economics Institute¹⁾

2004 406 2007 440

This study

< 50cc 355

≧ 50cc 489

> 100cc 712

> 260cc 989 자료 : ¹⁾ 에너지경제연구원, 2008.

배기량에 따라 구분되어 있지 않았다. 따라서 최 근 조사된 배기량별 일 주행거리와 국내 이륜차 연비 자료 19.68km/L(에너지경제연구원, 2008) 를 이용하여 배기량별 연료 소비량을 Table 4와 같이 추정하였다. 연비자료는 현재 국내에는 배 기량별 분류된 자료가 없어 평균 연비를 사용하 였다. 그리고 배기량별 연료 소비량을 비교하기 위해 2008년 에너지경제연구원의 1대당 연료 소 비량 자료와 2009년 국토해양부의 이륜차(50cc 이상) 총 등록대수를 이용하여 국내 이륜차 총 연료 소비량을 비교 분석하였다. 그 결과, 본 연 구에서 산정한 총 연료 소비량(50cc 이상)과 비 교 분석하면 약 11% 많은 것으로 나타났다.

3. 이륜차 온실가스 배출량

3.1 이륜차의 온실가스 배출량 산출 방법

이륜차의 온실가스 배출량 산출 방법(IPCC Guidelines, 2006)은 연료 소비량에 의하여 산출 하는 Tier 2 방법과 이륜차의 일 주행거리 활동 도에 의하여 산출하는 Tier 3 방법이 있다. CO

의 경우는 Tier 2 방법에 의하여 산출되고, Non- CO

(CH

, N

O)의 경우는 Tier 2, Tier 3 방법에 따라 달리 산출된다. Tier 2 방법은 식 (1)과 같

으며, Tier 3 방법은 식 (2)와 같다.

Emissions( CO

O)= ∑

E

a[Fuel_a× EF_a]

Emissions : 배출량(kg)

Fuel

: 연료

사용량(TJ) EF

: 배출계수 (kg/TJ)

a : 연료 형태(예, 휘발유, 디젤 등)

Emissions( CH

O)= Motorcycle × EF ×VKT × 365

Emissions : CH

, N

O 배출량 (g/yr) Motorcycle : 이륜차 등록대수

EF : 배출계수 (Emission Factor, g/km) VKT : 일 주행거리 (Vehicle Kilometer Tra-

velled, km/대․일) 365 : 연간 배출량 환산 인자

3.2 이륜차의 온실가스 배출계수

CO

, CH

, N

O 배출계수는 IPCC Guidelines (IPCC Guidelines, 2006)에서 제시된 도로 부문 의 온실가스 배출계수 기본값을 적용하였다. Ti- er 3의 CH

, N

O 배출계수는 50cc 미만, 50cc 이상 2-행정(stroke), 50cc 이상 4-행정(stroke)으 로 구분하고 있으나, 국내 이륜차 등록대수 통계 는 50cc 이상, 100cc 초과, 260cc 초과로 구분하 고 있다 . 그래서 본 연구에서는 50～260cc 이륜 차에 대해서는 50cc 이상 2-행정(stroke)의 배출 계수를 적용하였고, 260cc 이상 이륜차에 대해서 는 50cc 이상 4-행정(stroke)의 배출계수를 각각 적용하였다. 이륜차의 배출계수는 Table 5, Table 6과 같다.

3.3 이륜차의 온실가스 배출량

이륜차의 온실가스 Tier 2 배출량은 이륜차의

일 주행거리와 연비를 이용하여 산출한 배기량별

연료 소비량을 적용하였으며, Tier 3의 경우에는

Table 5. Emission factors of motorcycles(Tier 2) (unit : kg/TJ)

Tier 2 Default Lower Upper CO2 69,300 67,500 73,000

Non-CO2

CH4 25 7.5 86

N2O 8.0 2.6 24

자료 : IPCC Guidelines, 2006.

Table 6. Emission factors of motorcycles(Tier 3) (unit : mg/km)

Tier 3 CH4 N2O

< 50cc 1 219

≧ 50cc (2-stroke) 2 150

≧ 50cc (4-stroke) 2 200 자료 : IPCC Guidelines, 2006.

배기량별 일 주행거리와 등록대수를 적용하였다.

그리고 지역별 50cc 미만의 등록대수는 지역별 50cc 이상 이륜차의 등록대수 비율로 적용하여 배출량을 추정하였다.

Tier 2 방법으로 2008년 국내 이륜차에서 배 출되는 CO

, CH

, N

O의 전국 배출량은 각각 2,6434,706 ton/yr, 954 ton/yr, 305 ton/yr로 산 출되었으며, Tier 3 방법으로 산출한 CH

, N

O 의 전국 배출량은 각각 3,866 ton/yr, 46 ton/yr 로 산출되었다. 이를 온난화지수(CH

,: 21, N

O:

310)를 이용하여 CO

로 환산하면 Tier 2에 의한 배출량은 2,758천 ton-CO

eq/yr로 나타났고, Ti- er 3에 의한 배출량은 2,739천 ton-CO

eq/yr로 산출되었다 . 전국 16개 시․도별 이륜차에 의한 온실가스 배출량은 Table 7과 같다.

Tier 2와 Tier 3에 의한 배출량을 온실가스 물 질별로 비교하면 CH

은 Tier 2에 의한 배출량이 Tier 3의 약 1/4 배였으며, N

O는 Tier 2에 의한 배출량이 Tier 3의 약 7배로 나타났다. 본 연구

Fig. 1. The comparison of non-CO

emission fr- om motorcycles by Tier 2 and Tier 3 method.

에서 산출된 이륜차 온실가스 배출량을 기존 수 송 부문 배출 자료(에너지경제연구원, 2010) 100.8 백만 ton-CO

eq/yr)의 약 2.7%를 차지하는 것으 로 나타났다.

4. 결론

최근 도로 이동수단 중 보조 이동수단인 이륜 차의 사용이 날로 증가하고 있다. 본 연구에서는 배출 자료의 불확도가 높은 이륜차의 온실가스 배출 자료를 개선하고, Tier 2와 Tier 3 산출 방 법론에 의한 배출량을 산출하고 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

첫째, 배기량별 일 주행거리와 이륜차 연비를

이용하여 이륜차 1대당 연간 연료 소비량을 추정

한 결과, 모페드(50cc 미만), 50cc, 100cc, 260cc

이륜차의 경우 각각 355L/yr, 489L/yr, 712L/yr,

989L/yr로 나타났다.

Table 7. Greenhouse gas emission by motorcycles in 2008 (unit : ton/yr)

Regional CO2

Tier 2 Tier 3

CH4 N2O CH4 N2O

Seoul 613,428 221 71 900 11

Gyeonggi 419,354 151 48 615 7

Incheon 84,420 30 10 124 1

Gangwon 77,056 28 9 113 1

Chungbuk 108,365 39 13 158 2

Chungnam 163,949 59 19 239 3

Gyeongnam 178,460 64 21 260 3

Gyeongbuk 217,852 79 25 318 4

Gwangju 50,425 18 6 74 1

Daegue 162,567 59 19 237 3

Daejeon 44,844 16 5 66 1

Busan 166,921 60 19 243 3

Ulsan 67,956 25 8 99 1

Jeonnam 141,500 51 16 207 2

Jeonbuk 120,914 44 14 176 2

Jeju 25,696 9 3 37 0

Total 2,643,706 954 305 3,866 46

Convert emission

(ton-CO2eq/yr)¹⁾ 2,643,706 20,028 94,609 81,184 14,143

1) GWP(Global Warming Potential) : CO2(1), CH4(21), N2O(310).

둘째, IPCC 산출지침서의 Tier 2 방법에 의하 여 2008년 CO

, CH

, N

O의 배출량은 산출한 결과 각각 2,6434,706 ton/yr, 954 ton/yr, 305 ton/yr로 추정되었으며, Tier 3 방법에 의하여 산 출한 결과, CH

, N

O의 전국 배출량은 각각 3,866 ton/yr, 46 ton/yr로 산출되었다. 이를 온난화지수 를 이용하여 CO

환산배출량을 계산하면 Tier 2 에 의한 배출량은 2,758천 ton-CO

eq/yr로 나타났 고, Tier 3에 의한 배출량은 2,739천 ton-CO

eq/

yr로 산출되었다. 이는 국내 수송 부문 온실가스

배출량의 약 2.7%에 해당하는 양으로 추정되었 다.

셋째, Tier 2와 Tier 3 배출량을 온실가스 물 질별로 비교하면 CH

은 Tier 2에 의한 배출량이 Tier 3 배출량의 약 1/4배였으며, N

O는 Tier 2 에 의한 배출량이 Tier 3 배출량의 약 7배로 나 타났다.

추후 이륜차의 정확한 온실가스 배출량 산출

과 저감 대책 평가를 위해서는 정기적인 이륜차

의 일 주행거리 조사, 50cc 미만 이륜차에 대한

등록대수 파악, 국내 온실가스 배출계수의 개발 이 필요하다.

참고문헌

국토해양부, 2009, 국토해양통계누리.

http://stat.mltm.go.kr/cate/flist_view.jsp?rs_id=58&

mtx_id=2040.

에너지경제연구원, 2008, 에너지총조사보고서, 지 식경제부, 116, 423.

에너지경제연구원, 2010, 온실가스별 배출추이 통

계 DB.

http://www.keei.re.kr/main.nsf/index.html.

장영기, 김정, 김필수, 신용일, 김운수, 최유진, 2010, 이륜차의 일 주행거리 조사와 대기오염 배출량 추정, 한국대기환경학회지, 26권 1호, p48-56.

CORINAIR, 2007, Emission Inventory Guide- book, Group7 Road Transport.

IPCC Guidelines, 2006, Volume 2.