전과정평가를 이용한 녹색인증기술의 온실가스 감축에 대한 영향 연구

Abstract

환경보호를 위한 관심이 전 지구적으로 중요하게 여겨지며 우리나라는 2010년 신(新) 성장 동력인 유망 녹색기술의 활용을 촉진하고 에너지 및 자원 절감을 위하여 녹색인증 제도를 도입하였다. 에너지와 자원을 절약하고 효율적으로 사용하여 온실가스 및 오염물질 배출을 최소화 하는 대상기술 10대 분야를 제시하고, 에너지자원 활용의 효율성, 절약성, 녹색성장기여도 등을 평가하여 인증을 부여받은 공법․기술의 산업화를 지원하기 위함이다.

최근 PM10과 PM2.5로 대표되는 미세먼지는 과거와 달리 관심영역이 점점 더 미세한 입자 쪽으로 옮겨지고 있으며, 미세먼지가 환경에 미치는 영향이나 초미세먼지의 제어에 관한 연구가 지속적인 관심의 대상이 되고 있다. 이에 미세먼지의 주요 배출원 중의 하나인 석탄 화력발전소는 중요한 국가기반 시설로 여겨지고 있다. 화력발전소의 경우 적용되는 공법․기술에 따라 오염물질 제거효율 뿐만 아니라 에너지 소모량, 필터 사용량 등의 투입물과 폐자재 등의 배출량 또한 큰 차이가 난다. 이는 대기오염을 저감시키기 위한 대기오염방지시설의 투입물과 배출물이 다른 환경오염을 유발할 수 있음을 예상할 수 있게 한다.

이에 본 연구에서는 국내 화력발전소에 설치되어 있는 Bag filter 기술과 녹색인증 기술인 Cy-bag filter 기술의 잠재적인 환경영향을 비교․분석하고자 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA) 기법을 활용하였다. 각 기술의 운전단계를 시스템 경계로 설정하여 투입물과 배출물에 따른 목록분석(Life Cycle Inventory Analysis, LCIA)을 수행하였고, 그 결과에 따라 두 공정에 대한 환경영향평가(Life Cycle Impact Assessment, LCIA)로서 특성화결과 값을 도출하여 자원고갈, 지구온난화, 산성화, 부영양화, 오존층 고갈, 광화학적 산화물생성 등의 여러 가지 영향범주에 대한 환경영향을 비교․분석하였다. 각 기술에 대한 환경영향 범주를 녹색인증의 단일 평가항목인 녹색성에 적용하기 위하여 대기처리기술의 특성을 고려하고 주요 이슈(Key issue)가 될 수 있는 지구온난화 범주를 선정하였다. 또한 대기처리기술에 국한하는 것이 아닌 추후 녹색인증의 녹색성 평가를 위한 환경영향 범주 산정 방안에 대하여 제안하였다.

두 공정에 대한 전과정평가의 특성화결과 중 지구온난화지수(Global Warming Potential, GWP)는 Bag filter 기술이 1.00E-04 kg, Cy-bag filter 기술이 6.83E-05 kg으로 약 1.5배 이상 지구온난화에 미치는 영향이 더 많은 것으로 분석되었으며, 이는 Bag filter 기술의 전력소모와 필터소모가 상대적으로 많은 것이 원인으로 파악되었다.

본 연구의 결과에서는 대기처리기술에 대한 녹색성 평가시에 전력사용과 필터소모를 비용으로만 고려하는 경우 전력 생산, 필터 생산 및 폐기시에 발생하는 CO2로 인한 2차 오염, 즉 지구온난화에 대한 영향을 간과하게 될 수 있다는 점을 알 수 있었다. Bag filter 기술의 전력사용량과 필터소모량이 Cy-bag filter 기술에 비해 상대적으로 많아 이산화탄소 배출량이 많아지고 지구온난화 기여도가 높음을 알 수 있었으며, 이러한 특성을 고려하여 지구온난화지수를 집진시설의 녹색성 평가지표로 선정하였다. 추후 대기처리기술의 녹색성 평가시에는 대기오염물질의 처리효율성 뿐만 아니라 각 공정의 전체적인 환경성을 고려한 환경영향 범주를 함께 고려하여 반영해야 할 것으로 판단된다. 이를 활용함으로 주요한 국가기반시설의 하나인 화력발전소의 대기오염방지시설에 대한 지속가능한 개발을 유도할 수 있는 하나의 방안이 될 것으로 사료된다.

향후 녹색인증의 녹색성 평가시 전과정평가를 활용하기 위해서는, 첫째, 기술분야별로 연구범위를 포함한 작성지침을 개발하여 전과정평가의 객관성을 확보해야하며, 둘째, 비교기술 설정시 데이터 수집은 동등하거나 유사한 시간적, 기술적, 지역적 특성 등을 고려하여 산정해야한다. 셋째, 선정된 평가 집단은 작성지침의 적용여부, 제시된 환경영향범주의 타당성, 전과정평가 해석 등을 종합적으로 검토해야한다. 이를 활용하여 기술의 녹색성을 타당하게 제시하고 평가할 수 있으며, 기술분야별 작성지침 누적데이터 구축이 가능해지고 이를 통한 산업계의 흐름을 파악할 수 있게 한다. 나아가 기술분야별 전과정평가를 통한 환경영향범주의 인벤토리 구축을 가능하게 하여 기술분야별 온실가스 배출 기여도를 파악하고 관리할 수 있을 것으로 기대한다.