GIS를 활용한 생태산업단지 및 재활용 네트워크 구축에 관한 연구
A Study on the Construction of Eco-Industrial Park and Recycling
Network Using GIS Approach
1)
강경호*ㆍ방건석**ㆍ손홍규***ㆍ정재훈****ㆍ김창재*****
Kang, Kyung HoㆍBang, Keon SukㆍSohn, Hong GyooㆍJung, Jae HoonㆍKim, Chang Jae
要 旨
정부에서는 산업단지에서 발생되는 부산물과 폐기물을 다른 기업의 원료나 에너지로 재활용하는 생태산업단지 구 축사업(EIP: Eco Industrial Park)을 2010년부터 전국으로 확대 추진하고 있다. 하지만 GIS를 이용한 보다 전문적이 고 체계적인 관리는 국내외적으로 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 재활용 네트워크 구축의 체계적인 확대를 위해 GIS 기반의 생태산업단지 구축 방안을 연구하였다. 실제 경기도내 특정 산업단지에서 조사된 업체정보와 업종별 산업폐기물정보를 토대로 GIS 공간입지 분석을 활용한 업체간 폐기물 재활용 연계 분석, 지원시설 최적입지 선정, 폐열회수 최적네트워크 설계 등을 수행하고, 경제성 분석을 통해 생태산업단지 재활용 네트워크 구축의 효용성을 입증하였다. 본 연구에서 제안한 GIS 기반 생태산업단지 및 재활용 네트워크가 적극 검토되어야 할 것으로 판단된 다.
핵심용어 : 지형공간정보시스템, 생태산업단지, 재활용
Abstract
Korean government has promoted nationwide Eco Industrial Park (EIP) project to recycle by-products and wastes in industrial park since 2010. However, the corresponding management is insufficient to support the project.
Considering the efficiency and effectiveness, GIS-based management can be an alternative of the current status. This study has focused on the construction of recycling network based on EIP using GIS approach. Two industrial parks located in Gyeonggi province were selected as study sites. GIS-based spatial location analysis was performed to determine the optimal location of recycling company, and to identify linkage of one manufacture to the other manufacturers based on the types of waste. Also, the optimal network for recycling of waste heat was established.
Finally, the feasibility of the current GIS-based recycling network was established by performing benefit-cost analysis.
Keywords : GIS(Geospatial Information System), EIP(Eco Industrial Park), recycling
1. 서 론
경기도에는 2009년 기준으로 97개의 산업단지가 조 성되어 있으며, 산업단지 내에는 기계ㆍ섬유ㆍ석유화 학 등 다양한 업종이 분포되어 있다. 그러나 수도권 내 인구집중으로 인한 주거단지 확장으로 인해 산업단지 와 주거단지가 인접하게 되었으며, 산업단지에서 발생
하는 환경문제와 관련된 많은 문제점이 발생하고 있다 (경기도 환경국, 2009). 따라서 산업단지 인근 지역의 환경문제를 개선하면서, 산업단지의 생산성 및 경제성 을 지속시키는 방안이 필요한 실정이다.
이에 국내외에서는 자연생태계를 모방하여 산업단지 에서 발생되는 부산물과 폐기물을 다른 기업의 원료 및 에너지로 자원화하여 오염물의 무배출을 지향하는 산
2011년 2월 14일 접수, 2011년 3월 11일 채택
* 학생회원ㆍ연세대학교 대학원 토목환경공학과 박사과정([email protected])
** 경기도청 자치행정구 자치행정과 지방시설주사([email protected])
*** 교신저자ㆍ정회원ㆍ연세대학교 대학원 토목환경공학과 정교수([email protected])
**** 학생회원ㆍ연세대학교 대학원 토목환경공학과 박사과정([email protected])
***** 정회원ㆍ연세대학교 건설공학연구소 연구교수([email protected]) 연구논문
업단지인 생태산업단지(EIP)를 조성하고 있다. 기존의 산업단지는 원료의 투입으로 생산공정을 통해 제품이 생산되고, 이 과정에서 배출되는 공정부산물 및 폐기물 은 처분되는 구조로 이루어져 있다. 하지만 생태산업단 지는 이러한 공정 부산물이나 폐기물을 이용하여 기업 간 공생적 협력 즉, 기업간 네트워크를 통하여 순환적 인 자원이용구조를 형성하여 기업의 경제적 성과를 향 상시키는 동시에 생태적 영향을 감소시키게 된다(한국 산업단지공단 EIP 사무국, 2010). 또한 지역사회 및 환 경을 고려하여 산업단지에 대한 친환경적 이미지 형성 에도 큰 효과가 있다.
그러나 현재 운영 중인 생태산업단지는 거래대상 물 질에 대한 정보 부족, 업체검색의 어려움, 관련 업체에 대한 홍보 및 교육의 부재로 인해 기업체들의 능동적인 참여가 부족하고, 체계적인 시스템 관리가 이루어지지 않고 있는 상황이다. 따라서 통합 데이터베이스의 구축 과 더불어 지속적으로 업데이트되는 데이터를 유연하 게 관리하기 위하여 GIS에 기반을 둔 통합 폐기물 및 부산물 데이터 관리시스템의 도입이 요구되고 있다.
본 연구에서는 국내 생태산업단지 구축사업에 있어 GIS를 활용하여 공간입지 분석을 통한 종합적인 의사 결정 지원 및 관리를 분석하고 효율적인 사업관리와 체 계적인 네트워크 구축을 제안하였다. 이를 위해 우선 국내ㆍ외 생태산업단지 구축사업현황 및 추진계획을 검토하고, 산업부산물 데이터 관리 현황조사 및 분석을 통해 문제점을 도출하였고, 이를 해결하기 위한 GIS를 활용한 생태산업단지 구축방향을 제시하였다. 활용도 를 검증하기 위해 경기도 내 특정 산업단지를 선정하고 산업부산물 데이터와 지형정보를 활용하여 폐기물 관 리 입지 분석 및 자원순환경로 등 공간정보 분석을 수 행하였고, 경제성 분석을 통해 네트워크 구축시 편익을 추정하였다.
2. 국내외 생태산업단지 구축 현황
2.1 국외 생태단지 구축현황 2.1.1 덴마크
덴마크의 칼룬버그의 생태산업단지는 가장 역사가 오래된 생태산업단지이며, 산업공생의 원리를 가장 잘 이용한 산업단지라고 평가되고 있다. 이러한 생태산업 단지 구축 효과로 인근지역의 3,500가구 난방에서부터 연간 120만m3의 용수, 30,000톤의 석탄, 80,000통의 수입석고대체, 180톤의 비산분진 저감 등 환경적 편익 을 거두는 성과를 이루었다. 칼룬버그 생태산업단지는 기업간 상호연계적으로 부산물 교환이 가능하고, 수송
이 편리한 지리적 여건, 소도시의 특성을 반영하는 기 업간 유대관계를 통해 생태산업단지의 성공 사례로 평 가받고 있다(최정석, 2002).
2.1.2 영국
영국 NISP(National Industrial Symbiosis Programme) 는 2001년부터 지역에서 자발적으로 추진된 시범사업 을 통해 2003년 조직되었으며, 2005년 전국단위의 조 직이 공식적으로 출범되었다. NISP는 광역단위로 구성 된 세계 최초의 국가규모 산업공생망으로 기업단 네트 워크를 단일 산업단지로 제한하지 않고 전국의 광역 산 업지역들에 대한 네트워크를 구축하였다. 또한 NISP는 전국적으로 운영체계를 표준화하고 공유하면서 동시에 각 지역별 자발성에 근거한 실질적인 산업공생을 추진하 고 있다. 최근 NISP는 그동안 축적한 데이터를 기반으로 REDIBIS(Regional Economic Development through Intelligence Based Industrial Symbiosis)라는 지역별 자원흐름 분석과 GIS가 결합된 프로그램을 개발하여 지역 경제 개발과 기업들 유치에 많은 기여를 하고 있 다. 이를 통해 NISP는 2005년부터 5년간 한화로 1조 1,771억원의 기업 비용절감, 3,511만톤의 폐자원 회수 와 3,019만톤의 이산화탄소 절감, 22,181개의 일자리 확대 등 경제ㆍ환경ㆍ사회적 성과를 거두었다.
2.2 국내 생태단지 구축현황
국내 생태산업단지 구축사업은 2003년부터 생태산업 단지 구축계획이 추진되기 시작하여, 산업자원부(현 지 식경제부)의 후원과 국가청정생산지원센터의 주관 하에 한국산업생태학연구회가 발족되었고, 8개 단지를 대상 으로 한 기획연구가 시작되었다(생산기술연구원, 2004).
우선 2005년 울산, 여수, 포항국가산업단지를 시작으로
표 1. 생태산업단지 추진과정
1단계 : 생태산업단지 시범사업(05∼09년)
∙ 산업 네트워크 구축을 위한 기업간의 연계가능성 파악
∙ 기업 간 연계를 위한 필요기술 도출
∙ 부산물 교환망 구축 및 운영
∙ 생태산업단지 정보망 구축 및 운영
∙ 생태산업단지 구축을 위한 교육 훈련 및 홍보 2단계 : 자원순환네트워크 확산(10∼14년)
∙1단계 시범사업의 결과를 전체 산업단지에 확대 적용
∙ 생태산업단지 기업간 공동관리 시스템 구축
∙ 지역사회와의 융화 확대
3단계 : 한국형 생태산업단지 구축(15∼19년)
∙ 신규 조성 예정인 산업단지에 대한 설계
∙ 네트워크 구성 참여기업 선정
∙ 폐기물을 활용한 새로운 제품 및 에너지 생산과 연계
2006년 반월ㆍ시화국가산업단지와 청주지방산업단지 등 총 5개 산업단지가 선정되어 1단계 시범사업(05년
∼09년)이 추진되었고, 2010년부터 2014년까지 자원 순환네트워크의 확산을 목표로 2단계 생태산업단지 구 축사업이 진행 중에 있다. 최종적으로는 2019년까지 한국형 생태산업단지 구축을 목표로 하고 있다(한국산 업단지공단 EIP사무국, 2010). 다음의 표 1은 국내 현 생태산업단지 추진과정의 내역을 나타내고 있다.
2.3 국내 자원순환네트워크 전산시스템 현황 2.3.1 자원순환교환망 데이터베이스 관리시스템 한국산업단지공단에서는 생태산업단지 통합정보망을 운영중이며, 웹을 통해 정보를 공유할 수 있다. 자원순 환망 데이터베이스 관리시스템은 일반 기업을 대상으 로 하는 ‘자원순환망 데이터베이스 관리시스템(외부)’
과 내부 사용자를 대상으로 하는 ‘자원교환순환망 데이 터베이스 관리시스템(내부)’로 구성되어 있다. 이러한 자원순환교환망 데이터베이스 관리시스템의 내부 및 외부의 주요기능은 다음의 표 2와 같으며, 부산물 등록 및 검색 그리고 통계자료를 제공하여 업체간 자원순환 네트워크 구성의 기초자료로 활용되도록 하고 있다(한 국산업단지공간 EIP사무국, 2010).
2.3.2 공장설립관리정보시스템
공장설립관리정보시스템은 전국적인 단일 공장정보 망 구축 및 동일 시스템을 설치ㆍ활용하여 공장설립 및 등록관련 자료를 전산ㆍ정보화하고 표준화하기 위하여 구축된 시스템이다. 또한, 공장설립 관리정보의 효율적 관리ㆍ운영과 데이터베이스의 신뢰성 향상 및 실시간
기능 상세정보
외부
나의
부산물정보 ∙ 교환대상 부산물 정보 등록 부산물 등록 ∙ 등록 부산물 정보 검색ㆍ수정 부산물 검색 ∙ 다른 업체에서 등록한 부산물 정
보 검색
통계
∙ 지역에서 발생하는 부산물 정보 를 다양한 차트를 이용한 검색, 엑셀포맷 자료 제공
내부
내부부산물
∙ 부산물실태조사자료에 근거한 부산물 정보를 입력 및 저장, 다 양한 조건으로 필요한 데이터 검색
통계
∙ 등록된 부산물 정보를 다양한 차 트를 이용하여 검색 및 엑셀 포 맷의 자료 제공
표 2. 자원순환교환망 데이터베이스 관리시스템의 기능
공장정보 자료제공 등에 기여하고 있다. 1998년 시범 사업을 시작으로 전국의 모든 설립ㆍ등록공장을 대상 으로 하고 있으며, 전국 지자체 및 국가ㆍ지방산업단지 총 293개 기관에서 이를 사용하고 있다. 2009년 12월 31일을 기준으로 전국 총 136,681건이 등록되어 있다 (한국산업단지공단 공장설립지원센터, 2009).
2.3.3 폐기물적법처리시스템
건설 및 사업장에서 발생하는 폐기물은 적법한 처리 절차에 의한 관리가 반드시 필요하다. 이에 환경부에서 는 웹기반 폐기물적법처리시스템을 구축하여 운영 중 이다. 이는 사업장폐기물의 배출에서 운반-처리까지의 전과정을 웹을 통해 관리하는 시스템으로, 2000년 지 정폐기물 연간 200톤 이상 배출자 및 종합병원을 대상 으로 1단계 및 시범운영을 시작하였으며, 2010년부터 는 지정된 모든 폐기물배출자와 더불어 종합병원 및 일 반병원을 대상으로 일반폐기물관리대장 관리ㆍ실적보 고서 작성 및 제출 등의 업무를 수행할 수 있도록 하고 있다(한국환경공단 폐기물관리처, 2010).
이러한 폐기물적법처리시스템은 폐기물관련 민원처 리, 최첨단 기법을 이용한 폐기물인계정보관리, 폐기물 배출ㆍ운반ㆍ처리의 연간 실적보고, 폐기물 감량정보 제공 및 감량실적보고, 순환골재유통지원정보 제공, 폐 기물통계정보 제공 등의 기능을 수행한다.
2.4 국내 전산시스템 문제점 분석 및 개선방안 2.4.1 문제점 분석
현재 운영되고 있는 전산시스템은 기업간 직접적인 자원교환의 의사결정 수단이 되기에는 한계가 있으며, 다른 시스템과 연계되어 있지 않고 개별적으로 운영되 어 자발적인 참여가 낮은 것으로 사료된다. 이는 거래 대상 물질에 대한 정확하고 상세한 정보 부족, 수요자 의 요구조건에 맞는 배출물질 및 업체검색의 어려움, 거래물질을 배출하는 업체를 대상으로 한 홍보 및 기술 교육의 부족 때문으로 판단된다.
2.4.2 개선방안
현재 네트워크 구축을 위한 데이터베이스는 앞서 언 급한 시스템들에 의해 개별적으로 관리되고 있는 실정 이며, 새로운 데이터베이스 구축에 따르는 막대한 인력 과 비용의 소비를 최소화하기 위해서는 기존의 시스템 을 최대한 이용한 통합관리 시스템의 도입이 필요하다.
체계적이고 통합적인 데이터베이스 시스템 구축과 데 이터의 변화에 능동적으로 대처하기 위하여 GIS에 기 반을 둔 통합 폐기물 및 부산물 데이터 관리시스템의
도입이 요구된다. 이를 통하여 효율적 관리와 함께 경 제성 및 환경성을 종합적으로 고려한 최적 연계방안을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
3. 연구대상지역 및 자료구축
3.1 연구대상지역
경기도는 국내 최대 부품생산 중심의 중소기업 단지 가 밀집되어 있으며, 본 연구에서는 이러한 경기도 내 특정 산업단지 두 곳을 선별하여 연구를 진행하였다. 그 위치 및 일반 현황은 그림 1(한국산업공단 산업입지 연구소, 2010)와 표 3(김호범, 2008)과 같다.
3.2 연구자료구축
GIS를 활용한 데이터 구축과정은 다음의 그림 2와 같다. 이는 데이터시스템 계획수립을 통해 도형자료와 속성자료를 구축하고 이를 변환하여 통합하는 구조화 편집의 작업흐름을 통하여 수행된다(최병길 외, 2008).
그림 1. 경기도내 연구대상 산업단지
항목 산업단지 1 산업단지 2
조성 목적
∙ 수도권 내에 산재되어 있는 이전대상 업체 유 치 및 지역 내 신・증 설 공장을 수용하여 지 역개발 활성화
∙ 수도권 내 이전대상공 장 이전용지 제공, 중 소기업전문단지 조성 및 서해안 공업벨트 형 성 촉진
조성
기간 ∙1978~1987년 ∙1986~2004년 단지
규모
∙15,374천㎡ 산업시설 구역 : 7,931천㎡
∙16,580천㎡ 산업시설 구역 : 10,954천㎡
(66%) 입주
업체
∙4,682개사 가동업체 : 4,259개사
∙7,866개사 가동업체 : 7,649개사 주요
업종
∙ 철강, 기계, 섬유의복, 석유화학
∙ 전기ㆍ전자, 운송장비, 석유화학
표 3. 연구대상지역 일반현황
그림 2. GIS 자료구축과정
먼저 도형자료구축은 수치지도 작성규칙의 레이어코 드 및 심볼을 사용하여 작성하게 되며 시설물의 위치정 보는 도면입력시스템(AutoCAD)을 사용하여 입력한다.
속성자료구축은 속성자료에 대한 조서 및 대장형태 의 자료들을 입력하고, 엑셀을 이용하여 도형정보 및 이미지 데이터와 연결시키는 작업을 수행한다.
구조화 편집작업은 구축된 도형자료 및 속성자료를 매칭하는 과정으로, 도형자료 편집이 완료된 지형ㆍ지 물을 기하학적인 형태로 구성하고 데이터 상호간(공간 자료 및 속성자료)의 논리적인 위상관계를 형성하게 된 다. 이러한 구조화 편집작업은 우선 각각의 업체현황자 료에서 속성 및 ID를 추출하고 정위치파일(dwg)을 구 조화편집(shp) 데이터로 변환하며 추출한 TEXT 파일 을 dbf 파일포맷으로 변환한 뒤, 업체위치 데이터(shp) 와 변환한 자료(dbf)를 연계하여 최종 shp 파일을 생성 하게 된다.
4. 재활용 네트워크 분석
4.1 폐기물 재활용 연계 분석
대상지역 내의 폐기물 종류별 데이터는 기업 개별 면 담 조사를 통하여 취득하였고, GIS 공간분석을 이용하 여 폐기물의 종류 및 발생량을 분석하였다. 폐기물 종 류는 발생량이 많으며 자원순환의 가능성이 높다고 판 단되는 광재, 소각재, 폐산 및 폐알칼리, 폐슬러지, 폐 유기용제, 폐합성수지로 분류하였고, 산업단지 1의 1,023곳과 산업단지 2의 920곳의 폐기물 발생데이터를 활용하였다. 이를 통하여 연구대상지역에 대한 폐기물 종류별 발생지 공간분석을 수행한 결과 발생량별 폐기
그림 3. 발생량에 따른 폐기물 분포
그림 4. 폐기물 종류별 발생분포
물 분포는 그림 3과 같으며, 폐기물 종류별 발생분포는 그림 4와 같다.
폐기물을 자원순환에 이용하기 위해 본 연구에서는 위와 같은 GIS 분석결과를 바탕으로 최적위치를 분석 하여 자원순환에 가치가 큰 비산재 및 광재에 대한 잠 재적인 연계방안을 제시하였다.
비산재폐기물은 규소, 알루미늄 등의 산화물이 주가 되기 때문에 시멘트의 원료로 사용가능하다. 연구대상 지역의 소각시설에서 발생하는 비산재의 위치를 파악 하고, 이에 대한 수요업체로 시멘트 제조업체 세곳을 조사하여 개략적인 연계방안을 그림 5와 같이 제시하 였다.
광재는 주로 금속의 정련과정에서 발생하며 골재의 대체물질로 사용이 가능하여 시멘트 공업이나 도로용 으로 재활용할 수 있다. 따라서 광재도 비산재 폐기물 과 마찬가지로 연구대상지역 내 시멘트 업체와의 연계 방안을 그림 6과 같이 분석하였다.
연구대상지역의 광재폐기물 발생량은 총 304,930톤/
년이 발생하며, 재활용율을 70%로 가정할 경우 예상되 는 결과를 표 4와 같이 산출하였다.
그림 5. 비산재 폐기물 재활용 연계방안
그림 6. 광재 폐기물 재활용 연계방안
항목 산출결과 산출근거
처분 비용 절감
175.0억원
∙ 연구대상지역 소각재발생량 : 304,930톤/년
∙ 폐기물처분단가 82,000원/톤*
∙ 폐기물재활용율 70%
∙ 기존처분비용(발생량×처분단가) - 304,930 × 82,000 = 250억원
∙ 사후처분비용( 발생량× 처분단가
×(100%-재활용율))
- 304,930 × 82,000 × (100-70)%
= 75.0억원
∙ 처분비용절감액
- 기존처분비용 - 사후처분비용
= 175.0억원
제품 판매 비용
10.7억원
∙ 재활용량 : 304,930톤/년 × 70% = 213,451톤/년
∙ 순환골재단가 : 5,000원/톤**
∙ 판매비용 (재활용폐기물량 × 순환골 재단가)
- 213,451톤/년 × 5,000원/톤
= 10.7억원
절감효과 ∙ 처분비용절감액 + 제품판매비용수익
= 185.7억원
* 서울지역 광재(비산재)처리 입찰공고문 참조
** 한국건설자원협회 순환골재단가 참조 표 4. 폐기물활용을 통한 기대효과
발생되는 폐기물에 서울지역 광재(비산재)처리 입찰 공고문을 참조하여 처리단가를 82,000원/톤으로 계산 하면, 재활용을 70%로 가정할 경우 175억원의 처리비 용을 절감할 수 있다. 또한 70%의 광재 및 소각재폐기 물을 재활용할 경우, 한국건설자원협회 순환골재단가 를 참고하여 5,000원/톤으로 계산하면 연간 10.7억원의 제품판매비용이 예상된다. 결과적으로 처분비용절감액 과 재활용품 판매비용으로 연간 185.7억원의 편익이 발생할 것으로 예측된다.
이 결과는 70%의 재활용율을 가정하고, 시설투자비, 유지관리비 그리고 기타비용 등을 고려하지 않은 결과 이기에 실제 사업의 결과와는 수익이 다를 수도 있다.
하지만, 광재나 비산재 이외의 폐기물에 대한 재활용 및 환경적인 측면을 고려할 경우 그 이익은 보다 증가 할 것으로 예상된다.
4.2 폐기물 업종에 따른 지원시설 최적입지 분석 본 연구에서는 개별면담을 통해 획득한 데이터를 활 용하여 연구대상지역 내에 분포하고 있는 업체들을 주 요업종별로 구분하고 GIS를 이용해 지원 시설의 최적 입지를 분석하였다. 분석에는 총 1,329 곳이 활용되었 고, 업종은 연구대상지역의 주요업종인 철강기계, 전기 전자, 석유화학, 목재종이, 운송장비, 음식료, 비제조로 구분하였고, 업종확인이 불가능한 경우 혹은 업종구분 상 구분이 힘든 경우 기타로 분류하였다. 업종별 업체 분포현황 결과는 그림 7과 같이 도출되었다.
연구대상지역의 업종분포를 살펴보면 한 곳에 집중 되어 있기 보다는 여러 곳에 산재되어 있는 것으로 나 타났다. 따라서 본 연구에서는 상대적으로 집중되어 있 는 섬유의복과 석유화학 업종에 대해 자원순환네트워 크 활성화를 위한 자원순환 지원시설(연구시설 및 폐기 물처리시설, 폐기물중간처리시설 등)의 효율적인 입지 를 분석하였으며 그 결과는 그림 8, 그림 9와 같다. 분 석시 왼쪽 구역의 경우에는 집적도가 높은 구역을 최적 입지로 정하고, 오른쪽 구역의 경우 집적도가 낮으므로 지리적으로 가장 유리한 가운데 구역을 최적입지로 정 하였다.
이와 같이 자원순환 지원시설이 최적입지에 위치하 게 될 경우, 업체와 지원시설간 접근성 향상으로 인해 지원시설(관로, 도로 등)의 설치비 감소 및 수송비 절감 의 효과를 기대할 수 있다. 이러한 예로써 경기도 발생 폐기물의 30%를 재활용한다고 가정하면 그 양은 연간 540만 톤에 이르며 이를 근거로 수송비 절감효과를 산 출한 결과는 다음의 표 5와 같다. 5톤 적재량의 트럭을 기준으로 트럭 1개당 1L의 경유를 절감시킬 경우 연간
그림 7. 업종별 업체 분포 현황
그림 8. 지원시설 최적입지 분석(석유화학)
1,080m3의 유류절감효과가 발생하며, 2010년 5월 단가 를 기준으로 환산할 경우 연간 16.4억원의 유류비 절감 효과가 산출되었다. 뿐만 아니라 유류사용량 절감에 따 른 온실가스 배출량도 연간 3,000톤을 줄일 수 있으므 로 경제적ㆍ환경적ㆍ사회적 효과는 매우 크다고 볼 수 있다.
그림 9. 지원시설 최적입지 분석(섬유의복)
구분 수치 경기도 폐기물발생량 18,000,000 톤/년
재활용비율 30 %
재활용량(수송량) 5,400,000 톤/년
차량적재량 5 톤/대
차량대수 1,080,000 대/년
차량 1대당 경유절감 1 L/대
년간 경유 절감량 1,080,000 L/년
경유단가 1,500 원/L
유류비 절감액 1,641,600,000 원/년 에너지환산계수 0.901 toe/㎥경유
에너지량 973 toe/년
탄소배출량 3,092 tCO2/년
* (경기도, 2008)
표 5. 지원시설 최적입지를 통한 기대효과
4.3 폐열회수가능성 분석
연구대상지역에서는 에너지원으로 배관망을 통해 스 팀을 공급하고 있다. 따라서 소각시설을 운영하는 업체 에서 폐열을 활용하여 스팀을 생산한 후 에너지공급사 에 다시 판매하는 소각열에너지 회수가 가능할 것으로 사료된다. 이를 위해 우선 소각재 배출업체의 자료를 이용하여 소각장에서 발생하는 폐열량을 추정하고, 이 중 규모가 큰 배출량 5,000톤/년 이상의 업체를 조사한
업체코드 소각재 배출량 (톤/년)
폐열발생 가능량 (Mcal/년)*
toe1)/년 경제적효과 분석(원)**
BS01 5,185 243,676 24.3 15,440,912 BS02 5,951 279,681 27.9 17,722,476 BS03 7,243 340,427 33.9 21,571,721 BS04 8,806 413,896 41.2 26,227,174 BS05 9,869 463,848 46.2 29,392,499 BS06 10,196 479,209 47.8 30,365,874 BS07 16,186 760,760 75.8 48,206,794 BS08 23,583 1,108,421 110.5 70,236,895 BS09 17,238 810,167 80.7 51,337,571 BS10 19,157 900,363 89.7 57,052,977 BS11 27,423 1,288,882 128.5 81,672,114 BS12 29,105 1,367,934 136.3 86,681,352 BS13 57,273 2,691,829 268.3 170,572,130
합계 237,215 11,149,092 1,111.1 706,480,489
* 전국 소각시설현황 자료를 분석하여 소각재배출량 대비 폐열발생량 추정값
** 원유 1톤=7.33bbl, 두바이유(75.89$/bbl), 환율(1143 원/$)기준(‘10.5.17)
1) toe(석유환산톤) : 석유 1톤을 연소할 때 발생하는 에너지 = 1 toe
표 6. 소각재배출업체의 폐열 회수 경제적 효과
그림 10. 대규모 소각재 배출업체 현황
결과 총 13개 업체에서 237,215톤/년의 소각재를 배출 하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 소각재 발생량을 이용하여 회수가능 폐열량을 추정하기 위해 전국 소각 장운영(2002년∼2007년)을 분석하여 소각재발생량 기 준 폐열발생량을 추정한 결과, 평균적으로 소각재발생 량 톤당 47Mcal의 폐열이 발생하는 것으로 조사되었 다. 이를 통해 연구대상지역의 소각업체의 폐열발생량 을 추정하고, 발생열량을 원유로 환산하여 경제적 효과 를 분석한 결과는 표 6과 같이 나타났다.
그림 10에서는 소각재 배출업체와 에너지공급업체의 속성 및 위치정보를 이용하여 소각재 배출업체와 에너 지공급업체간의 폐열 회수를 위한 효율적인 관로계획 을 제시하였다. 이를 통해 관로 설치비와 같은 시설비 의 최소화로 인한 경제적이고 효율적인 폐열재활용 네 트워크 설계가 가능할 것으로 판단된다.
또한 연간 7억원의 에너지 비용절감과 함께 부수적 인 효과인 폐열회수로 대중에 배기열을 크게 감소시켜 백연 및 악취를 획기적으로 저감시키는 등 환경적인 개 선효과를 기대할 수 있다.
5. 결 론
본 연구에서는 생태산업단지 구축사업의 체계적인 데이터관리 및 네트워크 확대 구축을 위해 공간입지 분 석이 가능한 GIS 기반의 생태산업단지 구축 방안을 제 시하였다. 또한, 경기도 내 특정 산업단지를 대상으로 조사한 산업폐기물 데이터와 업종별 데이터를 활용하 여 각 사례별 기대효과를 분석하였다. 본 연구의 결론 을 요약하면 다음과 같다.
첫째, GIS를 활용한 연구대상지역의 폐기물과 업체 정보를 분석하여 광재 및 소각재 폐기물 배출업체와 시 멘트업체와의 최적 연계방안을 도출하였다. 이에 따른 경제적 효과는 연간 소각재발생량 약 30만톤을 기준으
로 175억원의 처리비용을 절감할 수 있으며, 재활용 판 매수입 10.7억원을 포함할 경우 185.7억원의 편익이 발생하였다.
둘째, 재활용 대상 업체의 집적도 분석을 통해 선정 된 석유화학업종과 섬유의복업종에 대한 지원시설의 최적입지 선정을 수행하였다. 이를 통해 5톤 적재량의 트럭을 기준으로 1대당 1L의 경유를 절감시킬 경우 연 간 16.4억원의 수송비 절감효과와 더불어 3,000톤의 온실가스 배출저감을 추정하였다.
셋째, 폐열회수 및 재활용 가능성 분석을 통하여 연 구대상지역내 소각재 발생업체의 폐열을 회수하여 재 생에너지화 할 경우 연간 7억원의 에너지 절감효과를 기대할 수 있다.
이러한 경제적 효과와 더불어 폐기물발생량 및 온실 가스 감소로 인한 환경적 효과, 고용창출 및 지역단체 간의 유대증진과 같은 사회적 효과 또한 클 것으로 판 단된다. 따라서 본 연구의 결과를 고려할 때 생태산업 단지 광역화 사업의 체계적ㆍ효율적 확산을 위해 GIS 기반 생태산업단지 및 재활용 네트워크 구축 도입이 적 극적으로 검토되어야 할 것이다.
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