미세먼지 감축 정책-화력발전소
분야: 안전/환경
청원 기간: 2018-01-17 ~ 2018-02-16

화력발전소에 의한 PM10 농도에 미치는 영향 평가 (-모델링 방법을 이용하여) 박 일 수 황사 및 장거리이동 오염물질 연구센터 한국외국어대학교 Tel : 010-2280-7084 화력발전소에 의한 미세먼지 영향 및 중단에 따른 미세먼지 감축 효과에 관한 저의 연구 결과의 요약을 붙임으로 송부하니 업무에 참조바랍니다. 1. 요약 단위 발전소별 영향 평가를 살펴보면, 4월과 6월 중 각 발전소 별 지상 최대 농도에 대한 기여는 최소 3.79 ㎍/㎥(안산 발전소, 4월)에서 최대 17.00 ㎍/㎥(태안 발전소, 6월)로 나타났으며, 각 발전소 별 배출량과 굴뚝 높이가 지상 최대 농도(위치, 절대값)에 높은 상관도를 가지고 영향을 미침을 알 수 있다. 보령, 당진, 태안, 고성, 하동 발전소의 경우는 배출량이 300 ton/yr (PM10) 이상으로 전국 18개 발전소 중 상대적으로 배출이 많은 발전소로 분류될 수 있는데, 높은 배출량으로 인해 6월 중 각 발전소 별 지상 최대 농도의 기여가 12.84~17.00 ㎍/㎥로 매우 높게 나타냈다. 반면, 배출량이 30 ton/yr (PM10) 이하이고 굴뚝의 높이가 100 m 이상인 부산, 대구, 울산, 안산, 김천, 구미 발전소의 경우는 4월, 6월에 걸쳐 3.79~9.59 ㎍/㎥의 낮은 지상 최대 농도 기여를 보여주고 있다. 특히, 보령 발전소의 경우는 굴뚝의 높이가 약 42 m로 분석 대상 18개 발전소 중 가장 낮았으며 배출량(PM10; 560.94 ton/yr)은 태안 발전소(PM10; 835.13 ton/yr)에 이어 두 번째로 높았다. 이에 따라 보령 발전소의 배출에 따른 지상 최대 농도는 12.12 ㎍/㎥로 4월의 경우 18개 발전소 중 가장 높았으며 4월과 6월 모두 발전소로부터 불과 3 km 반경 이내에서 최대 농도가 나타나 발전소로부터 최대 농도 위치까지의 거리가 가장 가까웠다. 해안가 지역은 주간 해풍에 따른 대기오염 물질의 이동이 차단되어 상대적으로 오염원에서 가까운 지역의 지상 농도를 급격히 높이는 경향을 보일 때가 있다. 해안가에 위치한 발전소 중 특히 옹진, 강릉, 동해, 보령, 당진, 태안, 군산, 여수, 고성, 하동 발전소는 4월 또는 6월 중 발전소로부터 불과 50 km이내에 지상 최대 농도를 보이고 있다. 반면 내륙에 위치한 대구, 김천, 구미, 익산은 최대 농도가 나타나는 지역이 발전소로부터 200 km이상에 나타나고 있다. 시나리오별 발전소 가동 중단에 따른 미세먼지농도 감축 효과를 분석하였다. 시나리오 1은 보령 화력발전소 가동 중단에 따른 수도권에 미치는 영향, 시나리오 2는 수도권 발전소(안산, 인천, 당진, 태안) 가동 중단이 수도권에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 시나리오 3는 환경부에 의해 2017년 6월 동안 가동이 중단된 바 있는 30년 이상 노후 석탄 발전소 8기(고성1.2, 보령1.2, 강릉1.2, 서천1.2호기)의 발전 중단에 따른 발전소 주변 영향을 분석하였다. 시나리오 4는 미세먼지의 2차 생성의 효과를 알아보기 위해 18개 발전소의 NOx 및 SOx의 배출량 만 1/2로 줄이고 미세먼지 농도 감축 효과를 살펴보았다. 시나리오 1에서 보령 화력발전소 발전 중단에 따른 서울 지역의 PM10 최대 농도 감소(율)는 0.00~0.54 ㎍/㎥(0.00~4.4 %)로 높지 않게 나타났다. 이는 앞서 설명하였지만 보령 발전소의 굴뚝의 높이가 매우 낮아 발전소 부지 주변에 영향에 비해 상대적으로 거리가 많이 떨어진 서울지역에는 영향이 적은 것으로 판단된다. 시나리오 2의 경우는 수도권 지역의 4개 발전소를 중지하는 것으로 감소되는 배출량(1,320 ton/yr)이 분석 대상 18개 발전소 전체 배출량(3,455 ton/yr)의 1/3이상을 차지한다. 이러한 수도권 내 발전소의 배출 감소에 비례하여 서울지역의 지상 최고농도에 미치는 영향이 6월 중에 18.9%, 대전지역에는 23.9%의 큰 폭의 감소를 보여주고 있다. 시나리오 3의 경우에는 전체 발전소의 배출량에 대비 노후 발전소 중단에 따른 배출량의 감소량(각 발전소 별 60~190 ton/yr)은 크지 않지만 발전소에서 거리가 많이 떨어진 서울, 대전 보다는 발전소 부지 주변의 농도 감소(고성, 보령, 강릉 6.4~31.8 %, 서울, 대전 0.9~7.7 %)가 두드러지고 있다. 시나리오 4에서는 18개 발전소의 SOx, NOx 배출량을 1/2로 하였을 경우 서울, 대전, 고성, 보령, 강릉, 서천에서 PM10의 지상 최고농도가 0.3~19.7%까지 감소함을 확인 할 수 있었다. 이는 가스상 오염물질의 배출량을 조절하는 것이 PM10의 직접배출을 조절하는 것과 거의 같은 수준의 효과가 나타나는 것으로 보아 2차 생성이 한반도에 PM10 생성에 매우 중요한 요인임을 알 수 있다. 이상의 연구 결과에서의 시사점을 요약하면 다음과 같다. 단위 발전소 별 배출량에 따른 기여 농도 실험에서 살펴봤듯이 높은 배출량과 낮은 굴뚝의 높이는 매우 높은 지상 최고 농도를 발생시킬 수 있는 요소이며, 발전소의 입지(해안 또는 내륙)는 지상 최대농도가 발전소로부터 얼마나 멀리 떨어져 나타나는가를 좌우하는 요소로 판단된다. 또한 시나리오 2와 3의 실험 결과에서 알 수 있듯이 수도권 및 대전 등 중부권 지역의 농도 감소를 위해서는 수도권 인근 발전소의 PM10 직접 배출 감소를 유도하는 것이 주요할 것으로 보이며, 주목할 점은 PM10의 2차 생성을 감안하여 가스 상 오염물질의 배출량을 줄이는 것이 PM10 직접 배출 감소와 같이 매우 효과적임을 시나리오 4의 결과에서 확인 할 수 있었다. 2. 기대 효과 □ 정책적 ○ 화력발전소 대상으로 미세먼지 감축 정책 수립에 주요 방안 제시 ※ 전국 18개 화력발전소 대상 최초 미세먼지 영향 평가 결과임 ○ 중국 등 주요 화력발전소 운영 국가 미세먼지 감축 가이드 제공 □ 과학적 의미 ○ 발전소 위치(해안가, 내륙) 및 굴뚝 높이에 따른 미세먼지 농도 감축 효과 ○ 수도권 및 대전 등 중부권 지역의 미세먼지 농도 감축 효과 ○ 가스 상 오염물질(SOx 와 NOx)이 한반도 PM10 생성에 미치는 영향 ○ 기상조건에 따른 월별 미세먼지 농도 감축 효과