1. 연구필요성 및 목적 기후변화협약 제 4조 및 제 12조의 규정에 의거 각 당사국은 온실가스의 배출현황 및 전망, 온실가스 억제정책 내용을 포함하는 국가보고서를 제출해야 하며, 이와 직접적으로 연계되는 각 부분별 온실가스 배출통계 구축은 각 당사국의 감축의무 달성여부를 평가하는 주요항목이다. 향후 우리나라가 온실가스 감축의무를 부담할 경우, 온실가스의 배출원으로서 중요한 위치를 차지하고 있는 폐기물 매립지, 폐기물 소각장, 생활하수/산업폐수 처리시설 등 환경부문에 대한 보다 정확하고 신뢰성 있는 온실가스 배출통계체제가 요구된다. 환경부문에서의 온실가스 배출량에 대한 통계자료가 매년 보고 되고 있으나, 그 자료의 정확성을 평가하지 않았고, 어느 정도 통계적으로 의미가 있는지 조차 진단하지 못했다. 그 주된 이유 중의 하나는 통계자료의 신뢰도를 평가하기 위한 방법론이 개발되지 못한데 있다. 본 연구용역의 취지는 폐기물 부문에서의 온실가스 배출 통계자료의 신뢰도를 진단하고, 그 과정에서 도출된 방법론, 자료의 문제점을 규명하고, 이를 개선하기 위한 구체적인 방안을 마련하는데 있다. 또한 보다 정확하고 신뢰성이 높은 폐기물부문의 장기적인 온실가스 배출변동과 장래에 대한 추정이 가능하도록 함으로써 국가 온실가스의 감축전략연구와 정책에 대한 자료를 제공할 수 있다. IPCC 산정식을 활용한 온실가스 배출통계구축의 소극적 단계에서 측정을 통한 배출계수 결정 및 온실가스 배출량 산정의 적극적 단계로 발전한 우리나라의 온실가스 배출통계체제를 신뢰성제고를 통해 능동적 단계로 발전시킬 필요가 있다. 본 과업은 첫째, 국내 폐기물 부문의 온실가스 배출통계의 문제점을 진단하고, 둘째, 배출통계의 신뢰성을 높이기 위해 배출계수 산정 방법론을 개선하는데 그 목적을 두고 있다. 2. 내용요약 현재 국내 자료 수준으로 비추어 볼 때 Tier 1으로 온실가스 배출량을 결정해야 한다. 단지 Tier 1으로 결정하는 경우 결과의 신뢰성을 높이기 위해서 세 변수, 즉 DOC, DOC<SUB>F</SUB>, R에 대해 재결정이 이루어져야 한다. DOC를 결정하기 위해 최근 폐기물의 물리ㆍ화학적 특성치 결과를 활용해야 하고, DOC<SUB>F</SUB>는 실험을 통해 국가 고유값을 결정해야 한다. 한편 R은 Tier 1의 경우 가장 산정하기 어려운 근본적인 한계를 갖고 있다. R을 산정하기 위해 광범위한 현장 조사가 이루어져야 한다. 즉 배제공에서 배출되는 CH₄는 100% 회수된다고 가정하는 반면에 표면에서 배출되는 CH₄은 회수되지 않는다고 가정하여 회수율을 결정하는 것이 현재로서는 가장 타당하다. Tier 2로 가기 위해서는 광범위하고 심도있는 매립지 조사가 이루어져야 한다. 즉 매립이력 등 자세한 매립지 조사가 선행되고 이를 토대로 과거의 매립이력도 추정함이 필요하다. 그 다음으로 매립지에서의 유기물질의 국가고유 분해반응모델을 개발해야 한다. 이는 단시간에 되는 일이 아니므로 장기 계획을 세우고 일관성 있게 추진해야 한다. 우리나라는 매립이 주요 배출원이므로 Tier 2로 갈 수 밖에 없는 실정이므로 지금부터라도 Tier 2로 가기 위한 준비를 시작해야 한다. 매립지의 표면에서 배출되는 CH₄를 결정하고 있는 현재 측정 방법에 대한 보정이 철저히 이루어져야 한다. 현재까지는 보정 없이 이 장치를 그대로 사용함에 따른 오차와 불확실성을 파악하지 못하고 있다. 그러므로 이 장치에 대한 보정을 장기간에 걸쳐 상세하게 진행 결정해야 한다. 보정이 이루어지지 않은 상태에서 결정한 CH₄ 측정값은 의미가 없을 수도 있으므로 전문가와 상의하여 자료의 신뢰도를 결정해야 한다. 그러나 개인적으로는 그 장치의 보정 없이 측정 조사한 자료는 사용하면 위험하고, 보정을 한 다음에 이를 측정 조사 결과에 반영하여 수정 보완해야만 한다. 현재까지의 매립지 배제공에서의 측정 조사는 계절ㆍ지점별로 일회 측정만을 수행하였다. CH₄의 배출량은 하루 동안에도 변화가 심하기 때문에 어느 시점에서 시료를 채취하느냐에 따라 큰 차이를 나타내고 있다. 그러므로 장시간 동안 연속적으로 CH₄ 배출량을 측정하여 평균값을 택하는 것이 배출량 통계자료의 신뢰도를 제고시킬 수 있다고 판단된다. 2004년부터 수행하고 있는 매립지에서의 CH₄ 배출량 조사는 연속 측정하고 있어 통계자료의 신뢰도가 대폭 향상되었으리라 추정된다. 현재 진행 중인 과제라서 아직까지 자료 준비가 완료되지 않아 결론을 내릴 수는 없으나, 장시간 연속 측정한 결과이므로 채취 시점에 따른 오차를 대폭 줄일 수 있어 배출 결과의 신뢰도가 제고되었다고 판단된다. 하ㆍ폐수 처리시설에서의 CH₄ 가스의 발생량을 측정하여 결정함은 많은 불확실성을 내포하고 있어 문제가 있다. 현재까지의 결과에 비추어 볼 때 측정 결과의 재현성이 떨어지고, 한 처리장의 다양한 처리시설에서 비점오염원 형태로 CH₄ 가스가 배출되고 있으며, 호기성 시설이라고 추정되는 시설에서 조차 CH₄의 발생이 감지되었다. 따라서 측정 조사를 통해서는 CH₄ 발생량 결정의 불확실성만 증폭될 따름이므로 하ㆍ폐수에서의 온실가스 측정은 의미가 없다고 결론 내릴 수 있다. 그러므로 하ㆍ폐수의 경우는 IPCC Guideline과 Good Practice에서 제시한 방법의 주요 변수에 대한 정확도를 제고하기 위해 노력을 경주해야 한다. 이를 위해서 하ㆍ폐수의 활동도 조사와 처리설비에 대한 광범위한 자료 조사와 방문 조사가 선행되어야 한다. 소각의 경우는 소각 대상 폐기물의 물리ㆍ화학적 특성치의 정확도를 높여야 한다. 생활폐기물의 자료 또한 1996년에 발간된 환경부 자료를 토대로 이루어졌으므로 최근 자료를 근거로 폐기물의 삼성분, 원소분석 결과 등을 결정함이 바람직하다. 사업장폐기물은 다양하므로 이에 대한 면밀하고 광범위한 자료 및 방문 조사가 필수적이라고 판단된다. 또한 중소형 소각로의 현황과 연소 조건 동의 조사를 통해 소각에서의 CH₄ 배출량 통계자료의 신뢰도를 높여야 한다. 온실가스 배출통계 결과를 검증하여 신뢰도를 제고시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 첫째, 온실가스 배출통계 결과의 불확실성을 파악하기 위한 방법론을 조사 개발하고, 둘째, 온실가스 배출통계 결과를 검증하기 위한 QA/QC (Quality Assurance and Quality Control) 방법론을 조사 개발하고, 셋째, QA/QC와 불확실성 분석 방법론을 온실가스 배출원별로 적용하여 배출원별 배출통계자료의 신뢰성을 제고하기 위한 체제를 구축해야 한다. 3. 연구결과 및 정책제언 기존 연구는 세 단계의 과정을 거치면서 발전되어 왔다. 첫 번째 단계는 IPCC의 지침서에서 제시한 기본 변수값을 활용하여 매립, 하ㆍ폐수, 소각 분야에서 배출되는 온실가스를 산정하는 수준에 불과한 소극적 단계로 정의할 수 있다. 두 번째 단계는 IPCC 지침서에서 제시한 방법론을 그대로 이용하였으나, 산정 과정에서 필요한 주요 변수 중에서 우리나라 실정에 맞는 국가 고유값을 일부 결정하였다. 온실가스 배출에 대해 적극적으로 대처하던 시기로 정의할 수 있다. 세 번째 단계는 IPCC 지침서의 방법론을 그대로 택했으나 측정을 통해 주요 변수 결정을 시도하여 우리나라 실정에 보다 적합한 배출통계를 생산할 수 있는 단계로 발전하였다. 최근 연구는 주로 측정을 시도하고 있으나, 매립의 경우는 Tier 2로 가기 위한 준비 작업으로 매립지 표면과 배제공에서의 CH₄ 배출량을 측정하고 있으나, 계절별로 일회만 측정하므로 대표성 있는 자료 확보가 어렵고, 측정 방법이 표준화되어 있지 않고, 측정 장치에 대한 보정조차 이루어지지 않아 측정 결과의 신뢰성과 일관성에 대해 문제점이 있다고 판단되며, 그 결과를 활용하는데 한계를 드러내고 있다. 하ㆍ폐수의 경우는 측정 조사가 그동안 많이 이루어졌으나, 일관성 있는 결과를 얻지 못했다. 한 처리장의 다양한 처리시설에서 비점오염원 형태로 온실가스가 배출되고 있어 측정 시기와 지점에 따라서도 온실가스 배출량이 크게 달랐다. 소각도 측정을 시도하였으나, 투입 폐기물의 성상에 따라 측정 결과가 다르게 나오기 때문에 연속 측정을 하지 않는 한 신뢰성 있는 자료 확보가 힘들다고 판단된다. 그러나 N₂O의 경우는 소각 폐기물, 소각로 형식에 따라 주기적이고 지속적으로 측정하여 배출계수를 결정해야 한다.
1. Research Purpose Pursuant to Article 4 and Article 12 of the United Nations Framework Convention on Climate Change(UNFCCC), all Parties to the Convention shall communicate to the Conference of the Parties (COP) through the national communication including a national inventory of greenhouse gas(GHG) emissions, a detailed description of the policies and measures that it has adopted to implement its commitment. Even though the GHG emissions are annually calculated by the government, the reliability of data is not considered. Since the diagnose methodology has never developed for the estimation of emission, it could not be reliable. Therefore, this research was designed to diagnose methodological and data reliability problems for estimating the emission factor of GHG emissions from waste sector such as landfill, incinerators and municipal/industrial waste water. Although the emission could be estimated by the IPCC guideline, the more accurate methodology would be required. This research provides the methodology to improve the quality of GHG inventory from waste sector. 2. Summary The previous researches related to inventory works of GHGs in the waste sector were developed through three stages: (1) The first stage adopted the methodologies and default parameter values suggested by the IPCC guidelines. (2) The second stage adopted the same methodologies offered by the IPCC guideline, but applied country-specific parameters for some cases. (3) The third stage started to measure the emission factors of GHGs from landfill sites, domestic and commercial waste waters, industrial waste waters, and incineration. As a result, the country-specific parameters were determined for most parameters used during the process of emission calculations. Recent researches are carried out to measure the emission factors of ca from landfills. Single measure of CH₄ from one emission spot was made for each season. Measurement method is not standardized. Measurement instruments are not even calibrated. Thus, it is very much skeptical about the accuracy of CH₄ emission results and measurements. In case of waste water handlings (WWHs), CH₄ emissions show inconsistent results because the CH₄ emissions from the WWHs were made just like non-point sources. Even in the same process train, the emission rates are different upon the measurement point and time. Also, the measurements of CO₂ emissions from incineration plants demonstrated inconsistent results. Without continuous measurements, it is difficult to use the measurement results of CO₂ emissions from the incineration plants as national emission data. 3. Research Results & Policy Suggestions According to the quality of relevant data used for CH₄ emissions from landfills, Tier 1 might be used to determine CH₄ emission from landfills for the time being. To improve the quality of CH₄ emission data, it is necessary to re-estimate the DOC, DOC<SUB>F</SUB>, and R. For the DOC, the recent data for waste compositions and other physiochemical properties should be introduced. Country-specific DOC<SUB>F</SUB> should be determined experimentally. Extensive investigations on various landfills should be made to obtain reliable R values. To evaluate R value, it is necessary to separately determine the emission rate of CH₄ from landfill surfaces and extraction wells. The CH₄ emissions from the landfill surfaces would be emitted to the air and considered as those contributing the greenhouse effect. In order to applyㆍTier 2, the extensive surveys and investigations should be made for landfill histories and previous relevant data. Also, country-specific generation model of CH₄ should be developed in the few years. It is necessary to calibrate the present measurement methods and device used for CH₄ emission from the landfill surfaces. Even if there would be uncertainties and errors arising from the device malfunctions and methodological problems, they would not be recognized. In the future, it should be required to calibrate the devices and measurement schemes before performing any in situ measurements. Until now, the measurement of CH₄ emission from landfill was carried out one time for each season. Since the emission of CH₄ varies significantly even in a short time, it is necessary to measure CH₄ emission continuously. It is expected that the reliability of CH₄ emission data would enhance significantly because the continuous measurements have been performed since year 2003. For the WWHs, the measurements of CH₄ emission from anaerobic treatment plants seem to be meaningless. The national emission data for CH₄ from the WWHs would be obtained as to the IPCC guideline and good practices. In case of incineration, the compositions and characteristics of wastes should be surveyed and investigated intensively to improve the quality of inventory data. Also, the emissions of GHGs from small and medium size incineration plants should be estimated along with those from incineration plants of industrial waste. It is essential to improve the data quality of physiochemical properties of solid wastes that would be incinerated. Most emission factors of incineration were derived based on the data of solid wastes of 1996. Since then, the physiochemical properties of solid wastes have been changed dramatically. Thus, it is essential to update the physiochemical properties of solid wastes with recent data. Industrial wastes that are incinerated demonstrate quite diversities. It is necessary to visit industry incineration sites to obtain data and information on incineration. Also, it is not recommended to measure the CO₂ emission from incinerators because of measurement data uncertainties, whereas the N₂O emission should be measured for incineration and solid waste types. It is recommended to verify the GHG emission data and to enhance the data reliability. First of all, it is necessary to investigate and develop a methodology to check uncertainty of GHG emission data. Second, one must investigate and develop QA/QC methodology in order to verify the inventory results. Third, one should develop uncertainty analysis methodology and then apply it to verify the emission data.
AI 요약
연구주제
연구배경
연구방법
연구결과
주요내용
목차
Ⅰ. 서론 Ⅱ. 온실가스 배출량 산정방법 Ⅲ. 폐기물부문 온실가스 배출량 산정 선행연구 조사 및 분석 Ⅳ. 환경부문의 온실가스 배출통계체제 개선을 위한 방안 Ⅴ. 결론 및 제언 참고문헌 요약 ABSTRACT