▲ 6월 가동이 중단된 보령 1, 2호기가 있는 한국중부발전 보령발전본부 전경 [에너지코리아 8월] 문재인 정부는 취임후 첫 미세먼지 저감대책으로 6월 한 달간 30년 이상된 노후 석탄발전소 8기의 가동을 중단했다. 같은 기간 동안 정부는 미세먼지 농도 개선 효과를 분석했다. 충남지역 40개 지점에서 미세먼지 농도를 실측한 결과 이번 가동 중단기간의 미세먼지 농도가 2015년 6월 평균치와 2016년 6월 평균치 비해 15.4%가 감소한 것으로 나타났다. 글 I 박선호

환경부(장관 김은경), 산업 통상자원부(장관 백운규), 국립환경과학원(원장 박진원)은 올해 6월 한 달간 전국 8기의 노후 석탄발전소(충남 4기, 경남 2 기, 강원 2기)를 가동중단한 결과, 충남지역을 중심으로 미세먼지 농도 개선효과가 있었다고 7월 25일 발표했다.

이들 발표에 따르면, 충남지역 40개 지점에서 미세먼지 농도를 실측한 결과 이번 가동 중단기 간의 미세먼지 농도가 2015년 6 월 평균치와 2016년 6월 평균치 비해 15.4%인 4㎍/m3이 감소 (26 → 22㎍/m3)한 것으로 밝혀졌다.

석탄발전소 가동중단에 따른 저감효과는 실측한 결과보다는 낮은 1.1%인 0.3㎍/㎥으로 나타 났다. 최대영향지점(보령화력에서 약 30km 떨어진 지점)에서 월평균 3.3%, 일 최대 8.6%, 시간 최대 9.5㎍/㎥ 감소 등으로 개선된 것으로 조사됐다.

전국 8기 중단으로 304톤 미세먼지 저감
배출량 저감은 가동중지된 충남 화력발전(보령·서천, 4기)의 국가 배출량 자료와 실시간 굴뚝원격감시시스템(TMS)의 측정 자료를 활용했으며, 직접 배출되는 미세먼지와 2차 생성 미세먼 지를 유발하는 전구물질(황산화 물, 질소산화물)을 동시에 분석한 것이다.

분석 결과 충남 보령·서천 화력발전소(4기) 가동중단으로141톤의 미세먼지 저감, 전국 8 기의 가동중단으로 304톤의 미세먼지가 저감됐다. 이는 2016년 6월 전체 석탄발전소(53기) 미세먼지 배출량인 1,975톤의 약 15%에 해당하는 양이다.

충남지역 대기 중의 농도측정은 반경 70km 내에 측정망, 측정차량, 간이측정기를 활용하여 40개 지점에서 진행됐다. 미세먼지 농도 변화는 2015년 6월, 2016년 6월 평균 대비 4㎍/ m3(26 → 22㎍/m3) 감소된 것으로 조사됐다.

올해 6월의 경우, 강수일수와 평균풍속 등의 기상요인은 예년과 유사한 수준이었으나, 풍향 등의 기상요인과 외부오염물질 유입은 예년에 비해 유리한 조건이 형성된 것으로 조사결과 파악됐다. 지난 3년간(2013년, 2014년, 2016년)의 6월달 기상조건을 반영, 노후 화력발전소의 정상가동 시와 미가동시 배출량 차이와 대기질을 모델링(BFM기법 적용) 한 것이다.

황산화물 등 의한 2차 생성 미세먼지 감소 커
모델링 결과 노후발전소 가동 중단 기간에 충남지역 미세먼지는 0.3㎍/㎥(1.1%↓), 최대 영향지점의 미세먼지 농도 감소는 월평균 오염도 0.8㎍/㎥(3.3%↓), 일 최대 3.4㎍/㎥(8.6%↓), 시간 최대 9.5 ㎍/㎥(14.1%↓)로 분석됐다.

이러한 개선효과는 미세먼지 1차 배출 감소(4%)보다는 황산 화물과 질소산화물에 의한 2차 생성 미세먼지 감소(96%)에 주로 기인했다고 기관들은 밝혔다.

미세먼지 측정결과와 대기 모델링을 종합한 결과, 충남지역의 미세먼지는 월평균 4㎍/m3 감소 했는데, 이 중 노후발전소 가동 중지 효과는 0.3㎍/㎥이며, 나머지 3.7㎍/㎥은 다른 오염원의 발생, 유입 감소, 국지적 기상여건 등이 복합적으로 작용한 것으로 추정된다.

월평균 미세먼지 농도는 개선 효과가 있는 것으로 분석됐으며 특히, 인체 위해성 관점에서 중요한 단기간 감소효과는 상대적으로 더 큰 것으로 분석(일 최대 3.4㎍/㎥↓, 시간 최대 9.5㎍/ ㎥↓)됐다. 국립환경과학원에서 2009년 서울시민을 대상으로 수행한 연구결과, 미세먼지(PM2.5)가 평상 시 대비 10㎍/㎥ 높아지면 사망률은 전 연령 0.8%, 65세 이상 등 취약군은 1.1% 증가한 것으로 나타났다.

▲ 대기질 측정지점 위치도

환경부, 국립환경과학원, 산업 통상자원부 세 기관은 이번 한달간의 조사결과를 앞으로의 석탄화력발전소 정책결정에 활용할 계획이며, 내년에도 석탄화력 발전소 가동중지 효과를 지속적 으로 조사할 계획이라고 밝혔다.

김정수 국립환경과학원 기후 대기연구부장은“조사를 통해 노후 석탄화력발전의 가동중단은 미세먼지의 단기간 고농도 사례를 관리하는데 특히 효과적임을알 수 있었다”고 말했다.

▲ 가동중단 前·後 농도차이 모델링

■ 미세먼지 효과분석 관련 일문일답

충남지역 화력발전소 미세먼지가 수도권에 영향을 주나?

수도권은 충남의 북쪽에 위치하고 있어 여름철 남풍계열의 풍하방향에 있을 때 영향을 받을 수 있으 며, 북풍계열의 바람이 불 때는 영향을 받지 않는다.

모델링과 대기측정값이 왜 다른지? 기상조건은 고려됐는지?

모델링은 기상, 조사된 배출량 등을 입력 하여 예측한 농도이고, 대기질은 기상, 조사된 배출 량, 불특정 배출량 및 복잡한 대기중에서의 2차 입자 생성 등이 반영된 대기상태에서 측정장비를 이용해 도출된 매시간 결과다. 모델링시 기상효과를 고려하기 위하여 3년(2013, 2014, 2016)간의 6월 기상을 이용했다.

굴뚝에서는 총먼지를 측정하고 PM2.5는 측정하지 않는 것으로 알고있다. PM2.5 저감량은 어떻게 나온 것인지?

굴뚝에서는 총먼지를 측정하고 있으 며, 배출량도 총먼지로 산정됐다. PM2.5 저감량을 산정하기 위해서 총먼지 중 PM2.5의 분율인 0.66, 질소산화물과 황산화물이 PM2.5로 전환되는 전환 율인 0.07과 0.24를 이용하여 PM2.5 저감량을 산정했다.

일시적 가동 중단시 배출량은 어떻게 산정했나?

2017년 6월에 가동 중단했을 경우 저감된 양은 최근 4년간(2013~2016) 매 6월달 해당 호기의 배출 량을 산정해 평균한 값이다.

노후발전소 일시중단 효과평가는 어떠한 방식으로 이루어졌는지?

미세먼지 농도는 배출량뿐만 아니라 기상의 영향을 크게 받는다. 먼저, 기상효과를 고려해 3년(2013, 2014, 2016)간의 6월 기상상태에서 가동할 때와 가동 중단할 때의 배출량을 입력하여 대기질 모델을 통해 미세먼지 농도를 모의하고, 그차이를 노후발전소가 가동중단이 미세먼지 농도에 미치는 효과로 도출했다.

본 기사는 에너지코리아뉴스의 자매지 월간<ENERGY KOREA> 2017년 8월호를 통해 보실 수 있습니다.