대전시 환경기초시설 온실가스 배출량 산정 연구

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정책연구보고서 2013-24

대전시 환경기초시설 온실가스 배출량 산정 연구

이 소 라

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연구진

연구책임 • 이소라 / 도시기반연구실 연구위원

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― 목 차 ―

제1장 서론 ···1

제1절 연구의 목적 및 필요성 ···1

제2절 온실가스·에너지 목표관리제의 추진배경 및 경위 ···1

제2장 대전광역시 온실가스·에너지 목표관리제 추진 ···7

제1절 대전광역시 환경기초시설 개요 ···7

1. 환경자원사업소 ··· 7

2. 환경에너지사업소 ···8

3. 음식물쓰레기 광역자원화시설 ··· 9

4. 대전광역시 생활용수 공급 시설 ··· 9

5. 대전하수처리장 ···14

6. 대전위생처리장 ···16

7. 흑석하수처리장 ···18

8. 대덕산단환경사업소 ···19

제1절 목표협상 ···20

1. 기존시설 예상배출량 산정방법 ···21

2. 2013년 신증설시설 예상 배출량 산정방법 ···27

제3장 온실가스 배출량 저감 대책 ···31

제1절 온실가스 감축 현황 및 문제점 ···31

1. 대전시 환경기초시설 온실가스 감축 현황 ···32

2. 목표관리제 추진 애로사항 ···32

제2절 폐기물 부문 온실가스 저감 우수사례 ···34

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1. 소화조 바이오 가스발전(서울시 1-1) ···34

2. 화석연료 Zero시스템 소화가스활용(서울시 1-3) ···35

3. 하수열 히트펌프 도입 ···35

4. 우수침전지를 슬러지 농축조로 활용 ···36

5. 고효율송풍기 설치로 에너지 절감(인천 2-3) ···37

6. 소화조 메탄가스를 이용한 연료전지 발전(부산 3-1) ···37

7. 소화조 바이오가스 판매사업(부산 3-2) ···38

8. 열병합발전설비 설치·발전(부산 3-4) ···38

9. 고효율 압착탈수기 도입(광주 5-1) ···38

10. 소각 폐열 회수 발전 및 스팀 기업체 공급(창원 6-1) ···39

11. 하수처리장 유휴부지 및 폐슬러지 활용 에너지 생산(창원 6-2) ···39

12. 신재생에너지 집중설치로 자체전력 절감(창원 6-3) ···40

13. 정수장 가압펌프 운영방법 개선(부천 7-1) ···41

14. 우천시 생물반응조 운전모드 변경(7-3) ···42

제4장 온실가스 배출현황 및 원단위 ···43

제1절 대전광역시 환경기초시설 온실가스 배출현황 ···43

1. 금고동 환경자원사업소 ···44

2. 신일동 환경에너지사업소 ···45

3. 음식물쓰레기 광역자원화시설 ···47

4. 수도시설관리사업소 ···48

5. 송촌정수사업소 ···49

6. 월평정수사업소 ···50

7. 신탄진정수사업소 ···51

8. 대전하수처리장 ···52

9. 대전위생처리장 ···53

10. 흑석하수처리장 ···54

11. 대덕산단환경사업소 ···55

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제2절 원단위 분석 ···56 제5장 결론 및 제언 ···58

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제 1장 서론

제 1절 연구의 목적 및 필요성

정부의『저탄소 녹색성장 기본법 시행령』 제29조에 따라 지정된 폐기물분야 온 실가스·에너지 관리업체는 동법 제42조에 따라 온실가스·에너지 목표관리제를 추진 하여야 하며 우리시는 ‘시장’소유 11개 환경기초시설이 ‘11.4.13 환경부 고시 제 2011-42호에 근거하여 “대전광역시”라는 관리업체로 지정되었다. 시는 이를 총괄하 는 관리업체로서 대상시설의 원활한 목표달성을 위해 정확성과 신뢰성이 확보된 배출량 조사를 바탕으로 온실가스 배출량 및 에너지 소비량의 명세서 작성, 목표설 정에 따른 이행계획 수립, 이행결과 분석이 필요하다.

제 2절 온실가스·에너지 목표관리제의 추진배경 및 경위

우리나라는 세계 9위 수준의 온실가스 배출국가로, 선진국으로부터 온실가스 의 무감축 압박을 받고 있다. 이에 2008년 8.15 광복절 경축사에서 이명박 대통령은 온실가스와 환경오염을 줄이는 지속가능한 성장, 녹색기술과 청정에너지로 신성장 동력과 일자리를 창출하는 신국가발전 패러다임인 『저탄소 녹색성장』을 제시하 였으며, 2009년 11월 국무회의에서 우리나라 중기 온실가스 감축목표를 2020년까지 온실가스 배출전망치(BAU)대비 30% 감축으로 설정하고 국제사회에 공표하였다. 정 부의 비전과 의지를 법적으로 뒷받침하기 위해 『저탄소 녹색성장 기본법』이 2010년 1월에 제정되었으며, 2010년 4월 『저탄소 녹색성장 기본법 시행령』이 발 효됨에 따라 2020년 국가 중기 온실가스 감축목표를 달성하기 위한 온실가스·에너 지 목표관리제가 도입되었다. 2011년 3월 온실가스·에너지 목표관리제운영지침을 고시하였으며, 2011년 7월에 부문별 업종별 감축목표 발표하였다. 이 제도는 온실

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가스 배출량과 에너지 소비량이 많은 업체를 매년 관리대상 업체로 지정하여 목표 를 설정하고 설정된 목표범위 이내로 온실가스 배출량과 에너지 소비량을 줄이도 록 관리하기 위함이다. 국가 온실가스 배출량의 60%를 넘게 차지하는 온실가스 다 배출 업체들을 대상으로 직접적인 감축을 유인하는 제도이다.

1. 온실가스·에너지 목표관리제의 목적 및 내용

온실가스·에너지 목표관리제는 온실가스 다배출업체의 온실가스 배출량을 관리하 여 중기 국가 온실가스감축 목표(2020년 국가온실가스 배출량 BAU 대비 30% 감 축)를 효율적으로 달성하기 위한 제도이다. 제도총괄 및 조정기능은 환경부에서 수 행하며, 목표설정관리는 각 부문별 관장기관이 담당한다. 총괄기관인 환경부는 목 표관리에 대한 종합적 기준·정차 및 지침 등을 마련하고 부문별 관장기관 사무에 대한 점검·평가와 검증기관을 지정·관리한다.

자료 : 한국환경공단 홍보자료

[그림 1-1] 온실가스·에너지 목표관리제 운영체계

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2. 진행일정

[그림 1-2] 온실가스·에너지 목표관리제 프로세스

1) 관리업체 지정

매년 6월 30일까지 부문별 관장기관이 『저탄소 녹색성장 기본법』시행령 제 29 조 및 온실가스·에너지 목표관리 운영 등에 관한 지침 제20조에 근거하여 고시한 다. 법인(개인, 공공기관 포함) 또는 법인 내 사업장 기준으로 관리업체를 선정하며 건물은 건축물 대장, 등기부, 에너지 연계성 등을 기준으로 판단한다. 업체(법인기 준)와 업체 내 사업장에서 최근 3년간 배출한 온실가스와 에너지 사용량의 연평균 총량이 『저탄소 녹색성장 기본법』상 관리업체 지정기준 이상인 경우 관리업체로 지정된다. 관리업체 지정은 매년 이루어지며 전년도에 관리업체로 지정 되었을지라 도, 차년도에 온실가스 배출량 및 에너지 소비량이 지정기준에 미달할 시 관리업체 지정에서 제외된다.

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구분

2011.12.31 까지 2012.1.1 부터 2014.1.1 부터 업체기

준

사업장기 준

업체기 준

사업장기 준

업체기 준

사업장기 준 온실가스

(tCO2eq) 125,000 25,000 87,500 20,000 50,000 15,000

에너지(TJ) 500 100 350 90 200 80

<표 1-1> 관리업체 지정기준

2) 명세서 작성 및 제출

관리업체는 『저탄소 녹색성장 기본법 시행령』제34조 및 온실가스·에너지 목표 관리 운영 등에 관한 지침 제52조에 근거하여 명세서를 작성하고 총괄기관이 지 정한 검증기관의 검증 완료 후 매년 3월 31일까지 부문별 관장기관에 제출하여야 한다. 명세서에 포함되어야 할 내용은 관리업체 총괄정보, 사업장 일반정보, 사업장 별 배출시설 현황, 사업장별 배출량 현황, 배출시설 활동별 배출량 현황(세부), 생산 품 및 공정별 원단위, 에너지 판매실적, 온실가스 감축, 흡수, 제거 실적, 온실가스 사용실적 등이 있다. 온실가스 배출량 산정․보고 대상은 고정연소, 이동연소, 탈루 성 배출(13년부터 산정․보고), 산업공정배출, 폐기물처리, 간접배출 등 6개 분야, 31개 세부배출활동이며, 배출량 산정 및 보고의 원칙(적절성, 완전성, 일관성, 정확 성, 투명성)에 따라 6대 온실가스(CO2, CH4, N2O, PFCs, HFCs, SF6)와 에너지 사용 량을 산정하여야 한다.

3) 감축목표 설정

『저탄소 녹색성장 기본법』시행령 제30조 및 온실가스·에너지목표관리 운영 등 에 관한 지침 제30조에 따라 매년 9월말까지 관장기관은 관리업체와 협의하여 차 년도 목표를 설정하여야 하며, 당해 연도에 처음으로 지정된 관리업체는 목표설정 이 면제되며 다음해에 목표를 설정하여야 한다. 국가 목표(Top-down)와 기업 여건 (bottom-up)을 고려하여 목표설정방법을 도출하며 관리업체의 목표는 기존 배출시 설의 배출허용량과 신·증설시설의 배출허용량을 합산하여 산정한다. 기준년도 배출

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량은 최초 지정 직전 3개년 평균을 사용하되, 특이사항이 있는 경우 최근 2개년 또 는 단년도 평균을 적용한다. 예상성장률은 시설의 가동률, 제품생산량, 입주율의 증 감률 등을 반영하여 산정하며, 업종별 감축계수는 관리업체별 배출허용총량이 폐기 물부문 국가감축목표와 연계 되도록 하기 위한 조정계수를 적용한다.

[그림 1-3] 목표설정 절차

목표설정은 관리업체의 목표 이행연도의 예상배출량에 벤치마크 계수를 적용하 여 설정하며 산정식은 다음과 같다.

{[ⓐ기존시설 기준 배출량 × ⓑ인정계수 + 기존시설 기준 연면적 × ⓒ벤치 마크 계수 × (1-인정계수)] × (1+예상성장률)} + 신증설 시설 연면 적 × 연간가동일수 × 벤치마크 계수

ⓐ기존시설 기준연도 배출량은 관리업체가 최초 지정된 연도의 직전 3개연 도 평균 배출량이며 관리업체가 정부에 제출한 명세서와 기초자 료 조사를 분석하여 산정함

ⓑ인정계수는 관리업체들의 총 배출허용량과 부문별 관장기관이 설 정하는 관리업체 단위 배출허용량의 합산결과를 조정하여 상호 일 관성을 확보하기 위해 인정계수를 설정

ⓒ벤치마크 계수는 해외와 국내의 실적, 성능을 비교·적용함

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4) 이행계획서 작성 및 제출

배출허용목표 달성을 위한 이행계획서를 작성하여 제출해야 하며 이행계획에는 5년 단위 연차별 저감목표와 이행계획, 사업장별, 에너지별, 주요 생산공정별 소비 및 온실가스 배출계획·저감목표가 포함되어야 한다.

관리업체 지정

⇨

목표설정

⇨

목표이행

⇨

이행실적 보고서 제출 6.30

(관장→업체)

차년도 9.30 (관장→업체)

차차년도1~12월 (업체)

차차차년도 3.31(업체→관장)

[그림 1-4] 이행실적 보고서 제출 절차

제출 시 『온실가스·에너지 목표관리 운영 등에 관한 지침』의 별지 7호 서식을 참고하여 국가온실가스종합관리시스템에 입력하여야 함

5) 이행실적보고서 작성 및 제출

최근 3년 동안의 온실가스 배출량 등 정보가 기재된 명세서를 작성하고 제 3자 의 외부 검증을 받아 제출해야 하며, 관장기관은 이행실적보고서의 정확성, 목표에 대한 이행여부 등을 확인 및 평가하며 관리업체가 목표달성을 못 한 경우, 개선명 령에 따라 관리업체에 대해 필요한 조치를 시행해야한다. 해당년도에 이행한 실적 을 이행실적 보고서 및 명세서로 작성하여 제출해야 한다. 이행실적보고서에는 목 표달성 실적, 이행활동 추진실적 및 모니터링 변경사항 등 기재하며, 『온실가스·에 너지 목표관리 운영 등에 관한 지침』의 별지 13호 서식을 참고하여 국가온실가스 종합관리시스템에 입력하여야 한다. 명세서는 공개를 원칙으로 하나 비공개 요청이 있는 경우 심사위원회를 통해 비공개 여부를 결정한다.

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제 2장 대전광역시 온실가스·에너지 목표관리제 추진

제 1절 대전광역시 환경기초시설 개요

1. 환경자원사업소

금고동 위생매립장은 대전광역시 전역에서 발생하는 생활폐기물등을 안정적으로 처리할 수 있도록 조성된 대단위 위생매립장으로서 매립장 조성당시 1996년 8월부 터 2011년까지 15년간 매립할 예정이었으나, 매립시설 운영과정에서 진·출입도로를 이설하여 1년간의 매립용량 추가 확보와 매립 시 복토재 일부를 재활용하였으며, 2005년 1월부터 음식물쓰레기 직매립 금지 및 2005년 5월 소각장 증설 등의 폐기 물 반입여건 변화로 당초 매립예정기간인 2011년보다 상당기간 사용 가능할 것으 로 예상되고 있다.

금고동 위생매립장은대전시 발생폐기물 전량을 15년 이상 매립하는 대단위 위생 매립장이며, 산간 구릉 입지여건 활용으로 매립용량 최대화하였다. 매립장 지반 침 하방지를 위한 전면 고화토 공법으로 시공하였으며, 침출수 누수방지를 위한 전체 바닥 차수시트 및 보호막 포설시설을 갖추고 있다. 등고선별 5m 간격에 U형 플륨 관 설치로 빗물유입차단하고, 매립 후 발생가스는 강제 포집하여 매립가스 발전소 에서 전력생산에 이용된다. 일일 450톤 규모의 침출수 처리시설 운영 중이며, 비상 시 침출수 저류를 위한 비상저류조(16,000톤)와 침출수이송관로 설치되어 있다.

¡ 제1매립장

§ 위치 : 유성구 금고동 산 21번지 일원

§ 쓰레기 매립 개시 : ‘96. 8.

§ 조성면적 : 707,515㎡ / 매립면적 : 404,153㎡ / 조성사업비 : 1,542

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억원

§ 매립용량 : 8,762천㎥ / 매립량 : 6,688천㎥(‘11.5월말 76.34%) - 침출수처리장 450톤/일, 침출수 저류조 16,000톤

§ 매립기간 : 1996. 08 ~ 2018. 12(예상)

¡ 제2매립장

§ 위치 : 유성구 금고동 420번지 일원

§ 면적 : 855,600㎡ / 매립용량 : 15,200천㎥ / 사업비 : 1,542억원

§ 사업기간 : 2004∼2022

§ 사업비 : 2,876억원(국비 405, 시비 2,471)

2. 환경에너지사업소

§ 소각 가능한 생활쓰레기를 소각처리함으로서 친환경적인 쓰레기처 리와 감량화를 통한 매립장 사용기간 연장을 위해 1998년 11월 200톤, 2005년 5월 200톤, 총 400톤/일 규모의 스토카식 소각로를 준공하여 가동중에 있음

§ 소각시설 굴뚝에서 나오는 대기오염 물질을 실시간 자동으로 측 정·분석하여 한국환경공단으로 전송하고 있으며, 소각장 정문에 설 치된 전광판을 통해 실시간으로 운영상태를 확인 할 수 있음

§ 소각 중 발생되는 열은 폐열보일러에서 연소가스의 냉각작용과 함 께 소각 시 발생하는 열을 회수하여 증기를 생산하고, 생산된 증기 는 열병합발전소로 공급하여 인근 공장 및 지역난방에 이용하고 있음

§ 위치 : 대덕구 신일동 1690-5(대덕산업단지 내)

§ 처리능력 : 400톤/일(200톤/일×2기) / ‘11. 5월말 1일 소각량 348 톤

§ 면적 : 부지면적 29,753㎡, 건축면적 5,965㎡

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§ 사업비 : 700억원(1호기 370억원 / 2호기 330억원)

§ 가동개시 : 1호기(1998년 11월), 2호기(2005년 5월)

3. 음식물쓰레기 광역자원화시설

§ 대전광역시 유성구 금고동위생매립장내에 위치한 음식물 광역자원 화시설은 날로 증가하는 음식물 쓰레기를 효율적으로 처리하기 위 하여 대전광역시 전역에서 배출되는 생활 쓰레기 중 약 30% 이상 을 차지하는 음식물류 폐기물을 퇴비화하여 자원을 재활용하고, 매립에 따른 침출수 발생의 최소화로 토양 오염을 방지하고자 1일 100톤 처리규모의 음식물 광역자원화시설을 운영중에 있음 각 가 정에서 매일 수집되는 음식물쓰레기는 15일여의 발효/숙성 과정을 통해 퇴비가 되며 이렇게 생산된 퇴비는 부산물비료공장에 퇴비원 료로, 축산농가에 수분조절용으로 판매하고 있음

§ 위치 : 대전광역시 유성구 금고동 92번지 일원(위생매립장 내)

§ 사업규모 : 100톤/일(최대 : 125톤/일)

§ 시설규모

- 부지면적 : 6,630㎡

- 연 면 적 : 3,250㎡

- 건축면적 : 2,694㎡

§ 주요시설 : 전처리시설, 퇴비화시설, 폐수처리시설, 악취저감시설

§ 사업비

- 시설설치 사업비: 8,840백만원(국비 2,400, 시비 2,020, 구비 4,420)

4. 대전광역시 생활용수 공급 시설

§ 대전광역시 상수도사업본부는 대청호의 풍부한 상수원을 이용하여

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4개 정수장에서 1일 최대 135만 톤의 수돗물을 공급할 수 있는 시 설을 갖추고 있으며 대전과 인접 도시인 세종시, 계룡시에 수돗물 을 공급하고 있음

§ 상수도사업본부는 공공부문 온실가스·에너지 목표관리 대상 기관 이므로 건물과 이동연소 외의 온실가스 다량 배출원을 관리업체 목표관리에 포함하여 관리함

§ 급수구역

자료 : 대전광역시 상수도사업본부 홈페이지

[그림 2-1] 대전광역시 상수도 급수구역 현황

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정수장 급수구역

송촌정수장 동구전역, 중구/대덕구일원

회덕정수장 대전산업단지, 대덕테크노밸리 113개 업체

월평정수장 서구/유성구 전역, 중구/대덕구 일원

신탄진정수장 대덕구일원

자료 : 대전광역시 상수도사업본부 홈페이지

<표 2-1> 대전광역시 급수구역 현황

§ 생산시설

- 수원지 1개소(대청호) - 취수장 2개소

·중리취수장 취수능력 : 105만톤/일 (공업용수 9만톤 포함)

·삼정취수장 취수능력 : 30만톤/일 - 정수장 4개소

유역면적 총저수량 유효저수량 무효저수량 홍수조절량

3,204㎢ 1,490백만톤 854백만톤 308백만톤(58m 이하) 248백만톤(76.5m 이상) 자료 : 대전광역시 상수도사업본부 홈페이지

<표 2-2> 대전광역시 수원지 현황

§ 급수시설 - 가압장

- 배수지 : 36개소 86지(용량 : 385,440톤)

- 배관 : 4,309㎢(도수관 19㎞, 급수관 2,250㎞, 배수관 2,040㎞)

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구분 단위 계 동구 중구 서구 유성 대덕

가압장 개소 50 18 8 11 8 5

급수전수 전 18,122 8,672 4,179 2,393 730 2,148 급수인구 명 208,113 105,816 25,253 25,619 18,714 32,711 자료 : 대전광역시 상수도사업본부 홈페이지

<표 2-3> 대전광역시 가압장 현황

1) 수도시설관리사업소

§ 위치 : 대전광역시 대덕구 중리동 20-1번지

§ 시설물 관리현황 - 가입장 57개소 - 배수지 31개소

- 계량기 시험실 1개소(시험설비 9조) - 취수(펌프)시설 : 송촌반 6대, 월평반 10대

2) 송촌정수사업소

§ 위치 : 대전광역시 대덕구 송촌동 236-3번지

§ 시설용량 : 300,000㎥/일

§ 시설규모

- 부지 : 102,574㎡

- 건축물 : 9,425㎡

§ 주요정수 시설

- 1단계 : 혼화지 2지, 응집침전지 3지, 여과지 12지 - 2단계 : 혼화지 4지, 응집침전지 8지, 여과지 24지 - 공통시설 : 배수지 5지, 약품실 및 저장탱크, 회수조 2지

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§ 급수지역 : 동구전역, 중구·대덕구일원

3) 월평정수사업소

§ 위치 : 대전광역시 서구 월평동 51-1

§ 시설용량 : 600천㎥/일

§ 시설규모 : 320천㎡/건축면적 : 38동 20천㎡

- 착수정 : 6지/혼화지 : 12지/ 응집지 : 18지 - 침전지 : 18지/여과지 : 48지

- 배수지 : 용량 175,000㎥

- 약품실 : 활성탄 및 소석회 1동, 염소실 1동, PAC탱크 9기 - 폐수처리 : 회수조 4지, 농축조 2지, 펌프실 1동, 탈수기동 1동

§ 기계 설비

- 약품 투입기 : 소석회 6대, 활성탄 9대, PAC 9대, 염소투입기 10대 - 염소중화설비 : 1/급속환화기 : 12/응집기 : 54

- 슬러지콜렉터 : 22/역세송풍기 : 12/회수펌프 : 5 - 여과지 밸브 : 224/탈수기 : 6/펌프 및 기타 : 50

§ 전기 설비

- 수전 설비(22.9KV/2,000KVA)/비상발전 설비(380V/250KVA)

4) 신탄진정수사업소

§ 신진진정수사업소는 도시발전에 따른 용수 수요량 증가에 대처하 고 단일 취수계통의 돌발 사고에 대비한 제2수원을 확보하여 댐하 류 취수로 양호한 수질의 원수확보를 위해 건설함

§ 위치 : 대전광역시 대덕구 용호동 64

§ 시설규모 : 300,000㎥/일

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- 부지면적 : 388,017㎡

§ 주요시설 현황

구분 시설명

취수시설

취수부문 2개(3.0m×2.0m)

취수펌프 5대(주펌프 2,650HP × 3대, 조절용펌프 1,360HP × 2대) 도수관로 강관Φ2,200mm, L=1.08㎞

정수시설

약품투입시설

응집제 : 폴리염화알루미늄(PAC)투입기 3대 소독제 : 가성소다(NaOH) 투입기 2대 이·취미제거 : 분말활성탄 투입기 2대 액화염수투입

기 7대(전염소 2대, 중염소 2대, 후염소 3대)

혼화시설 급속교반기(개방익형프로펠라식) 2대

응집 침전지 응집지 : 수평패들형 10지

침전지 : 수중대차식 2수로 1구동형 10지

여과지 급속여과방식 22지

역세펌프시설 역세펌프 : 50HP × 2대 역세행굼펌프 : 250HP × 2대 배수지 생활 4개지 (저장용량 64,000㎥)

공업 2개지 (저장용량 2,000㎥) 통합접합정 2개지(여과지, 배수지 드레인수 유입) 슬러지조정조

침전지, 약품실 드레인수 유입

배출수지(회수조)에 있는 슬러지를 펌핑하여 슬러지조정조로 유입

배출수지 회수조 : 4개지

회수펌프 :100HP × 2대 농축조 주변구동식 Φ33m × 4mH, 2개지 탈수시설 탈수기 : 2대(필터프레스 탈스 + 건조설비)

슬러지공급펌프 : 40HP × 2대 방류펌프시설 수중오수형펌프 30HP × 2대

송수관 강관 Φ2,300㎜, L=1.11㎞

자료 : 신탄진정수사업소 홈페이지

<표 2-4> 신탄진정수사업소 시설현황

5. 대전하수처리장

§ 위치 : 유성구 엑스포로 326

(20)

§ 부지면적 : 404,334㎡

§ 건축면적 : 63,795㎡

§ ^시설규모: 900천㎥/일(1처리장 150천㎥/일, 2처리장 150천㎥/일, 3처리장 300천㎥/일, 4처리장 300천㎥/일)

§ 처리방법 수처리 공정

- 생물학적 질소, 인제거공법 + 화학적 인제거(공침) 병행

* 1, 2처리장 : NPR 공법 + Alum약품투입

* 3처리장 : BIO-SAC공법 + Alum약품투입 - 생물학적 질소제거 + 화학적 인제거(공침)병행

* 4처리장 : MLE공법 + Alum약품투입 슬러지공정 : 혐기성중온소화법(난형)

§ 사업비 : 297,385백만원(국고 13,275백만원, 지방비 284,110백만원)

§ 주요시설현황

시설명 1처리장 2처리장 3처리장 4처리장

생슬러지저류

조 - Ø15.5m×

H3.0m×2지 Ø15.0m×

H3.0m×3지 Ø15.0m×

H3.0m×3지

원심농축기 60㎥/hr×3대 60㎥/hr×6대

소화조(난형) -

Ø17.9m×H25.2 m (3,500㎥)×3지

Ø22m×H32.6m

(7,000㎥)×3지 Ø22m×H32.6m (7,000㎥)×3지 소화슬러지저

류조 - Ø11.5m×

H4.0m×2지

Ø11.5m×

H4.0m×3지

Ø11.5m×

H4.0m×3지 탈수기 40㎥/hr × 4대 (원심탈수기) 40㎥/hr × 4대 (원심탈수기)

케익호퍼 75㎥ × 3조 75㎥ × 2조

자료 : 대전광역시 시설관리공단 홈페이지

<표 2-5> 대전하수처리장 슬러지처리시설 현황

(21)

시설명 1처리장 2처리장 3처리장 4처리장 유입침사지 W3.7m×L21.5m×H1.0m×3지 W3.8m×L21.5m×H1.5m×6지 스크린설비

- 조목(수동):75mm×3대 - 세목(자동):20mm×3대 - 미세목(자동):5mm×3대

- 조목(수동):75mm×6대 - 세목(자동):20mm×6대 - 미세목(자동):5mm×6대 유입펌프 100㎥/min×H11.0m ×260kW×4대

(인버터 2대) 50㎥/min×H12.5m×160kW×2대 120㎥/min×H12.5m×350kW×6대 일차침전지 Ø36.5m×

H3.0m×4지

Ø36.5m×

H3.0m×4지

W14.1m×L37.0m

×H3.0m ×16지

W9.0m×L40.0m

× H3.0m×24지

생물반응조

NPR공법 (혐기조→무산소조→호

기조)

W8m×L78m×H5m×24 지

Bio-Sac공법 (혐기조→무산소조→호

기조)

W9.5m×L65m×H5m×24 지

MLE공법(무산소조→호 기조)

W9m×L35m×

H10m×24지 이차침전지 Ø43.0m×

H3.2m×4지 Ø43.0m×

H3.2m×4지 Ø43.6m×

H3.2m×8지 W9.0m×L56.0m

×H3.6m×24지

송풍기 125㎥/min×

6,000㎜Aq×6대

125㎥/min×

6,000㎜Aq×6대

180㎥/min×

6,500㎜Aq×12대

135㎥/min×

12,000㎜Aq×9대 101㎥/min×

6,500㎜Aq×1대 자료 : 대전광역시 시설관리공단 홈페이지

<표 2-6> 대전하수처리장 수처리시설 현황

6. 대전위생처리장

§ 위치 : 대덕구 한밭대로 1003번길 155

§ 시설규모 : 900㎥/일 - 부지면적 : 15,510㎡

- 건축면적 : 2,328㎡

§ 처리방법 : 전처리 후 하수연계 처리

(22)

[그림 2-2] 대전위생처리장 분뇨처리과정

구분 시설명 용량 수량

전처리시설

투입동 2개동 6개(투입구)

협잡물처리

신형 : 50㎥/h×2대 100㎥/h×2대 구형 : 50㎥/h×1대

70㎥/h×1대

6대(2대예비)

호퍼 15㎥ 2조

송분펌프 75HP 2대(1대예비)

저류조

6,680㎥

3,000㎥×2조 500㎥×1조 180㎥×1조

4조

탈취설비 본체 탈취팬 원형2단(Φ3300)

180㎥/min 2조

2대(1대예비)

전기설비 변압기 300KVA, 50KVA 2대

<표 2-7> 대전위생처리장 시설현황

(23)

7. 흑석하수처리장

§ 위치 : 대전광역시 서구 벌곡로 779

§ 시설용량 : 1,000㎥/일

- 부지면적 : 처리장 6,003㎡, 펌프장 421㎡

- 건축면적 : 처리장 552㎡, 펌프장 39㎡

§ 처리방법 : 연속회분식 활성슬러지법

시설명 규 격 수 량 용 량

중계펌프장 W 7.0m × L 4.1m × H 3.9m 1조 120㎥

유량조정조 W 7.5m × L 10.0m × H 4.0m 1조 300㎥

반응조 W 9.0m × L 12.0m × H 5.0m 2조 1,080㎥

처리수조 W 7.5m × L 10.0m × H 3.5m 1조 262㎥

여과수조 W 3.55m × L 4.75m × H 2.5m 1조 42㎥

슬러지저류조 W 3.0m × L 3.0m × H 2.8m 1조 31㎥

탈수기 Ø 770 × H 1.2m 1조 40kgDS/Hr

<표 2-8> 대전광역시 흑석하수처리장 시설현황

(24)

수처리 방식 : PSBR공법(연속회분식 활성슬러지법)

오니처리방식 : 기계농축 후 탈수처리

[그림 2-8] 대전광역시 흑석하수처리장 하수처리개통도

8. 대덕산단환경사업소

§ 대전 제3·4산업단지에서 발생되는 오·폐수를 적정 처리하여 금강 수질을 안정적으로 보전하기 위해 조성함

§ 위치 : 대전광역시 대덕구 문평동 69-1

§ 시설규모 : 60,000㎥/일 - 부지면적 : 69,421㎡

- 건물면적 : 5,305㎡

§ 사업비 : 31,906백만원(입주업체부담 : 23,355백만원, 국고지원 : 8,551백만원)

§ 처리방법

- 1차 처리시설 : 중력식 침전시설 - 2차 처리시설 : 표준활성 슬러지법 - 슬러지 처리시설 : 중력식 농축조

(25)

- 슬러지 개량시설 : 약품처리 방식 - 슬러지 탈수시설 : 벨트프레스형 탈수기

- 고도(3차) 처리방법 : 화학적 응집침전(약품응집 가압부상법, Sand Filter), 여과 활성탄

제 2절 목표협상

저탄소 녹색성장 기본법 시행령 제30조 및 온실가스·에너지 목표관리 운영 등에 관한 지침 제29조에 근거하여 관리업체는 1년 단위로 목표를 협의 및 설정하여야 한다. 관리업체는 사전에 기준연도 온실가스배출량 및 에너지 사용량(신·증설 및 폐쇄 설비 포함) 자료와 신·증설시설 예상 배출량, 예상 성장률(기준연도 대비 시설 별 가동률 및 기타 활동자료 등 증가율 예측 관련 자료)에 관한 자료를 준비하여야 한다.

[그림 2-4] 목표협상 방법 및 내용

(26)

1. 기존시설 예상배출량 산정방법

1차 목표협상 시 전체 11개 사업장의 기존시설 268,933 tCO2eq과 2012년 신·증설 계획으로 9,163 tCO2eq의 합인 278,096 tCO2eq이 2013년 예상 배출량이었다. 현재 는 6개 사업장이 소량 배출사업장으로 지정되면서 현재 5개 사업장이 관리 대상이 다.

(단위 : tCO2eq, %)

사업장 2007년 2008년 2009년 2010년 2011년

연평 균 증가

율 총계 268,962 259,651 242,192 258,382 264,984 -0.37 금고동 환경자원사업소 100,808 96,260 92,123 88,316 84,714 -4.26 대전하수처리장 53,110 64,202 65,763 70,127 71,269 7.63 수도시설관리사업소 28,664 18,657 18,906 18,441 19,365 -9.34 신일동환경에너지사업소 72,491 68,503 52,301 67,490 75,308 0.96 음식물쓰레기 광역자원화시설 5,866 5,070 5,870 5,978 6,131 1.11

<표 2-9> 대전광역시 관리 대상 사업장 목록 및 배출량(신·증설포함)

(단위 : tCO2eq, %)

사업장 2007년 2008년 2009년 2010년 2011년

연평 균 증가

율 총계 8,023 6,959 7,229 8,030 8,197 0.54 대덕산산환경사업소 2,300 2,339 2,260 2,399 2,544 2.55 송촌정수사업소 1,052 836 914 887 917 -3.38 신탄진정수사업소 2,826 2,087 2,254 3,044 2,792 -0.3

월평정수사업소 1,535 1,382 1,496 1,397 1,630 1.51

대전위생처리장 165 165 157 145 150 -2.35

흑석하수처리장 145 150 148 158 164 3.13

<표 2-10> 대전광역시 소량배출사업장 목록 및 배출량(신·증설포함)

(27)

(단위 : tCO2eq, TJ)

사업장명 신증설시 설

12년 목표협상時 이행점검 결과 배출(소비)

허용량 차이 시설

용량 가 동 시 간

준공 일자

예상배출 (소비)량 시설

용량 가 동 시 간

준공일 자

예상배출 (소비)량 온실

가스 에너 온실 지

가스 에너

지

온실 가스

에너 지 대덕산단

환경사업 소

총인처리 시설

6,048

kw 24 ’11.1 0

19,7

62 381 225

kw 24 ’12.01.

02 737 14 -18,5 30

-35 7

수도시설 관리사업

소

괴곡가압

장 50 kw 24 ’11.1

2 163 3 37 kw 24 ’11.12.

23 121 2 -40 0 학하가압

장

400

kw 24 ’11.0 6

1,30

7 25 335

kw 24 ’12.03.

15 876 17 -419 -7 세종가압

장

2,000

kw 24 ’11.1 2 6,53

5 126 1719

kw 24 ’11.08.

23 5,61

8 108 -893 -16 음식물쓰

레기광역 자원화시

설

발효후숙 조 전기히터

30 kw 24 ’10.0

4 98 2 공사취소 0 0 -95 0

원심탈수

기 37 kw 24 ’11.1

0 121 2 공사취소 0 0 -116 -1

합계 　　　 27,9

86 540 7,35

1 142 -20,0 93

-38 1

<표 2-11> 2012년 온실가스·에너지 목표 조정 세부내역

1) 폐기물 소각

폐기물 소각은 명세서 자료 및 장래 인구추계 자료 분석을 통한 2013년 폐기물 처리량을 예측하고 2011년 폐기물 성상 자료와 연도별 배출량 추세 분석 결과를 예상배출량에 적용한다. 연료사용, 전력 등의 기타 시설은 연도별 배출량 추세 분 석을 통해 2013년 예상배출량을 산정하며 추세가 일정한 경우 2007년~2011년 추세 분석 값을 적용하고, 추세가 일정하지 않은 경우 일정한 추세를 반영할 수 있는 연 도부터 적용한다. 2011년 대비 ±10% 이내인 경우 추세 분석 값을 적용하며 벗어난 경우 2011년 값 적용 2개년 평균값을 적용한다.

(28)

사업장 명

주요

배출시설 추정자료 추정방법

신일동 환경에 너지사 업소

일반폐기물 소각시설

2007～2011년 명세서 - 연도별 배출량

- 폐기물 처리량/성상 장래인구추계(통계

청)

인구원단위 분석을 통한 2013년 처리량 예측

2013년 예상배출량 산정 - 2011년 폐기물 성상 적용

사업장단위 전력사용시설

외

2007～2011년

명세서 연도별 배출량 추세 분석

<표 2-12> 대전광역시 폐기물 소각 업종 배출량 추정

2) 하·폐수 및 분뇨 처리

하․폐수 및 분뇨 처리시설은 제출된 명세서 자료 및 장래인구추계 자료 분석을 통해 2013년 하수 처리량을 예측하고 연도별 메탄회수량 추세 분석을 통해 2013년 메탄회수량을 예측한다. 2011년 COD, BOD, T-N 자료를 활용하여 2013년 온실가스 배출량을 산정하고 연도별 배출량 추세 분석 결과와 비교 후 예상배출량에 최종 적용한다. 연료사용, 전력 등의 기타 시설은 연도별 배출량 추세 분석을 통해 2013 년 예상배출량을 산정하며 연도별 추세가 일정한 경우 2007년~2011년 추세분석 값 을 적용하고 연도별 추세가 일정하지 않은 경우 일정한 추세를 반영할 수 있는 연 도부터 적용한다.

- 2011년 대비 일정수준(±10%) 이내인 경우 추세 분석 값 적용

- 2011년 대비 일정수준(±10%)을 벗어난 경우 최신년도(2011년) 값 적용

(29)

사업장 명

주요

대덕산 단 환경사

업소

하수처리시설

- 폐기물 처리량/성상 장례인구추계(통계청)

2013년 메탄회수량 예측 - 연도별 회수량 추세 분석

2013년 예상배출량 산정 - 2011년 BOD, T-N 자료 적용 사업장단위전

력사용시설 외

2007～2011년 명세서 연도별 배출량 추세 분석

대전하 수 처리장

하수처리시설

- 폐기물 처리량/성상 장례인구추계(통계청)

2013년 예상배출량 산정 - 2011년 BOD, T-N 자료 적용 사업장단위전

력 사용시설

2007～2011년 명세서 연도별 배출량 추세 분석 공공하수처리

시설 외 2007～2011년 명세서 연도별 배출량 추세 분석

<표 2-13> 대전광역시 하·폐수 및 분뇨처리 업종 배출량 추정

3) 매립

매립시설은 제출된 명세서 자료 및 장래인구추계 자료 분석을 통해 2013년 폐기 물 매립량을 예측하고 연도별 메탄회수량 추세 분석을 통해 2013년 메탄회수량을 예측한다. 폐기물 추세분석을 활용하여 2013년 배출량을 산정하며 연도별 배출량 추세 분석 결과와 비교 후 예상배출량에 최종 적용한다. 종료매립장의 경우 명세서 자료로 2013년 배출량을 산정한다. 연료사용, 전력 등의 기타 시설은 연도별 배출 량 추세 분석을 통해 2013년 예상배출량을 산정하며 연도별 추세가 일정한 경우 2007년~2011년 추세분석 값을 적용하고 연도별 추세가 일정하지 않은 경우 일정한 추세를 반영할 수 있는 연도부터 적용한다.

(30)

사업장 명

주요

금고동 환경자

원 사업소

관리형 매립시설

- 폐기물 매립량/성상

- 메탄회수량 장례인구추계(통계청)

2013년 예상배출량 산정 사업장단위전

력사용시설 외

2007～2011년 명세서 연도별 배출량 추세 분석

<표 2-14> 대전광역시 매립 업종 배출량 추정

4) 수도

수도시설은 제출된 명세서 자료 및 지역별 정수생산량 자료 분석을 통해 2013년 예상성장률을 산정하여 각 정수사업소에 동일하게 적용한다. 연료사용, 전력 등의 기타 시설은 연도별 배출량 추세 분석을 통해 2013년 예상배출량을 산정하며 연도 별 추세가 일정한 경우 2007년~2011년 추세분석 값을 적용하고 연도별 추세가 일 정하지 않은 경우 일정한 추세를 반영할 수 있는 연도부터 적용한다.

(31)

사업장명 주요

수도시설관 리사업소

사업장단 위 전력사용

시설

2007～2011년 명세서 - 정수생산량 지역별 정수생산량

연도별 정수생산량 추세 분석을 통한 예상성장률 산정 지역별 예상성장률 적용 기타 2007～2011년 명세서 연도별 배출량 추세 분석

송촌정수 사업소

시설

연도별 정수생산량 추세 분석을 통한 예상성장률 산정 지역별 예상성장률 적용 기타 외 2007～2011년 명세서 연도별 배출량 추세 분석

신탄진정수 사업소

기타 (신탄진 정수사업

소)

연도별 정수생산량 추세 분석을 통한 예상성장률 산정 지역별 예상성장률 적용 승합자동

차 외 2007～2011년 명세서 연도별 배출량 추세 분석

월평정수 사업소

시설

연도별 정수생산량 추세 분석을 통한 예상성장률 산정 지역별 예상성장률 적용 기타 외 2007～2011년 명세서 연도별 배출량 추세 분석

<표 2-15> 대전광역시 수도시설 배출량 추정

5) 기타(생물학적처리, 재활용처리, 건축물)

생물학적처리, 재활용시설, 건축물, 차량 등은 연도별 배출량 추세 분석을 통해 2013년 예상배출량을 산정하며 연도별 추세가 일정한 경우 2007년~2011년 추세분 석 값을 적용하고 연도별 추세가 일정하지 않은 경우 일정한 추세를 반영할 수 있 는 연도부터 적용한다.

(32)

사업장명 주요 배출시설 추정자료 추정방법

음식물쓰레 기 광역자원화

시설

사료화·퇴비화·소멸

화·부숙토생산시설 2007～2011년 명세서

연도별 배출량 추세분석 - 추세분석 적용 - 최신년도 적용 사업장단위

전력사용시설

2007～2011년

비도로 및 기타자동화 외

2007～2011년

<표 2-16> 대전광역시 기타 업종 배출량 추정

2. 2013년 신증설시설 예상 배출량 산정방법

1) 신증설 시설 반영 기준

§ 2012년 신증설 시설 : 2013년 24시간 365일 적용

§ 2013년 신증설 시설 : 준공일로부터 가동일 수 계산하여 적용

§ 2011년 신증설 시설 : 준공일 이전의 일수를 계산하여 적용

2) 신증설 시설 예상배출량 산정

계약전력은 계약전력에 가동 일수, 부하율을 고려하여 배출량 산정하며, 변압기 용량의 경우 용량/여유율로 계약전력을 산정한다. 설비용량인 경우는 설비용량에 수용율(상시/수시/비상) 및 부하율을 고려하여 배출량 산정하고, 공정시설인 경우 업체 내 유사시설의 원단위를 고려하여 배출량을 산정한다.

3) 예상배출량 산정 주요 인자

§ 상시 가동(0.9), 수시 가동(0.6), 비상 가동(0.1)

§ 부하율: 0.78

§ 여유율 : 1.1

§ 실행불확실성 계수: 0.9

(33)

§ 전력배출계수

§ 연료원별 발열량 및 배출계수

4) 목표확정

환경부와 대전광역시는 2013년 폐기물 부문 감축목표 설정과 관련하여 2차례의 협의를 진행 하였으며 주요사항은 다음과 같다.

1. 관리업체명 대전광역시

2. 기준배출량 253,499 tCO2eq

완료사항

① 소량배출사업장 목표설정 제외

- 대덕산단환경사업소, 송촌정수사업소, 신탄진정수사업소, 월평정수사업소, 대전위생처리장, 흑석하수처리장 추가협의 사항

3. 2013년

예상배출량 추후 확정

기존시설 추후 확정

완료사항

추가협의 사항

① 신일동환경에너지사업소

- 11년부터 최근까지 월별 성상별 소각처리량(성상분석자료 포함)

② 대전하수처리장

- 12년 월별 메탄회수량 자료, 13년 예상 메탄회수량 및 근거자료(공문)

③ 대전하수처리장

- 전력사용에 따른 온실가스 배출량은 11년도 배출량 수준으로 설정

신·증설시설 추후 확정

완료사항 추가협의 사항

① 대전하수처리장 : 고도처리시설 준공 예정일 근거 자료

② 삼정가압장 : 신탄진정수장 조직경계로 포함

③ 소량배출사업장 신증설 제외

<표 2-17> 1차 협의 주요사항

(34)

사업장명 2차 협의내용 비고

요구사항 검토결과

1.기준배출량 소량배출 사업장

○소량배출사업장 목표설정 제외

○제외사업장

-대덕산단환경사업소, 송촌정수사업소, 신탄진정수사업소, 월평정수사업소,

대전위생처리장, 흑석하수처리장

반영

2.2013년 예상배출량

기존시설

신일동환 경에너지 사업소

○11년부터 최근년도 월별 성상별

소각처리량(성상분석자 료포함)

○자료미제출

미반영

대전하수 처리장

○하수처리량 증가추세재검토 요청

○12년 월별 메탄회수량 자료, 13년 예상메탄회수량 및

근거자료(공문)

메탄회수량 (단위: )

2011 2012 2013(추정) 4,445,945 4,469,474 4,493,002

○12년 1~7월 메탄발생량 제출 : 11년 실제자료와 12년 1~7월 자료을

이용하여 추세분석

→ 증가량(11년->12년) 23,529㎥

반영

○전력사용에 따른 온실가스배출량은 11년도 배출량 수준으로

설정

○사업장단위전력사용시설의 예상배출량 산정오류로 11년

단년도로 산정 반영

신·증설 시설

대전하수 처리장

○고도처리시설 준공예정일 근거자료

○기 반영된 고도처리시설의 준공일자 증빙이 미비하여 추가요청 → 제출완료

-하수처리장 총인(고도포함)처리시설 설치공사 착공계 (12년 12월 27일)

반영

수도시설 관리 사업소

○삼정가압장 → 신탄진정수장 조직경계로 포함

○신탄진정수장 소량배출사업장

○삼정가압장 44kW 신증설 설비 -> 신탄진정수장 조직경계에 포함 및

소량배출사업장임으로 제외

반영

3.소량배출사 업장

○ 2013년 기존시설 예상배출량 제외: 8,084 tCO2eq

○ 2013년 신증설 배출량 제외: 2,497tCO2eq

대상사업장 총 계 기존시설 신증설

총계 10,581 8,084 2,497

대덕산단환경사업소 4,049 2,584 1,465

송촌정수사업소 1,857 944 913

신탄진정수사업소 2,877 2,877 0

월평정수사업소 1,798 1,679 119

<표 2-18> 2차 협의 주요사항

(35)

2013년 예상배출량은 259,625tCO2eq이며 2013년 배출허용량은 수도시설관리사업 소 5.91%, 나머지 사업장 3.57% 감축을 통해 249,799tCO2eq로 설정하여 예상배출량 대비 9,826톤(△3.8%) 감축하는 것으로 최종 확정하였다.

연

번 사업장명

온실가스(tCO2,eq) 에너지(TJ) 기준년

도 배출량

2013 예상배

출량

2013 배출허

용량

기준년 도 사용량

2013 예상사

용량

2013 배출사

용량 1 수도시설관리사업소 22,044 23,939 22,524 426 468 447

2 금고동

환경자원사업소 104,138 79,334 76,507 27 23 23 3 대전하수처리장 64,983 74,273 71,621 508 837 822

4 신일동

환경에너지사업소 64,432 75,907 73,195 118 415 407

5 음식물쓰레기

광역자원화시설 5,612 6,172 5,952 15 18 18 총 계 261,209 259,625 249,799 1,094 1,761 1,717 2013년 감축량 : 9,826톤(△3.8%)

<표 2-19> 2013 대전광역시 폐기물분야 사업장별 목표설정 현황

(36)

제 3장 온실가스 배출량 저감 사례

제 1절 고형폐기물 부문

1. 부산시 열병합발전설비 설치 및 발전(부산 3-4)

1) 개요

부산광역시 해운대사업소는 생활폐기물 소각 후 발생하는 폐열을 이용하여 해운 대 신시가지 난방열로만 공급했던 설비를 열병합발전설비 설치로 전력과 지역난방 열 동시 생산 및 공급을 통해 온실가스 감축효과를 얻는다. 설치된 열병합발전설비 는 증기 터빈 발전기 방식으로 2,800KW 1기이며, 15.8Gcal/h의 열공급이 가능하다.

2) 개선효과

열병합발전설비의 설치로 전력 및 지역난방열을 동시에 공급이 가능하며, 연간 14억원의 전력비 절감효과가 있다. 또한 연간 약 1만 tCO2eq의 온실가스 저감효과 가 있다.

2. 부산시 SCR 덕트버너 용량 및 연소공기 팬 변경

1) 개요

부산환경공단 다대사업소에서는 과거 공기예열기, 2차 SGH 설치 등을 통해서 SCR 운전온도를 220°C까지 낮추어 운전하였다. 그러나 기존 덕트버너의 용량과대 로 220°C 이하는 불완전연소로 적정부하 운전이 어렵고 불필요한 연료을 사용하였 다. 이에 다대사업소에는 연소공기 팬을 기존 대용량의 터보 팬에서 소용량의 시로 코 팬으로 타입을 변경하여 전력을 절감하였다. 덕트버너도 용량을 50% 이상 줄여

(37)

운전온도를 200°까지 내려 관리함으로써 덕트버너 연료사용량을 절감하는 효과를 얻었다.

2) 개선효과

턱트버너 연료사용량 연간 102,312m³을 감소시켜 약 96,173천원의 연료비를 절감 했다. 전력사용량을 연간 77,414kWh줄여 11,409천원의 전력비를 절감하였고, LNG 와 전력 사용 감소를 통해서 264.5t CO2/년의 온실가스 감축효과가 발생했다.

[그림 3-1] 개선 전후 닥트버너 사용량 비교

3. 광주시 고효율 압착탈수기 도입(광주 5-1)

1) 개요

광주광역시 동곡음식물 자원화시설에서는 압착기 설계함수율이 낮고 더블스크류 형식으로 함수율 조절이 불가능 했다. 압착기의 재질은 일반재질으로 부식이 심하 고 용접부의 탈락이 진행되어 실질적인 압착탈수가 이루어지지 못해 고효율 압착 탈수기를 도입하게 되었다.

(38)

2) 개선효과

기존의 설계함수율 80% 50HP의 더블스크류프레스형식의 압착탈수기를 함수율 75% 이하로 개선을 검토하였을 시 연간 320일 가동기준 약 4억원의 도시가스비가 절감되고 연평균 음식물 톤당 52㎥의 도시가스가 소요되던 건조연료량이 톤 당 35±3㎥의 도시가스가 소요되어도 사료성능을 확보할 수 있었으며 건조기 부하저감 에 따른 건조기 수명증대 및 음식물의 증발에 따른 응축수 저감 및 악취발생량의 대폭적인 저감등 부수적인 효과도 있는 것으로 나타났다.

4. 창원시 소각 폐열 회수 발전 및 스팀 기업체 공급(창원 6-1)

1) 개요

창원시 자원회수시설에서는 소각장 폐열의 이용방법을 개선하여 효율을 높였다. 기존의 방식은 폐열보일러의 일부 스팀을 터빈을 이용하여 전력을 생산하였는데 전력 생산의 효율이 9.1%로 스팀 열량대비 전력생산량이 낮았다. 따라서 효율적인 에너지 사용을 위해 인근 기업체의 제품생산 공정에 에너지원으로 직접 공급이 가 능하도록 개선하였다.

2) 개선효과

폐열 이용방법 개선을 통해 연간 4,295백만원/년의 기업체 비용절감 효과와 창원 시의 스팀판매 수익 2,836백만원/년, 잉여스팀 전력생산 매전에 다른 수익 576백만 원/년 이 발생할 것으로 예상된다.

5. 광주시 음식물자원화시설 건조공정 개선

1) 개요

음식물처리에 소요되는 에너지비용은 타공법에 비해 과다하여 운영비가 높으며 많은 양의 화석연료를 사용한다. 광주광역시의 음식물자원화시설은 음식물폐기물을

(39)

간접가열에 의한 공법으로 처리하고 있어 건조기 구동에 소요되는 동력이 크고, 기 존 건조기가 철재재질로 되어있어 음식물폐기물류에 의한 부식 및 마모에 약한 문제점이 존재하였다. 이에 광주광역시는 더블 디스크형 건조기를 도입하였다. 더 블 디스크형 건조기는 기존의 싱글 디스크형 건조기에 비해 전열면적이 크며 강도 가 강하고, 마모성이 적고 동력이 적게 소요된다는 장점이 있다. 또한 불필요한 중 자기을 시스템을 제거하여 2중 가온건조처리를 방지하고 건조 후 응축된 응축수가 자연유하로 탱크에 저장되는 형식으로 건조설비를 개선하여 안정적인 폐기물 처리 가 가능해졌다.

[그림 3-3] 디스크건조기의 원리

2) 개선효과

더블 디스크형 건조기를 도입하면서 연간 전력량 2,400,000KW를 절감하여 227,000천원의 비용을 절감하였고, 건조공정의 개선으로 연간 도시가스사용량을 1,182,354m³감출, 운영예산 1,026,100천원 감축이 가능해졌다. 이를 통해 연간 3,814tonCO2 온실가스 배출을 감축하였다.

(40)

6. 울산시 소각시설 증설 및 스팀의 기업체 판매

1) 개요

울산광역시 생활폐기물 소각시설(성암소각장)은 소각 시 발생하는 폐열로 스팀을 생산하여 사용해왔다. 2012년 소각시설이 증설되면서 소각하는 가연성폐기물의 양 이 많아졌으며 스팀 공급량이 극대화되었다. 이에 울산광역시는 스팀을 기업체의 생산 공정 에너지로 공급·판매하는 것을 확대함으로써 기업체가 자체 스팀 생산 시 사용하는 중유(벙커씨유)의 양을 감소시켜 온실가스 저감 효과를 얻었다.

2) 개선효과

울산광역시는 스팀을 판매함으로써 5,020백만원 (2011년 기준)의 경영수익을 창출 하였다. 기업체는 안정적인 스팀 공급을 자체 스팀생산 시 필요한 증유 및 LNG의 사용을 줄여 2.785백만원(2011년 기준)의 원가를 절감과 CO²발생량을 감축하였다.

7. 부산시 폐열 판매 및 잉여열의 터빈발전, 운전조건 개선

1) 개요

부산환경공단 명지사업소는 소각 시 발생하는 폐열을 이용하여 폐열보일러에서 스팀을 생산하며, 생산된 스팀은 전력생산, 주민편의시설, 소각장 소내소비로 사용 하고 있었지만 일부는 고압 복수기를 통해 응축되어 버려지고 있었다. 이에 명지사 업소는 생산된 스팀을 인근 산업체에 공급하여 산업체 자체 스팀생산시 필요한 화 석연료의 사용을 감소시켰다. 하절기 및 공휴일은 산업체의 폐열사용량 감소로 인 한 지속적인 잉여증기가 발생하기 때문에 터빈발전기를 통해 전력을 생산하여 설 비가동 및 매전을 하였고 이를 통해 온실가스 및 에너지를 절감하였다. 또한 유인 송풍기, 1ㆍ2차 송풍기에 인버터를 설치하여 전력사용량을 최소화시켰다. SCR 저온 촉매를 사용함으로써 SCR 운전온도를 개선(220°C→200°C)하여 연료비를 저감하는 효과를 얻었다. 또한 사업장에 설치된 메탈할라이드등 및 형광등을 고효율 저전력

(41)

LED램프로 교체하여 전력사용량을 절감하였다.

2) 개선효과

폐열의 산업체 공급으로 총 16,625백만원의 경영이익을 창출하고 이에 따른 온실 가스 감출량은 60,435tCO2였다. 자체적 터빈발전을 통한 전력사용 및 매전을 통해 서는 1,988tCO2/년을 저감하였다. SCR 저온 촉매를 사용하여 하향된 온도에서 운 전하여 연간 LNG 사용량을 173,760m³절감하였으며 온실가스는 17,663tCO2을 절감 하는 효과를 가져왔다. 인버터 설치를 통해 2,339MWh/년의 전력량 절감을 실현했 다.

8. 광명시 자원회수시설 내 소각열 열교환기, 유인송풍기 인버터 설치

1) 개요

광명시 자원회수시설은 생활쓰레기를 소각하는 과정에서 에너지로 사용가능한 많은 양의 스팀을 생산하였으나, 터빈발전기에서 발전 가능한 전기생산량이 낮아 이를 소각열설비(열교환기)로 교체하고 지역난방열을 대체함으로써 자원회수 및 에 너지절감으로 온실가스 감축을 실현하였다. 또한 기존 유인송풍기의 정속모터로 구 동하는 Fan부하는 현장여건에 따라 Damper를 조정하여 부하변동에 대응하는 방식 이었는데 이는 풍량 감소량에 비해 모터의 소비동력이 감소하지 않아 절전효과가 적어 고압 인버터를 적용하여 기계적 손실을 최소화하며 전력소비량을 절감하고 온실가스를 감축하였다.

2) 개선효과

인버터 설치 후 일일평균 전력 저감량은 6,163kw로 가동일수 330일의 경우 1,897,500kw의 전력을 저감하여 온실가스 감축량은 연간 885tCO2, 에너지 저감량은 17TJ로 예상되어진다. 소각열설비로 교체한 후 소각열을 지역난방열로 판매하는 것 을 통해 연간 CO2 감축량 15,678tCO2, 에너지 절감량 597TJ, 열판매량 142.526Gcal,

(42)

판매수익 2,600백만원이 발생할 것으로 예상된다.

소각열설비 전 스팀의사용 소각열설비 후 스팀의 사용 [그림 3-2] 소각열설비 전후의 스팀사용량 비교

제 2절 정수처리 부문

1. 부천시 정수장 가압펌프 운영방법 개선(부천 7-1)

1) 개요

부천시 까치울정수장은 팔당취수장에서 송수된 원수를 수조에 받은 후 펌핑하여 처리하다가 2004년 취수장 송수관과 정수장 펌프를 직접 연결하여 잔여 압력을 활 용하여 매년 274백만원의 예산절감 효과를 거두었다. 그리고 2010년 매일 작성되는 일지에서 원하는 물량을 얻기 위해 펌프 댓수를 제어하여도 일정부분 늘어나지 않 는데 착안하여 유입 물량 및 압력 연관성을 확인하게 되었다. 가압펌프 유출부 개 도율을 당초 50%에서 75%로 조정하여 펌프효율을 맞췄으며 효율적인 운영을 통해 PICK 하향조정으로 기본요금을 절감하였다.

2) 개선효과

펌프효율을 개선하여 개선 전에는 물 1㎥을 가압하기 위해 0.1403 kW의 전력이

(43)

소비되었으나 2011년에는 0.1298 kW가 소비되어 7.478%의 절감효과가 있었다. 또 한 펌프를 안정적으로 운영하여 최대수요전력(PICK)을 낮춤으로서 기본요금 절감 효과도 거두었다. 베어링과 패킹장치에 의한 마찰손실을 개선하고 유체의 유로통과 부에서 생기는 소용돌이에 의한 손실, 펌프의 흡입구에서 송출구에 이르는 유로에 서의 마찰손실을 개선하여 효율을 더 높일 수 있을 것으로 기대된다.

2. 팔당권 취수 및 가압 펌프장에 실시간 펌프성능 모니터링 시스템 구축

1) 개요

K-water 수도권광역의 팔당 2·3취수장, 덕소 취수장, 미금 가압장은 대용량사업장 으로 약 160억원/년의 막대한 전력비를 소비하고 있어 중점관리가 필요한 상황이 었다. 이에 실시간 운영효율 향상을 통한 전력비 절감, 용수공급의 안정성 향상 등 을 위해 펌프성능 모니터링 시스템을 구축하였다. 실시간 펌프성능 모니터링 시스 템은 초정밀센서를 활용하여 펌프성능 데이터를 취득·분석한 후 Pump Scheduling 을 실현하여 에너지절감 및 고효율·저비용의 운영체계가 구축이 가능한 시스템이 다. 이 시스템은 유체가 펌프로부터 에너지를 전달받는 과정에서 발생하는 손실이 유체의 열에너지 변화를 통해 나타나는 것을 이용, 이를 측정하여 펌프효율을 산출 한다. 전력비 최소화가 가능한 최적펌프 운영조합(Pump Scheduling), 가동시간 조 정을 통한 운전양정 세분화(Head Control), 운영자 의사결정 지원(Operator Interface)의 주요기능이 있다.

[그림 3-4] 실시간 펌프성능 모니터링 시스템 구성도

(44)

사업장 명

개선 전 전력사용량 개선 후 전력사용량 연간

절감 전력량 (MWh/

년) Qy

(천m³)

EER (kMh/m³

)

EBLy

(MWh) Qy (천m³)

EER (kMh/m³

)

EBLy (MWh) 팔당3

취수장 509,519 0.2513 128,050 509,519 0.2320 118,189 9,861 팔당2

취수장 465,614 0.2349 109,385 465,614 0.2266 105,519 3,866 덕소

취수장 109,828 0,2687 29,505 109,828 0.2556 28,070 1,436 미금

가압장 125,702 0.1953 24,549 125,702 0.1895 23,819 730

2) 개선효과

개선 전ㆍ후를 비교하여 4개의 취수ㆍ가압장 모두 전력량 절감효과를 거두었다.

<표 3-1> 시스템 구축을 통한 사업장별 연간 절감 전력량

∘EBLy = EER + Qy

∘연간 절감전력량 = 개선 전 전력사용량 - 개선 후 전력사용량

또한, 전력량을 절감하여 약 5.5%의 전력요금을 절감했고, 연간 온실가스는 6,643t CO2eq/yr (팔당3), 2,605t CO2eq/yr (팔당2), 967t CO2eq/yr (덕소),

(45)

4CO2eq/yr(미금)씩 감축하였다.

3. 부산시 생물반응조 폭기방법 변경

1) 개요

부산환경공단 강변사업소는 수질측정용 자동 샘플링장치에서 측정된 반응조별 DO농도에 따라 송풍량 자동조절하는 방식으로 운영자가 설정한 DO 농도 설정치 와 자동샘플링장치에서 전송된 측정치를 비교하여 자동제어프로그램(PLC)에 의해 송풍량이 조정되도록 한 시스템으로 DO 농도를 조절하고 있다. 이 장치를 통해 DO가 2.0mg/L로 일정하게 유지되고 있었다. 그러나 용존산소가 다소 높은 시간 주기가 있으며, 전력비 상승으로 처리비용이 증가하고 부유물질 침전효율이 낮아 처리수질이 악화될 가능성이 있어 호기조 말단의 용존산소를 저감하기로 하였다. 그래서 1단계 지별 호기조의 공기밸브 개도율을 기존 100%에서 75~30%로 조절하 여 조별로 용존산소를 저감할 수 있도록 하였다. 또한 용존산소 자동화장치로 측정 되는 호기조 7의 적정 용존산소 0.5~1.0mg/L로 설정 운영하였다.

2) 개선효과

용존산소 농도 조절과 공기밸브 개도율 변경을 통해서 개선전과 비교하여 더 많 은 유입량을 처리하여 체류시간이 감소했음에도 불구하고 방류수질의 개선효과를 나타났다. 생물반응조 폭기방법 변경을 통한 전체 전력비는 2,054,400kWh이 절감된 것으로 산정되었고, 전기요금은 127백만원이 절감된 것으로 산정되었다. 전기사용 량 절감에 따른 온실가스 발생량은 965t CO2/년으로 산정되었다.

제 3절 하 폐수처리 부문

(46)

1. 부산시 소화조 메탄가스를 이용한 연료전지 발전(부산 3-1)

1) 개요

부산광역시 강변사업소는 소화조 메탄가스를 활용한 연료전지 발전으로 전력생 산에 따른 수입과 온실가스 배출량을 저감하였다. 강변 소화조에서 발생된 메탄가 스 중 일부는 소화조 가온용 연료로 활용하고, 버려지는 메탄가스는 신재생에너지 로 활용한다.

2) 개선효과

연료전지 발전에 따른 전력 생산량은 9,460,000kWh/년 이며, 이에 따른 수입은 2,469백만원/년 이다. 또한 버려지는 메탄가스를 재활용하여 3,343 CO2eq 의 온실 가스를 저감하였다.

2. 대구시 소화가스 열병합 발전 및 생물반응조 멤브레인 산기장치 교 체

1) 개요

대구광역시환경시설공단 신천공공하수처리장은 소화조 가온방식 변경에 따른 소 화가스의 효율적인 이용을 위해 열병합 발전을 도입하였다. 소화가스를 이용하여 발전기를 가동시켜 전력을 생산하고 발생된 폐열을 소화조 가온열원으로 사용해 에너지 자립률을 향상시켰다. 소화조 내부의 가스리프트식 교반방식이 전기 소모량 이 크고, 2차 오염물질(폐유)이 발생하는 문제점을 개선하기 위해서 수직 왕복형 기 계식 교반기를 개발ㆍ설치하였다. 또한 에너지 소비가 많은 호기조의 볼부상식 산 기장치 대신에 산소 전달효율이 높은 디스크 멤브레인 방식으로 교체하였다. 하수 처리장 최초침저지 상부공간을 활용해 태양광발전도 시도하였다.

[그림 3-5] 대구광역시 수직형 교반장치

(47)

구 분

온실가스 감축 (tCO2)

에너지 절감 (TJ)

전력절감량 (MWh/년)

계 6,612 127 14,209

소화가스 열병합발전 3,980 77 8,554

태양광발절 426 8 916

생물반응조 멤브레인 산기장치

교체 2,026 39 4,354

소화조 교반기 개선 180 3 385

2) 개선효과

열병합 발전에 따른 전기사용량이 감소하였고 처리장 전체 전력사용량의 22%를 발전을 통해 자체 수급하였다. 교반기 교체를 통해서 교반 및 소화효율이 개선되었 다.

<표 3-2> 대구광역시 개선 사업별 에너지 및 온실가스 감축 효과

3. 부산시 소화조 바이오가스 판매사업(부산 3-2)

1) 개요

(48)

부산광역시 남부사업소는 소화조에서 발생된 메탄가스의 일부는 소화조 가온용 연료로 활용하고 남는 메탄가스는 인근 사우나시설의 바이오가스 전용보일러에 공 급하여 온실가스 저감 효과를 얻는다.

2) 개선효과

LNG 가스 대체로 183백만원/년의 비용절감 효과와 615 tCO2eq 의 온실가스 저 감효과가 있을 것으로 예상된다.

4. 인천시 송풍시설 공기공급계통 통합ㆍ탈수시설 공정개선ㆍ자연형 환기설비 설치

1) 개요

인천환경공단 남항사업소는 남항하수처리장의 모든 처리시설이 지하에 위치하여 에너지 이용이 비효율적인 것을 고치기 위해 총 3가지의 사업을 추진하였다. 송풍 시설 공기공급계통을 통합하여 호환운전 되도록 송풍설비 공급계통 배관을 1개 라 인으로 구성하여 호기조 송풍기 가동대수가 감소(3대→1대)하였다. 2층형 침전지의 수압 등을 이용하여 침전슬러지의 농축효율을 증가시키고 원심농축기의 가동을 중 지함으로써 전기사용량을 절감하여 슬러지처리를 원활히 하고자 탈수시설의 공정 을 개선하였다. 마지막으로 하수처리시설이 반지하물구조로 형성되어있어 기존에는 환기시설로 강제 급배기 시설이 되어있었으나 수처리 과정에서 다량의 가스 및 수 분이 발생하여 충분한 환기가 이루어지지 못하자 자연형 환기설비를 설치하였다.

2) 개선효과

송풍설비 운영을 개선하여 운영한 결과 적정 DO 농도 유지, 안정적인 수질관리 가 가능해졌고 송풍기 가동대수 감소(3대→1대)로 에너지 사용이 2,934,600kWh/yr 감소하였다. 탈수시설을 개선하면서 농축기의 가동을 중단하였고 578,160kWh/yr의

(49)

에너지 절감 효과를 얻었다. 자연형 환기설비를 설치하여 기존에 8대(급기팬 4대, 배기팬 4대)를 가동하던 것을 배기팬 1대만 가동할 수 있게 되었으며 이에 따라 에 너지 2,023,560kWh/yr만큼 감소시켰다. 온실가스는 2,581(tCO2eq)감축을 실현하였 다. 이번 사업은 투자비 20백만원 대비 회수기간 0.04년이 걸렸다.

5. 서울시 폐열회수를 통한 소화조 가온 및 소화가스 이용

1) 개요

서울특별시 탄천물재생센터에서는 온실가스ㆍ에너지 절감을 위하여 기존에 사용 하고 있는 화석연료의 절감이 요구됨에 따라 슬러지 건조시설의 화석연료(LNG)를 하수처리공정에서 발생되는 소화가스(바이오가스)로 대체하는 것을 추진하였다. 또 한 건조시설에서 대기로 방출되는 폐열을 회수하여 소화조 가온용 열원으로 재사 용하는 것을 도입하였다.

2) 개선효과

건조시설 연료를 LNG에서 소화가스로 대체하여 2,984백만원/년의 연료비가 절 감되고 7,362tCO2/년의 CO2 배출량을 절감하였다. 폐열회수를 통한 소화조 가온으 로 837백만원/년의 연료비를 절감했고, CO2 배출량을 2,068tCO2/년을 감축시켰다.

6. 부산시 해운대 소각ㆍ하수처리시설 설비 개선

1) 개요

부산환경공단 해운대사업소에서는 공기송풍기 인버터와 반송 슬러지 인버터를 설치하여 에너지를 절감했다. 1,2차 공기송풍기가 설계풍량대비 실제풍량이 30%로 운전되고 있고, 항시 정속도로 운전하고 있어 불필요한 전력을 소비하고 있었다.

또한 반송 슬러지 인발펌프도 정격부하로 운전되며 댐퍼에 의한 유량조절이 이루 어짐에 따라 유량과 무관하게 펌프가 정속도로 운전하고 있었다. 이에 효율적인 에