서 론
국내외 탄소중립 정책 분석
광해방지사업 탄소배출량 산정 방법
온실가스 산정 표준 및 방법론 조사
광해방지사업 특성 및 산정평가 방향 검토
광해방지사업 전과정 탄소배출량 산정 방법
광해방지사업 전과정 탄소배출량 산정을 위한 원단위 구축
원단위 개념 및 필요성
원단위 구축 방법
원단위 구축 결과
광해방지사업 원단위를 활용한 이산화탄소배출량 시범분석
시범 분석 개요
시범 분석 결과
소결 및 시사점
탄소중립을 위한 광해방지사업내 저감기술 적용성 검토
광해방지사업 현장에서의 저감기술 의견 수렴
결 론
서 론
전 지구적으로 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O) 등 온실가스 사용량이 증가하였고, 이로 인한 지구 기온이 빠르게 상승하여 지구 환경이 파괴되고 인류 생존마저 위협하고 있다.
이에 전 세계에서는 지구온난화 현상에 대응하기 위하여 1992년 브라질 리우데자네리우에서 열린 환경 및 개발에 관한 유엔 회의(UNCED, United Nations Conference on Environment and Development)에서 체결된 기후변화협약(UNFCCC, United Nations Framework Convention on Climate Change)을 시작으로 기후 위기 대응을 위한 다방면의 노력이 시도되고 있다.
IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)는 2018년에 ‘지구온난화 1.5°C 특별보고서(SPECIAL REPORT: Global Warming of 1.5°C, 이하 SR15)를 발표하였으며 이에 따르면 산업화 이전 수준 대비 현재 전지구 평균온도는 약 1.1°C 상승하였고 온실가스 배출이 현재 수준으로 지속될 경우 1.5°C 지구온난화 도달 시점이 예상보다 더 빠를 것으로 예측했다(IPCC, 2018).
이러한 기온 상승폭을 1.5°C 이하로 제한하기 위해서는 2030년까지 2010년 대비 최소 45% 감축이 되어야 하며, 2050년 경에는 순배출량을 0(Net-Zero)으로 하는 탄소중립 상태가 되어야 한다고 분석했다.
탄소중립은 온실가스 배출량을 획기적으로 줄이고, 남은 온실가스는 흡수나 제거하여 실질적인 배출량이 “0” 수준으로 낮추는 것을 의미하며 전 세계 각국에서는 탄소중립을 위한 목표를 자체적으로 수립 및 선언하고 장기저탄소발전전략(LEDS, Long-term low greenhouse gas Emission Development Strategies)을 수립, 감축 목표 설정을 위한 로드맵 등을 발표하고 있다.
우리나라에서는 탄소중립에 능동적인 대응을 위하여 2020년에 “2050 탄소중립 추진전략”을 발표하였고 3대 정책 방향(경제구조의 저탄소화, 신유망 저탄소산업 생태계 조성, 탄소중립 사회로의 공정(公正) 전환)과 탄소중립 제도적 기반 강화라는 3+1전략을 세우고 정책과제를 추진하고 있다.
이와 같은 정부정책 기조에 따라 탄소중립 실현을 위한 노력은 공기업, 준정부기관, 공공기관 등을 중심으로 확대되고 있으며, 일부에서는 자체적으로 탄소중립 추진 방안을 발표하는 등 기관별 활동 영역에 적합한 다양한 전략을 수립하여 추진중에 있다. 한국광해광업공단은 ｢한국광해광업공단법｣ 제1조에 따라 광산피해의 관리 및 광물자원 육성 ․ 지원으로 광산지역의 경제활성화와 광물자원의 안정적 수급을 도모하기 위하여 설립된 기관으로 광해방지를 위한 다양한 사업을 수행중에 있으나 온실가스 감축 위한 온실가스에너지 목표관리제, 온실가스 배출권거래제 상쇄제도에는 의무 대상으로 포함되어 있지 않아 국내 또는 국제 기준에 맞는 온실가스 배출량 산정 및 사례가 없는 실정이다.
따라서, 본 연구에서는 기후위기에 따른 탄소중립 실현을 위한 노력으로 한국광해광업공단의 주요 활동인 광해방지사업에 대하여 국내외 탄소배출량 산정 표준에 따른 적정 방법론을 검토하고 온실가스 배출량 산정 및 기초 원단위를 구축하였으며 구축된 원단위를 활용하여 대표적인 광해방지사업인 ‘수질정화시설설치사업’ 사례의 탄소배출량을 시범분석하여 제시하였다. 또한, 탄소중립을 위한 저감기술의 실제 현장에서의 적용성을 판단하기 위하여 광해방지사업 주요 현장을 방문하여 의견 등을 정리하고 탄소중립을 위한 광해방지사업의 주요 저감 기술 및 탄소감축량 정량화 방법 등을 검토하여 제시하였다.
국내외 탄소중립 정책 분석
국내외 기후변화에 따른 탄소중립을 목표로 탄소중립 선언, 법제화, 정책화 등을 발표한 국가는 점차 증가하고 있으며, 탄소중립 이행 수준에 따라 탄소중립 달성 국가 8개국, 탄소중립 선언 국가 20개국, 탄소중립 법제화 국가 20개국, 탄소중립 목표 정책화 국가 79개국, 탄소중립 제안 ․ 논의 국가 58개국, 기타 13개국으로 구분되며 총 185개국이 탄소중립을 선언하였으며, 지속적으로 증가하고 있다. Table 1에 전 세계 탄소중립 이행수준에 따른 주요국을 정리하였으며, 우리나라는 탄소중립 법제화 국가에 속하고 2050년 탄소중립 목표를 포함한 기본제정법 등 탄소중립 관련 정책을 강화하고 있다.
Table 1.
Net-Zero Countries number
국외에서는 탄소중립 정책 추진을 위해 배출량, 흡수량 산정시 엄격한 온실가스 배출량 통계 기준으로의 투명성 체계 강화를 요구하고 있으며, 영국, 독일, 호주 등에서는 인벤토리 활동데이터의 정확성 개선을 위해 상향식 통계를 보완적으로 활용하고 있다. 또한, 온실가스 감축을 위하여 EU는 2030년 모든 신축건물의 탄소중립을 추진하고 있으며 영국의 사업, 에너지 & 산업전략부(Department for Business & Industrial Strategy)는 탄소중립 목표달성의 일환으로 건물에너지 효율 강화를 위한 성과기반 건물 에너지 등급제 및 인센티브 도입을 검토 중에 있다. 산업계에서는 EU, 미국 등을 중심으로 자발적 탄소감축 이니셔티브(온실가스 성과의 측정 및 공개)를 전개하고 있으며, 독일은 산림 흡수원 강화를 위한 구체적인 목표를 제시하였다.
국외 온실가스 감축점검 및 이행평가와 관련해서는 녹색재정수요 확대로 전세계 50여 개국이 녹색예산제를 시행중에 있으며, 일본은 부문별 온실가스 감축 목표 달성을 위해 산업계 자발적 노력과 함께 탄소감축량의 평가와 검증을 강조하고 있다. 미국과 프랑스 등은 장기저탄소발전전략에 도시계획(정책적 활용)을 중요하게 다루며, 공간기반 데이터 수집, 맵핑을 강조하고 있으며 EU 역시 탄소중립에 대해 부문별 접근 치중을 문제점으로 지적, 도시/지자체의 중추적 역할을 강조하고 있다.
국내에서는 온실가스 배출량 및 흡수량 산정과 관련하여 온실가스 통계 관리를 위한 산정기간 단축, 국가 고유 배출 ․ 흡수 계수 개발 및 이를 위한 활동자료의 신뢰도 개선, 지역 기반의 지자체 인벤토리 통계 신뢰성 및 시계열 완전성 확보를 위해 노력하고 있다. 현재 국가 온실가스 배출량에 대한 관측기반 검증이 필요하나, 현재 통계적 방법만 적용중에 있으며 향후 2006 IPCC 지침 기반으로 시스템 사용자 요구사항을 반영하여 온실가스 통계 품질 제고를 위한 산정, 보고, 검증체계 개선이 시급한 상황이다.
국내 온실가스 감축 이행과 관련해서는 에너지다소비사업장 대상 목표관리제 도입, 신 기축 건물의 에너지 효율 측정 및 평가 강화, 건물 탄소감축실적에 따른 배출권 시장 연계 등의 노력을 하고 있으며 산업계에서는 탄소감축 관련 산업데이터 축적 분석, 제품 라이프 사이클 전반의 온실가스 감축량 산정체계 확립 등의 방법론 개발 지원이 강화되고 있다. 그 외 수송시 주행거리 집계방안 마련, GR인증 기준에 자원순환성 및 탄소감축 효과 반영. 폐기물 품목별 공간단위의 순환체계 및 모니터링 강화 등의 활동이 수행되고 있다. 감축량 점검 및 이행평가와 관련해서는 지자체 주도의 맞춤형 온실가스 감축활동 평가가 강화되고 지역 중심의 에너지 효율 목표 이행에 대한 책임 및 권한이 강화되고 있다.
광해방지사업 탄소배출량 산정 방법
온실가스 산정 표준 및 방법론 조사
국제적으로 통용되는 온실가스 산정을 위한 표준은 기본적으로 IPCC GL 2006에 탄소배출량 산정 기술이 정의되어 있고(IPCC, 2006), WRI/WBCSD GHG Protocol(WRI, 2011)에서 배출원에 따른 Scope 기준이 마련되어 있으며 온실가스 배출 및 감축 등 검증/타당성 평가와 관련한 ISO 표준(14064-1, 2, 3, 14065)이 제정되어 있다. 탄소배출량 산정 관련 주요 ISO 표준목록은 Table 2와 같으며, 온실가스 배출량의 정확한 산출, 감축, 제거량에 대한 국제적 인증 및 검증 등의 기준으로 활용되고 있다.
Table 2.
Review of International Standard for GHG emissions (ISO, 2018a, 2018b, 2019a, 2019b)
전과정 탄소배출량 산정과 관련해서 WLCA(Whole Life Carbon Assessment)는 건물의 해체 및 폐기를 포함하여 건물의 전과정에 걸쳐 건설 및 사용에 따른 탄소배출량 방법론을 제시하였으며 EN 15987 따른 전과정 평가 기준을 정립하여 제시하고 있다. WLCA는 원재료 추출, 제품 제조, 현장 운송 및 설치에서부터 운영, 유지보수 및 최종 자재 폐기까지 프로젝트의 모든 전과정 단계를 고려하는 것을 포함하며 회수, 재사용 및/또는 재활용의 미래 가능성까지 고려하여 평가 범위를 산정하였다. Fig. 1은 EN 15987에 따른 전과정 온실가스 산정 범위를 도식화한 것이다.
국내 온실가스 산정 관련 표준으로는 국가 온실가스 통계 산정/보고/검증 지침, 온실가스 배출권거래제 운영을 위한 검증지침, 배출권거래제 외부사업 공통지침 및 외부사업 방법론, 기후대응 기금 대상 사업 온실가스 감축효과 산정 가이드라인 등이 있으며, 광해방지사업은 사업 특성상 건설활동에 따른 온실가스 배출 활동과 관련하여 국토교통부의 시설물별 탄소배출량 산정지침 등이 주로 활용되고 있다.
국토교통부에서 2011년에 제시한 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인은 건설분야 녹색성장 기반 마련을 위한 연구로 건설자재, 생산과 시공, 해체까지 건설 프로세스 전과정에서 배출되는 온실가스 배출량을 산정하는 방법론으로 평가 범위 및 경계 설정 방법, 데이터 수집 및 분석 방법, 단계별 탄소배출량 산정 등의 내용이 수록되어 있다(MOLIT, 2011).
건설분야 탄소배출량 산정을 위해서는 장비, 자재 등 각 항목별 배출계수를 연계하여야 하며, 국내에 기 구축된 DB로는 국가 LCI DB 정보망 상에 건축자재, 고무, 금속, 플라스틱, 기초화학물질 등 약 438개의 LCI DB가있다. 또한, 국내 연구기관에서 개발된 형강, 모래 및 자갈, 이형철근, 레미콘 수송 및 기타 등 일부 LCI DB를 활용할 수 있다. 최근 들어 LCI DB 활용 사례가 많아지고 DB의 신뢰성 확보를 위해 국가 LCI DB 업데이트 및 신규 구축 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 환경부에서는 2022년에 ‘국가 LCI 데이터베이스 제/개정’ 사업을 추진하고 DB의 국제 플랫폼 등록 등을 추진하고 있다.
국외 LCI DB는 GLAD(Global LCA Data Access network)에서 탄소배출 DB로 등록된 항목을 중심으로 활용 구축 개수가 많고 활용성이 높인 Ecoinvent가 주로 활용되고 있으며 기업 전과정평가 시 주로 활용되는 GaBi DB도 주로 이용되고 있다. Ecoinvent DB는 매년 주기적으로 업데이트 되고 있으며, 최근 업데이트된 3.8V에서는 약 360개의 새로운 DB가 추가되었고 기존 700개의 DB가 최신 기준으로 보완되었다.
탄소배출량 산정을 위하여는 사업 유형에 적절한 방법론, DB 등이 검토되어야 하며 국내외 주요 지침을 조사하여 광해방지사업 탄소배출량 산정에 적합한 기준 및 방법론을 설정하였다.
광해방지사업 특성 및 산정평가 방향 검토
인간의 화석연료과 기후변화에 대응하여 이를 정책적으로 규제하기 위한 탄소중립에 대한 세기적 기조는 현재와 미래의 인간 삶의 방식 전반에 대한 큰 변화를 내포하게 되므로, 특정 사업의 관점에서 어떠한 계(界)를 구분하고, 규정하는 과정은 기본적이고, 합리적이어야 하며, 중요한 과정일 것이다.
광해방지사업을 총괄하여 탄소배출량을 정량화하는 연구는 2021년부터 시작되었으며(Kim et al., 2021), 현재 광해방지사업은 국가에서 온실가스 감축 목표를 설정하여 감축계획을 수립하는 주체는 아니다. 그러나 미래 온실가스 감축량의 조기 달성 및 관리 확대를 위한 온실가스에너지 목표관리제의 확대 시행 및 감축 목표 할당 주체의 확대 등으로 의무감축기관으로 편입될 가능성이 있다.
세계적 기업들이 경영의 핵심 키워드로 ESG에 관심을 보이고 있다. ESG 경영은 공공부문에도 핵심 화두가 되고 있으며, ESG는 환경(Environment), 사회(Society), 지배구조(Govenmance)를 의미하며, 기업(기관)의 전략을 실행하고, 기업(기관)의 가치를 높이기 위한 능력에 영향을 미칠 수 있는 환경, 사회 및 지배구조 요소를 포괄하는 비재무적 정보이다. 광해방지사업을 총괄하여 탄소배출량을 산정하는 정량화 기반의 확립은 환경, 사회 및 지배구조 전반에 직 ․ 간접적으로 세부항목에 해당되는 사항으로 광해방지사업의 미래 가치를 실현에 직접적으로 관련된다.
광산피해의 방지 및 복구에 관한 법률(이하:광산피해방지법)에 따르면, 광해방지사업은 광산피해를 적정하게 관리함으로써 자연환경을 보호하고, 모든 국민이 쾌적한 환경에서의 생활하도록 하는 것을 목적으로 하므로 광업활동으로 인한 인간의 삶 전반을 포함하는 매우 넓은 범위로 해석될 수 있다. Table 3은 한국의 광산 개발 현황이다. 국내 가행광산 및 휴 ․ 폐광산 5,544개 광산이 사업절차에 따라 광해방지사업 탄소배출량 측정 및 평가의 적용 대상 범위로 검토될 수 있으며, 광해방지사업의 실태조사 및 신규 광산 개발에 따라 적용 범위는 확대될 것으로 예상된다.
Table 3.
Different types of Mines in Korea (Korea Mine Reclamation Corp., 2021)
광산피해방지법에서 규정하는 광해방지사업의 범위를 대상 재료와 업무의 관점에서 재정리하면 광산 개발 중에 발생하는 폐석, 광물은 선광 및 재련하는 과정에서 발생하는 광물찌거기 ․ 광재 및 침출수, 광물을 채굴한 자리의 붕괴 등으로 인하여 발생하는 지표의 함몰 및 지반의 균열, 갱에서 유출되는 오염수, 선광장에서 발생하는 오 ․ 폐수, 광업활동으로 인한 소음 ․ 진동 및 먼지날림, 폐광산에서 사용하지 아니하고 있는 시설물 ․ 자재 등의 철거 및 처리, 광해방지시설의 설치 ․ 운영 및 관리 등이며, 광해방지를 위한 조사 ․ 연구 ․ 기술개발 ․ 교육 그리고 국내외 기술협력까지를 포함하게 된다. Table 4는 2020년 광해방지사업의 추진 성과로서, 분야별로 추진 현황은 다르나 9개 분야, 241개 광산에 대하여 계속사업이 추진되었다. Fig. 2 최근 5년간의 연도별 사업량(개소) 및 예산에 대한 비율(%)을 도시한 것이다. 내외부 사업 여건에 따라 연도별로 유연하게 관리되고 있으며, 광해방지사업의 새로운 가치(탄소중립 등) 부여에 따라 신규 목표 설정 및 중장기 계획 ․ 관리에 적합하도록 각 광해방지사업 업무와 연계된 측정 및 평가기법이 도출되어야 할 것이다. 광해방지사업에 대한 탄소코드 및 원단위 평가 근거 마련은 목표 설정 및 중장기 계획 ․ 관리에 유효할 것으로 판단된다.
Table 4.
Mine Rehabilitation by Project segment (Korea Mine Reclamation Corp., 2021) (Unit: Million won)
| Category | WD1) | T2) | GS3) | WT4) | S5) | ND6) | AF7) | FR8) | AM9) | TD10) | Total |
|
The num. of Project (n) | 2 | 11 | 28 | 40 | 82 | 25 | 3 | 12 | 38 | - | 241 |
|
The Cost of Projects | 1,076 | 1,523 | 2,666 | 21,727 | 19,677 | 9,338 | 39 | 1,031 | 13,703 | - | 70,780 |
광해방지사업은 사업마다 대상 재료가 다양하고, 광범위한 공간분포를 가지며, 상호 연관성 및 인간의 삶에 직 ․ 간접적인 영향을 가지므로 대상 재료 및 업무를 규정하고, 분류하기 어려운 사업으로서 상시 복합적인 접근을 고려하여야 한다.
광해방지사업은 전술한 바과 같은 근원적인 난점을 극복하기 위하여 대상 재료의 실태 ․ 현황, 특성의 조사 ․ 평가를 통해 사업 대상물의 특성을 구체화하는 작업이 중요하며, 우선 조사 ․ 평가를 통해 원인 규명을 실시되어야 하고, 복구 ․ 복원 및 운영 등이 순차적으로 계획되어 시행되어야 한다. 이 과정에서 불능, 지연, 변경이 불가피하며, 광해방지사업이 긴 시간의 관점에서 회고되고, 환류되며, 절차가 준수되어야 하는 사유이다. 따라서, 광해방지사업을 총괄하는 이산화탄소의 발생 분석 및 평가 방식은 전술한 바와 같이 광해방지사업의 근원적 특성을 감안하여 도출되어야 할 것이다.
광해방지사업 전과정 탄소배출량 산정 방법
광해방지사업의 탄소배출량 산정을 위하여 개념의 합리성 및 경계의 정립은 매우 중요하다. 일반적으로 이산화탄소 탄소배출량 산정은 직접적인 조직 ․ 경계(사업장, 기업 등)에서 배출하는 탄소를 관리하는 방식(온실가스 인벤토리 등의 총량관리)과 사업단위의 전 과정(life cycle)을 통해 해당 사업의 내재탄소(scope 3: 사업장외에서 건설자재 생산에 의해서 배출이 대표적이며, 감축의무대상 아님)를 포함 ․ 관리하는 방식이 있다.
광해방지사업은 근원적으로 긴 시간의 관점에서 회고되고, 환류되며, 절차가 준수되어야 하므로 총량관리방식 보다 각 단계 사업별로 전과정 배출량 산정 방식이 타당하다. 세부적으로 전과정 배출량 산정 방식은 직접관리 가능 부문과 직접관리 불능 부문으로 분류되며, 직접관리 불능 부문은 해당 배출량의 원인을 파악하고, 모니터링을 수행하는 개념으로 접근 필요하다.
탄소배출량 전과정 평가 시 준용한 WLCA 방법론은 직접적인 배출량 이외 내재탄소에 대한 배출량(Scope 3)을 정량화함에 따라 관리 영역을 확대하였으며, Scope 3 사항은 직접관리 불능의 부문(자재 배출)이며, 직접적 감축과 간접 감축 형태로 구분하여 최종 수요처로서 광해방지사업은 합리적으로 미래 탄소관리 전환에 부합할 수 방향으로 접근하였다.
광해방지사업의 전과정 탄소배출량 산정 방법은 광해방지사업의 세부사업별로 사업 추진절차와 ISO 14064, EN 15978, 국토교통부의 시설물별 탄소배출량 산정지침 그리고 RICS(Royal Institution of Chartered Surveyors)의 “Whole life carbon assessment for the built environment”를 준용하여 life cycle 단계를 구분하여 분석하고자 하는 사업에 대하여 Table 5와 같이 평가범위 및 경계설정, 활동 데이터 수집 및 분석 그리고 탄소배출량 산정이라는 3가지 단계를 거쳐 산정한다(Kim et al., 2021). 탄소배출량 산정 단계에서의 시공, 운영, 폐기 단계별 산정식 및 활용자료는 Table 6과 같으며 대상사업의 설계내역서를 기반으로한 자재투입량, 장비사용량의 자료를 바탕으로 산정한다.
Table 5.
Estimation methods of GHGs emission for Mine reclamation Projects
Table 6.
Calculation of life cycle of GHGs emission and applicable DB for Mine reclamation projects
| Life cycle stage |
Calculation items | Equation | Applicable data |
| Construction |
Material input (ton, m3, etc.) |
Work amount (unit) × Material inputs (ton, m3 /unit) | Estimation system of Design/ Calculation basis |
|
Energy usage due to equipment usage (L) |
Work amount (unit) / amount per hour (unit/hr) × fuel efficiency (L/hr) or Work amount (unit) × Equipment usage time (hr/unit) × fuel efficiency (L/hr) |
Select according to the calculation method in the estimation of design Only for diesel or gasoline | |
|
CO2 emissions due to material input (tCO2-eq) |
∑[Material input (kg, m3 etc.) × Emission coefficient (tGHG(CO2/CH4/ N2O)/kg, m3 etc.) × GWP] |
National LCI DB, UNEP-GLAD DBa), Eco invent DB etc. can be applied | |
|
CO2 emissions from equipment use (tCO2-eq) |
∑[Energy usage (kWh, m3 etc.) × Permutations (MJ/kWh, m3 etc.) × Emission coefficient (tGHGs (CO2/CH4/ N2O)/TJ) × 10-9 × GWP] |
National calorific valueb) and IPCC 2006 calorific amountc) Can be applied. The basic emission coefficients by fuel and greenhouse gas in the mobile combustion (road) sector may be applied. | |
| Operation and maintenance | CO2 emissions from energy use (tCO2-eq) | Same as CO2 emissions due to construction-stage equipment use |
The emission coefficient for power uses the nationally unique power emission coefficient. |
| End of life | Same as CO2 emissions due to construction-stage equipment use | ||
광해방지사업 전과정 탄소배출량 산정을 위한 원단위 구축
원단위 개념 및 필요성
광해방지사업과 같은 건설 관련 활동이 주를 이루는 사업은 공사 및 세부 공종의 수가 많고 모든 건설 활동에 대한 탄소배출 계수를 직접 연계하기에 어려움이 있으므로, 공사별 또는 공종별 탄소배출량 표준원단위를 구축하여 관리하는 것이 필요하다. 탄소배출원단위를 활용하면 직접적으로 탄소배출량 산정에 필요한 자재 투입량, 장비 사용량 등의 물량을 계산할 필요 없이 해당 공사명이나 공종명, 규격 등이 일치하는 탄소배출원단위를 활용하여 필요한 부분에 대한 탄소배출량을 쉽게 산정 할 수 있다.
광해방지사업 중 수질정화시설설치사업의 공종별, 공사별 체계도는 Fig. 3과 같이 나타낼 수 있으며, 자재 및 장비사용에 따른 세부 공종별 탄소배출량을 광해방지사업의 전과정 탄소배출량 산정 방법 절차에 맞게 산정하여 활용할 수 있다. 공종체계도의 최하위 단계인 세부 공종별로 구축하여 목적에 따라 공사별, 시설별 등의 구분을 하여 원단위를 구축할 수 있다.
구축된 원단위는 향후 DB 업데이트, 기준 물량 변경 등에 따라 지속적으로 관리가 필요하며 원단위 산정시의 투입 자재 물량, 장비 사용량 등 산정계수, 절차 등에 대한 충분한 검토와 신뢰성 확보가 필요하다.
광해방지사업은 다른 건설사업과 마찬가지로 세부 공종, 공사 등으로 구성되어 있어 탄소배출량 원단위를 작성하여 활용하기에 적합한 특성을 지니고 있으며, 이에 따라 광해장비사업 중 다양한 장비, 자재 등이 투입되는 사업 중 하나인 수질정화시설설치사업과 공통, 토목, 건축, 기계설비 부문 탄소배출량 원단위를 구축하였다.
원단위 구축 방법
광해방지사업의 공사 설계는 자체 표준품셈을 기준으로 이루어지며, 이에 따라 원단위 구축시 광해방지사업 표준품셈 기준 내역, 일위대가 산근, 중기기초자료, 자재조서 등을 활용한다. 세부 공종별 원단위는 세부 공종의 일위대가 산정근거 상 세부 자재 투입량, 장비 사용 시간 등을 환산하고 도출된 물량에 적합한 탄소배출 DB를 연계하여 산정할 수 있으며, 금액 중 재료비에 해당하는 항목만 산정 범위에 포함하여 산출한다. 노무비는 인력에 의한 작업으로 탄소배출 산정 범위에서 제외하며, 경비는 시스템 경계에 해당하지 않는 것으로 제외하여 산정한다.
세부 공종별로 투입되는 자재의 단위는 매, m, EA 등으로 다양하며, 이를 탄소배출계수와 연계하기 위해서는 배출계수 단위에 맞게 환산하는 작업이 필요하며 무게 환산시 KS규격 등 표준 제품 규격을 활용하여 환산하거나, 자재 단가 등을 이용하여 배출계수 단위와 맞게 연계한다.
광해방지사업의 표준품셈은 주요 부문별, 사업별로 구분되어 있으며 세부 공종 수는 3,742개로 그 중 수질정화시설설치사업의 세부 공종 수가 920개로 가장 많은 비율을 나타내고 있다. 부문별, 사업별 주요공사 및 세부 공종 수는 Table 7과 같다.
Table 7.
The number of activities by Bid Estimate of Mine reclamation projects
수질정화시설설치사업의 주요 공사는 토목, 건축, 기계, 전기, 조명공사 등으로 다양한 주요 공사들이 다 포함되어 있으며, 타 사업에 비해 기계, 전기 등 건축과 관련된 표준품셈 주요 공종이 많은 것이 주요 특징이다.
원단위 구축 결과
광해방지사업 중 수질정화시설설치사업 920개 세부 공종에 대한 탄소배출원단위를 산정하였으며, 분석결과 탄소배출유형별로 자재배출 486개 공종(52.8%), 장비배출 176개 공종(19.1%), 자재 및 장비 배출 56개 공종(6.1%), 경비 제외 21개 공종, 인력 제외 143개 공종, 경비 + 인력 제외 13개, 기타 제외 25개(세부내역 누락)으로 구분되었다. 전체 세부 공종 탄소배출원단위 중 배출량이 가장 높은 세부 공종은 강관접합(300A)으로 1개소당 1,282 kgCO2가 배출되는 것으로 조사되었다.
탄소배출원단위 산정 결과는 Table 8과 같으며, 각각의 원단위는 구내배관공 공사 유입집수정(1.2×1.2×1.8) 항목과 같이, 자재 및 장비 물량 산출 작업을 선행하고 각 항목과 연계되는 배출계수를 연계하여 값을 도출한다.
Table 8.
Carbon emission database of minewater treatment installation project
광해방지사업 원단위를 활용한 이산화탄소배출량 시범분석
시범 분석 개요
광해방지사업 중 부문별 공통, 토목, 건설, 기계설비 부문과 수질정화시설설치사업 원단위 결과를 활용하여 실제 최근 공사 사례에 대한 온실가스 배출량을 산정하고 원단위의 활용성, 한계, 시사점 등을 분석하였다.
시범 분석 사례는 수질정화시설설치사업 중 비교적 최근인 2019년에 준공된 연화광산 수질정화시설 설치공사를 대상으로 적용하였으며, 공사별 공종별 탄소배출량 결과를 도출하였다. 대상 사업지의 위치는 강원도 태백시 장성도 29-7번지 일원으로 시범 분석 사업은 연화광산 일대의 광해인자를 조사하고 폐광산에서 유출되는 중금속으로 오염된 갱내수를 정화 처리 할 수 있는 최적의 수질정화시설에 대한 설계 방향을 검토 ․ 설정하고 설계인자를 도출함으로써 갱내수의 안정적인 처리로 환경오염을 최소화하고 쾌적한 환경을 조성하는데 그 목적을 가지고 있다.
연화광산 수질정화시설 설치공사는 토목공사, 건축공사, 조경공사, 기계공사 총 4개의 공사로 구성되어 있으며 세부 공종은 총 352개로 토목공사의 세부 공종 수가 190개로 가장 많은 부분을 기여하고 있다.
시범 사례 공사의 총 공사비는 약 42억이며, 그 중 탄소배출량 산정 범위에 해당하는 재료비 약 26억의 세부 내역을 산정 대상으로 설정하였다. 공사유형별로는 토목공사의 금액이 19억으로 전체금액의 70% 비용이 사용되고 기계공사, 조경공사, 건축공사 순으로 공사비가 높게 나타났으며, 세부 공사비 내역은 Table 9와 같다.
Table 9.
Total number of Water Treatment Prevention Projects (Yeonwha Mine) (Unit: Won)
시범 분석 시에는 구축된 탄소배출원단위를 활용하였으며, 세부 공종별로 일치하는 원단위를 적용하였다. 일부 원단위 적용이 불가능한 세부 공종은 사업 내역서의 일위대가 산근, 일위대가 호표 등의 자료를 바탕으로 직접 산정하여 적용하였다.
시범 분석 결과
연화광산 수질정화시설 설치공사의 탄소배출량 산정결과 총 4,492 tCO2-eq가 배출되는 것으로 분석되었으며, 자재 생산에 따라 배출된 탄소배출량이 4,364 tCO2-eq, 장비사용에 따른 탄소배출량이 129 tCO2-eq으로 자재에 의한 배출이 97% 이상의 기여율을 나타내는 것으로 분석되었다. 분석 결과의 금액 기준 Cut-off 수준은 약 70%이며, 재료비 기준 100만원 당 1.756 tCO2-eq가 배출되는 것으로 조사되었다.
대분류 공사별로 탄소배출량 조사 결과는 Table 10과 같으며 토목공사에 의한 기여비율이 98.7%로 대부분의 탄소배출이 토목공사에서 발생하는 것으로 분석되었다.
Table 10.
Total CO2 emissions for Water Treatment Prevention Projects (Yeonwha Mine)
주요 배출 공사인 토목공사의 주요 공종별 기여도 분석 결과 관급자재대를 제외하고는 구조물공이 1,295 tCO2-eq, 지반조사 및 기초 지반보강공이 808 tCO2-eq로 높은 기여 수준으로 분석되었다.
주요 배출원인 자재(Scope 3)의 세부 자재별 탄소배출 기여도 분석결과는 Table 11과 같으며 레미콘 사용에 따른 탄소배출량이 1,933 tCO2-eq로 가장 높고, 배양토, 시멘트, 철근, 합판, 아스콘, 폴리에틸렌 순으로 기여 수준이 높게 나타났다.
Table 11.
Contribution Analysis of CO2 emissions by Materials
소결 및 시사점
광해방지사업 표준품셈을 기반으로 구축된 탄소배출원단위를 활용하여 시범 사례에 대한 탄소배출량 분석 결과 대부분의 세부 공종에서의 원단위 연계를 통한 분석이 가능하였으나, 일부 세부 공종명이 일치하지 않거나 표준품셈 상의 규격과 상이한 경우가 있어 해당 세부 공종의 경우 적절한 유사 원단위를 연계하거나 일위대가, 호표 등의 자료수집을 통하여 직접 산정하는 방법을 활용하였다.
탄소배출원단위를 활용하는 방법은 직접 모든 세부 공종의 물량을 산출하여 값을 연계하는 것보다 시간상으로 많은 부분은 절약할 수 있으며, 세부 일위대가나 호표 등의 자료가 없는 사례에 대해서도 총괄내역서에 세부 공종별 투입량만으로도 탄소배출량을 산정할 수 있는 장점이 있는 반면, 일위대가나 호표 등을 통해 직접 물량을 산출하여 산정하는 방법에 비해 탄소배출량 추정값의 신뢰성은 다소 낮아 질 수 있는 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위하여는 탄소배출원단위 연계시에 세부 공종의 재료비 단가, 금액과 원단위 기준을 확인하여 단가가 일치하거나 유사한 원단위를 활용하여야 하며, 실제 사업 설계내역서 상에서 활용되거나 쓰이는 명칭으로 DB의 추가 및 업데이트를 통해 지속적으로 관리하고 해당 내용을 반영하여야 한다.
표준품셈 상의 모든 세부 공종 규격에 대한 원단위를 구축하더라도 실제 설계내역서 상에서는 품명, 규격 등이 다르게 명시되어 있는 항목이 많아 향후 주요 시범 사례 분석을 추가하여 상이한 항목을 통일하고 표준화하는 과정이 필요하며 실제 내역과 현장 운영에서의 차이 등을 고려한 배출량 산정 방법이 구축되어야 한다.
또한, 관급자재대나 사급자재대와 같은 공종은 자재명이 직접 입력되어 있으므로, 세부 공종별 탄소배출원단위를 활용하기 보다 자재 배출계수, 장비 배출계수 등에 직접적으로 연계하는 것이 효율적이며, 공종 유형별로 적합한 원단위 및 배출계수 연계 방안을 마련할 필요가 있다. 배출계수에 구축된 단위(kg, Ton)와 자재 수량의 단위(m, 개, EA)가 일치하지 않을 시 환산계수를 적용하여 내역서 상 단위에 맞춘 환산이 필요하여 자재집계 등의 결과가 별도로 있을 경우 해당 자료를 활용하여 탄소배출량 산정 신뢰성을 높여야 한다.
탄소배출원단위를 활용을 통해 설계내역 작업시 탄소배출량 산정 및 자재별 배출 수준 등을 쉽게 파악 할 수 있어 각 부문에 대한 원단위 구축 및 광해방지사업별 특성에 맞는 탄소배출원단위를 구축하여 활용할 시 향후 광해방지사업 현장에서의 탄소배출 저감기술 적용에 따른 저감 효과 산정 등에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
탄소중립을 위한 광해방지사업내 저감기술 적용성 검토
광해방지사업 현장에서의 저감기술 의견 수렴
정부의 탄소중립 기조에 따라 광해방지사업의 탄소저감 기술 검토를 위하여 실무적 관점에서 미래 저감기술 의견청취를 위하여 현장 의견 청취 및 토의를 수행하였다(Fig. 4). 현장 의견 청취 및 회의 개요는 Table 12 와 같다. 현장 의견 청취를 통해 광해방지사업의 공정이해도 증진, 성과의 현장 실행성 강화 및 탄소저감기술(아이디어)를 정리코자 하였다.
Table 12.
Overview of on-site opinion gatherings and meetings
| Province | Projects in detail | Mine type | Participants* |
| Chung Cheong | ND: Noise, Dust Prevention Projects (Dust) | Operating Mine | R, P.D, R.C, M.C. |
| T: Tailing Released Prevention Projects | Disused Mine | R, P.D, R.C. | |
| Gangwon | WD: Waste Debris Released Prevention Projects | Operating Mine | R, P.D, R.C, M.C. |
| FR: Forest Restoration Projects | Disused Mine | R, P.D, R.C. | |
| AM: After-care Management (water treatment) | Disused Mine | R, P.D, R.C., F.C. | |
| WT: Water Treatment Prevention Projects (Pilot) | Disused Mine | R, P.D, R.C. | |
| ND: Noise, Dust Prevention Projects (Dust) | Operating Mine | R, P.D, R.C, M.C. | |
| Gyeongsang | S: Soil Improvement | Disused Mine | R, P.D, R.C. |
Table 13은 광해방지사업 현장에서 탄소중립을 위한 현황 및 개선의견을 요약한 것이다. 탄소중립의 관점에서 신재생에너지, 에너지 절감, 삭재 등 조립, 자원순환(간접), 기타(인증제품) 등 관점에서 카타고리를 분류하여 개선 의견을 정리하였다.의견을 종합하면 인식의 공유와 함께 광해방지사업 전반의 중장기 계획수립을 통한 시행방안 도출이 필요하며, 탄소배출량 산정을 위한 데이터 관리체계의 정비도 요구된다.
Table 13.
Net-Zero Discussion and Comments for Mine Rehabilitation Projects
| Category | Projects | Business Status | Improvement Direction |
|
Renewable energy | AM |
∙ Having partly surplus solar power facility, but not being able to store and use excess power |
∙ Installation of power storage facilities, and registration of power generation business operators |
|
Energy savings | CP1) |
∙ Energy-Saving design not implemented ∙ Field conditions where large equipment is not available ∙ Long-distance transportation due to field condition |
∙ Distribution of 1 unit design data for ordinary equipment ∙ Regional Soil Storage Facility and Regional long-term design |
|
Planting & Forestation | FR |
∙ Residents and regional forest office are finally select trees for projects |
∙ Carbon absorption tree species database and Proposal |
| ND, FR | ∙ Limitation for windbreak trees (a matter of time) |
∙ Planning to secure project trees and Long-term seeding farms | |
|
Recycling (In-directed)2) | CP |
∙ Use recycled material (slag etc.) during land recovery ∙ Reuse of water |
∙ Establishment of method for recycling and reuse |
| etc. | ND |
∙ On-site construction by supplying semi-final products |
∙ Low-carbon certificated products recommended |
| ND |
∙ Traditional dust generation and reduction cannot be compared | ∙ Data comparing new facility effects |
결 론
본 연구는 탄소중립을 위하여 한국광해광업공단이 나아가야하는 방향 제시를 위하여, 한국광해광업공단의 주요 사업인 광해방지사업에 대한 탄소배출량 산정 방법을 검토하고, 정량적인 탄소배출량 산정과 관리를 위한 원단위를 구축하였으며, 이를 활용하여 시범 분석을 실시하였다. 또한, 광해방지사업이 진행되고 있는 현장조사를 통하여 탄소중립을 위한 저감 기술의 적용가능성을 검토하였다.
광해방지사업은 직접적인 탄소배출량은 적으나 광해방지사업으로 인하여 소비되는 자재로 인한 탄소배출량이 높게 나타난다. 이는 탄소중립을 위하여 관리해야 하는 영역을 직접적인 탄소배출원의 관리에서 Scope 3로 확장하여 내재탄소의 관리까지 확장되어야 함을 의미한다. 따라서, 지속적인 광해방지사업의 탄소중립을 위해서는 본 연구에서 제시된 탄소배출량 산정방법과 관련 원단위(탄소배출 DB)를 활용하여 사업전 탄소배출량에 대하여 예측하고 저감가능한 요소를 발굴하여 현장에 적용시킬 필요가 있다.
본 연구에서는 광해방지사업에 적합한 정량적인 탄소배출량 산정방법과 이를 산정하기 위한 탄소배출원단위를 제시하였으나 현재 지속적으로 탄소배출계수가 변화하고 설계 기준 등의 변화로 인하여 품셈도 업데이트 되므로 지속적인 업데이트가 필요할 것으로 판단된다. 이를 위하여 본 연구에서 제시된 산정방법과 원단위를 활용하여 광해방지사업 전과정의 탄소배출량 산정을 위한 기술표준의 제정과 함께 관련 원단위의 신뢰성을 높이기 위한 방안 모색이 필요하다. 이를 통하여 광해방지사업의 계획 단계에서부터 해당 사업의 최대 허용 탄소배출량을 제시하고 관리방안에 대한 전략이 수립된다면, 우리나라 전체 탄소배출량 감축에 상당한 기여가 가능할 것으로 판단된다.
