Greenhouse Gas Emission Factors for Wastewater Treatment and Waste Incineration Facility

Abstract

지구 온난화와 기후 변화는 현재 중요한 과학적, 경제적 그리고 정치적 문제로 대두되었다. 기후 변화에 관한 정부간 패널 (IPCC)에서 2014년 발간한 제 5차 평가보고서(AR5)에 따르면, 과학자들은 지구 온난화가 주로 인위적 활동에 의해 야기되고 있으며 화석 연료 연소, 관개, 삼림 벌채 등으로 인하여 온실가스의 대기 중 농도는 1850년 이후 약 25% 증가했다고 보고하고 있다. 유엔의 온실가스 감축활동과 더불어 우리나라 또한 온실가스 감축 활동을 위해 2010년 제정된 저탄소 녹색 성장 기본법을 선두로 정치, 경제 및 사회 부문에서 다양한 활동을 추진하고 있으며, 2015년에는 우리나라 온실가스 감축목표를 배출전망치 대비 37% 감축하는 것으로 결정하기도 하였다. 또한 국가 온실가스 인벤토리(통계)보고서 (NIR: National Inventory Report)를 기후 변화 협약 (UNFCCC)에 제출하고 있으며, 현재 온실가스 감축을 위하여 목표관리제도와 배출권거래제도를 시행하고 있다. 이러한 온실가스 배출량을 산정하기 위해서는 각 분야별 배출계수가 필요하며 각 사업장별 (Tier 3), 국가별 (Tier 2) 그리고 IPCC 배출계수 (Tier 1)을 적용하여 배출량을 산정하고 있다. 그러나 폐기물 분야에서의 배출계수에 대한 개발이 부족한 실정으로 본 연구에서는 하수처리시설과 소각시설에서의 사업장 별 배출계수를 개발하였다. 첫 번째 연구에서는 하수처리시설에서의 각 반응조에 따른 온실가스 배출계수를 산정하였다. 하수처리시설의 이산화탄소 배출은 생물 기원으로 총 배출량 산정에서 제외하고 있으므로 메탄 및 아산화질소에 대한 배출계수를 산정하였다. 온실가스 샘플링 작업은 제 1차 침전조, 포기조, 제 2차 침전조, 농축조, 슬러지 소화조 그리고 고도처리시설 (A2O)에서 이루어졌으며, 각 조별 배출량 및 배출계수를 산정하였다. 또한 하수처리서설의 온실가스 배출계수 산정은 생물화학적 산소 요구량 (BOD)에 따라 산정하고 있으나, 슬러지 처리를 위한 혐기성 소화조의 경우 혐기성 상태에서 혐기성 박테리아의 활동으로 인한 메탄 생성 소화조이므로 산소를 필요로 하는 다른 반응조와 다른 메커니즘을 가지고 있으므로 혐기성 소화조의 배출계수에 대하여 향후 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 두 번째 연구에서는 지자체에서 운영하는 생활 폐기물 소각장, 사업장 폐기물 소각장 그리고 지정 폐기물 처리 소각장에서의 배출계수를 산정하였다. 소각시설에서의 온실가스 배출량은 특히 소각로 방식 (로타리 킬른, 스토커, 유동상 등), 배연 탈황/탈질 설비, 운영 조건, 운영 방식 등에 따라 큰 편차를 보이고 있다. 따라서, 소각시설의 경우 특히 각 사업장별 배출계수를 개발할 필요가 있다. 결론적으로 본 논문에서는 하수처리시설 및 소각시설에서 온실가스를 측정하여 실측에 의한 배출량 및 배출계수를 산정하였으며, 현재 하수처리 및 폐기물 소각시설에서의 국가 배출계수에 대한 오류가 있어 이를 수정할 필요가 있으며, 본 연구에서 개발한 배출계수는 향후 우리나라 국가 배출계수 개발에 의미 있는 자료로 사용될 것으로 기대된다.