사업과제
- 년도
- 2022
- 분야
- 환경정책연구
- 연구과제명
- 하수처리시설 탄소중립 구현을 위한 배출인벤토리 구축
- 첨부파일
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- 책임자/기관
- 최영균 교수/충남대학교
- 연구기간
- 2022.4.1~2022.12.31
- 참여 연구원수
- 5
- 연구사업비
- 3,000만원
- 연구목적
- ❍ 연구 필요성
- 공공분야 중에서 하수처리장이 GHG를 가장 많이 배출하는 것으로 알려져 있지만, 아직까지 하수처리장의 GHG 배출량 산정은 IPCC 2006 (2019년 개정) Tier1 가이드라인에 따라 이루어지고 있는 현실임
- 일처리 용량 500m3/일 이상의 공공하수처리시설에 대한 GHG 배출인벤토리 구축이 체계적으로 시급히 진행되어야 함
❍ 연구 목표
- IPCC Tier1 가이드라인에 근거한 GHG 배출량 산정 방향의 개선
- 연구대상 하수처리시설의 배출인벤토리 구축을 위한 시스템 경계 구축
- 수처리시설 기술적 현황 분석을 근거로 한 GHG 주요 배출계수 산정
- 시스템 경계 내에서의 GHG 배출량 추정 및 인벤토리 구축
- 주요내용
[연구내용]
❍ IPCC Tier1 가이드라인에 근거한 GHG 배출량 산정 방향의 개선
- BOD 및 TN 제거부하량, 그리고 EF 산정에 근거한 Tier2~3 수준의 GHG 배출량 산정
❍ 연구대상 하수처리시설의 배출인벤토리 구축을 위한 시스템 경계 구축
- 하수처리장 직접배출 및 전력사용 등에 따른 간접배출을 고려할 수 있는 경계 구축
❍ 수처리시설 기술적 현황 분석을 근거로 한 GHG 주요 배출계수 산정
- 직접배출계수 4개 분야 17개 항목, 간접배출계수 총 28개 분야 117개 항목 산정
❍ 시스템 경계 내에서의 GHG 배출량 추정 및 인벤토리 구축
- 대전시 하수처리장에 대한 GhG 배출량 추정 및 관련 인벤토리 구축
[연구결과]
❍ IPCC Tier1 가이드라인에 근거한 GHG 배출량 산정 방향의 개선
- 현재 Tier1 수준인 공공하수처리시설의 GHG 배출량(특히 N2O) 산정 방향을 연구대상 공공하수처리시설의 특성에 맞게 Tier2~Tier3 수준으로 개선하여 적용할 수 있는 방향 제시
❍ 연구대상 하수처리시설의 배출인벤토리 구축을 위한 시스템 경계 구축
- 하수처리장으로부터 직접적으로 배출되는 GHG (CH4, N2O)는 주처리과정에서 배출되는 양과 방류수계에서 배출되는 GHG로 구분하여 산정
- 간접배출량은 전력소모, 약품사용, 운반, 슬러지 및 협잡물 처리과정에서 배출되는 양 고려
❍ 수처리시설 기술적 현황 분석을 근거로 한 GHG 주요 배출계수 산정
- CH4 직접배출계수는 0.0078kgCH4/kgBOD (환경공단), 0.0144kgCH4/kgBOD (IWA)
- N2O 직접배출계수는 0.0132kgN2O/kgTN (환경공단), 0.013kgN2O/kgTN (IWA)
- 전력사용 간접배출계수는 0.5432kgCO2/kWh (기타 간접배출 총 28개 분야 117개 정리)
❍ 시스템 경계 내에서의 GHG 배출량 추정 및 인벤토리 구축
- EU(Sweden)프로그램 및 MassFlow3.0을 활용한 대전 WWTP 배출량 추정
- EU에서 에너지관리 및 CF 관리가 양호한 시설 대비 30~60% 이상 배출량 높음
- 특히 전력소모에 따른 GHG 배출량이 압도적으로 높은 것으로 확인됨
- 추후 하수처리장 GHG 배출량 감축 전략 수립시 폭기조 송풍량 최적화가 필요함
- 또한 N2O 발생량 저감을 위해 저에너지 고효율 질소제거 공정의 도입이 반드시 필요함
- 연구결과 활용
- ❍ 환경적 효과
- 하수처리시설 GHG 배출 인벤토리 파악에 따라 탄소중립 달성 전략수립에 기여
❍ 경제적 효과
- 하수처리시설 폭기조 송풍량 최적화 전략수립 및 이행에 따른 전력소모 저감
❍ 사회적 효과
- 하수처리시설의 GHG 발생량 저감에 따라 공공분야 중심 사회적 인식 확대
❍ 기타 연구성과 (특허, 조례 등 환경정책 반영 등)
- 대전광역시 탄소중립위원회의 추진전략 수립, 환경정책 수립, 관련 조례 제정에 필요한 정보 제공