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목차

I. 서론 20

1. 연구개요 20

1.1. 연구 배경 및 필요성 20

1.2. 연구 목적 21

1.3. 연구범위 및 내용 22

2. 추진 경위 23

II. 연구 방법 및 결과 25

1. 현장 조건을 고려할 수 있는 노천 소각 배출원 활동도 자료 현행화 25

1.1. 영농부산물 소각 부문 활동도 자료 현황 25

1.2. 국내·외 선행연구 조사 26

1.3. 영농부산물 노천 소각 활동도 자료 현행화 35

2. 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물) 배출계수 개발 절차 70

2.1. 배출계수 개발 70

2.2. 영농부산물 및 생활폐기물의 배출계수 개발 절차 72

3. 노천 소각 배출원의 배출계수 개발 112

3.1. 노천 소각 배출원의 소각 실태조사 및 시료의 수집 112

3.2. 소각챔버의 구성 142

3.3. 배출계수 실험 방법 148

3.4. 배출계수 실험 결과 154

4. 목재연료 배출원 배출계수 현행화 179

4.1. 목재연료 배출원의 시료 수집 179

4.2. 소각챔버의 구성 182

4.3. 배출계수 실험 방법 184

4.4. 배출계수 실험 결과 185

5. 노천 소각 및 목재연료 배출원의 저감 방안 198

5.1. 화목난로 사용에 따른 저감 방안 198

6. 노천 소각 배출량 모의 산정 201

6.1. 영농부산물 노천 소각 배출량 모의 산정 201

6.2. 생활 쓰레기 노천 소각 배출량 모의 산정 206

7. 노천 소각 및 목재연소 배출원에 대한 정책 시행 효과 분석 방법론 마련 207

7.1. 기존 주요 대기환경 개선정책의 정책 이행실적 정량화 방법론 검토 207

7.2. 배출량 저감 정책의 효과를 CAPSS에 반영하기 위한 방법론 마련 211

7.3. 배출량 저감 정책 이행에 따른 대기오염물질 저감량 추정 220

III. 요약 및 결론 228

표목차

[Table 1-1] 영농부산물 노천 소각 사회적 문제 제기 21

[Table 1-2] 연구 추진 경위 23

[Table 2-1] 현행 CAPSS 생물성연소-영농부산물 소각 배출원 활동도 자료 25

[Table 2-2] 선행연구(2014)사용 영농부산물 소각 대기오염 배출량 산정 방법 26

[Table 2-3] 선행연구(2014)의 배출원 활동도 자료 조사 결과 27

[Table 2-4] 선행연구(2014) 농업잔재물 Fuel Loading 값 비교 27

[Table 2-5] 선행연구(2020) 영농부산물 소각 배출원 활동도 자료 28

[Table 2-6] EPA 「Agricultural Field Burning-whole field set on fire」의 분류체계 30

[Table 2-7] EPA 「Agricultural Field Burning-whole field set on fire」의 배출량 산정 방법 31

[Table 2-8] EEA 「Agriculture - Field burning of agricultural residues」의 배출량 산정 방법 32

[Table 2-9] IPCC 「Cropland Remaining Cropland」의 배출량 산정 방법 34

[Table 2-10] 지역별 주요 재배작물 현황 35

[Table 2-11] 시도별, 작물별 재배면적 및 재배 비율(2020년) 36

[Table 2-12] 실태조사를 위한 설문 목표 수량 37

[Table 2-13] 생산량에 따른 1차 현장 실태조사 지역 선정 결과 예시(경기지역) 38

[Table 2-14] 현장 실태조사 결과 40

[Table 2-15] 본 연구 실태조사 대상 작물 40

[Table 2-16] 실태조사 지역 및 조사 결과 수 41

[Table 2-17] 영농부산물 소각 여부 결과 42

[Table 2-18] 작물 종류별 응답 비율 43

[Table 2-19] 본 연구 결과와 CAPSS 및 선행연구 소각률(%) 비교 44

[Table 2-20] 영농부산물 발생량 산정 방법 45

[Table 2-21] 농촌진흥청의 작물별 권장 재식 간격 46

[Table 2-22] 작물별 현장 실측 재식 간격 47

[Table 2-23] 본 연구 적용 작물별 재식 간격 48

[Table 2-24] 설문조사에 따른 작물별 잔재물 발생량 및 Fuel Loading 결과 값 49

[Table 2-25] 영농부산물 소각량 산정(안) 51

[Table 2-26] 현행 CAPSS 대비 영농부산물 소각량 증감 비율 52

[Table 2-27] 배 작물 산정(안)별 PM-2.5 배출량 52

[Table 2-28] 사과 작물 산정(안)별 PM-2.5 배출량 53

[Table 2-29] 복숭아 작물 산정(안)별 PM-2.5 배출량 53

[Table 2-30] 포도 작물 산정(안)별 PM-2.5 배출량 54

[Table 2-31] 콩 작물 산정(안)별 PM-2.5 배출량 54

[Table 2-32] 옥수수 작물 산정안별 PM-2.5 배출량 55

[Table 2-33] 고추 작물 산정(안)별 PM-2.5 배출량 55

[Table 2-34] 참깨 작물 산정안별 PM-2.5 배출량 56

[Table 2-35] 들깨 작물 산정(안)별 PM-2.5 배출량 56

[Table 2-36] 땅콩 작물 산정(안)별 PM-2.5 배출량 57

[Table 2-37] 영농부산물 노천 소각 PM-2.5 배출량 57

[Table 2-38] 생활 쓰레기 노천 소각 배출량 산정(안) 58

[Table 2-39] 생활 쓰레기 노천 소각 실태조사 결과에 따른 PM-2.5 배출량 58

[Table 2-40] 지난 10년간 원인별 산불 발생 통계(2013~2022) 59

[Table 2-41] 보리 작물잔사 소각 비율 61

[Table 2-42] 고추 작물잔사 소각 비율 62

[Table 2-43] 참깨 작물잔사 소각 비율 63

[Table 2-44] 콩 작물잔사 소각 비율 64

[Table 2-45] 고구마 작물잔사 소각 비율 65

[Table 2-46] 감자 작물잔사 소각 비율 66

[Table 2-47] 불성실응답이 발생하는 주요 원인 및 원인별 대처방안 67

[Table 2-48] Underreporting 관련 국외 논문 68

[Table 2-49] 국외 노천 소각 설문조사 관련 국외 논문 69

[Table 2-50] 영농부산물(과수가지류)의 수집 및 보관 절차서(사례) 76

[Table 2-51] 영농부산물(고춧대 등 초본류)의 수집 및 보관 절차서(사례) 78

[Table 2-52] 생활폐기물의 수집 및 보관 절차서(사례) 81

[Table 2-53] 캠핑용 장작의 수집 및 보관 절차서(사례) 83

[Table 2-54] 영농부산물(고춧대 등 초본류)의 소각실험 운영절차서(사례) 100

[Table 2-55] 영농부산물(사과나무가지 등 과수가지류)의 소각실험 운영지침서(사례) 105

[Table 2-56] 생활폐기물의 소각실험 운영지침서 107

[Table 2-57] 캠핑용 장작의 소각실험 운영지침서 109

[Table 2-58] 영농부산물 수분 함유량 조사 결과 123

[Table 2-59] 영농부산물의 배출계수 124

[Table 2-60] 참깻대 수분 함유량에 따른 배출계수 실험결과 125

[Table 2-61] 영농부산물 소각 부문 오염물질별 배출계수 비교 127

[Table 2-62] 영농부산물 및 생활폐기물의 배출계수 실험을 위한 시료의 수집 130

[Table 2-63] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 함수율 조사 결과 139

[Table 2-64] 농촌지역 생활폐기물의 조성 140

[Table 2-65] 먼지(PM, PM-10, PM-2.5) 및 가스상 물질 측정 장비 152

[Table 2-66] 가스분석기(Testo, 350K)의 측정 제원 152

[Table 2-67] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 예비 소각실험 결과 156

[Table 2-68] 영농부산물(배나무)의 소각실험 운영 절차 162

[Table 2-69] 영농부산물(고춧대)의 소각실험 운영 절차 164

[Table 2-70] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 배출계수 소각실험 결과 166

[Table 2-71] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물) 먼지 농도 및 배출계수 결과 168

[Table 2-72] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물) 가스상물질 농도 및 배출계수 결과(1/2) 171

[Table 2-73] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물) 가스상물질 농도 및 배출계수 결과(2/2) 172

[Table 2-74] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 본 연구와 기존 결과의 먼지 배출계수(g/kg) 비교 176

[Table 2-75] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 본 연구와 기존 결과의 가스상 오염물질 배출계수(g/kg) 비교 177

[Table 2-76] 목재 연료의 함수율 조사 결과 181

[Table 2-77] 목재연료 배출원의 예비 소각실험 결과 186

[Table 2-78] 목재연료 중 캠핑용 장작의 소각실험 운영 절차 189

[Table 2-79] 목재연료의 배출계수 소각실험 결과 190

[Table 2-80] 캠핑용 장작, 화목난로(보일러), 펠렛난로(보일러) TSP, PM-10, PM-2.5 농도 및 배출계수 결과 191

[Table 2-81] 목재연료 가스상물질 농도 및 배출계수 결과 195

[Table 2-82] 화목난로의 소각 조건에 따른 먼지의 농도 및 배출계수 비교 199

[Table 2-83] 화목난로 소각 조건별 가스상오염물질 농도 및 배출계수 결과 200

[Table 2-84] 2020년 CAPSS 배출량 201

[Table 2-85] 본 연구 모의 산정 결과(기존 활동도 자료+본 연구 배출계수 적용) 202

[Table 2-86] 본 연구 모의 산정 결과(본 연구 활동도 자료+기존 배출계수 적용) 203

[Table 2-87] 본 연구 모의 산정 결과(본 연구 활동도 자료+본 연구 배출계수 적용) 204

[Table 2-88] 배출량 공간분배(PM2.5 기준) 205

[Table 2-89] 배출량 공간분배(PM2.5 기준) 205

[Table 2-90] 생활 쓰레기 노천 소각 CAPSS 배출량(2020년 기준) 206

[Table 2-91] 2020년 CAPSS 배출원 대분류별 오염물질 배출량 208

[Table 2-92] 최근 생물성연소 부문 오염물질 배출량 추이 209

[Table 2-93] 생물성연소 부문의 중분류별 오염물질 배출량(2020년) 210

[Table 2-94] 생물성연소 부문의 중분류 배출원별 특징 210

[Table 2-95] 생물성연소 부문의 중/소분류별 배출량 및 구성비(2020년) 215

[Table 2-96] 전국 주요 도시의 평균기온 등을 고려한 취사난방 부분 배출 비율 216

[Table 2-97] 산림청의 연도별 목재팰릿용 보일러 및 난로 보급현황 217

[Table 2-98] 생물성연소 부문중 영농부산물 분야의 소분류별 PM2.5 배출량 비교(2020년) 217

[Table 2-99] 본 연구 현지 조사를 통해 구한 영농부산물 분야 소분류 월별 활동도 218

[Table 2-100] 생물성연소 부문의 연도별 주요 배출량(톤/년) 변화추이(2015~2020) 221

[Table 2-101] 생물성연소 부문의 중분류 배출원별 적용율에 따른 PM-10 삭감효과 예 223

[Table 2-102] 계절관리제 기간 중 영농부산물 수거·처리 실적량(2022년 12월~2023년 3월) 224

[Table 2-103] 영농부산물 분야 대기오염물질 배출계수 224

[Table 2-104] 영농부산물 수거·처리 정책에 따른 영농부산물 노천 소각 부문 감축량 산정(전국) 225

[Table 2-105] 영농부산물 수거·처리 정책에 따른 시도별 영농부산물 노천 소각 부문 감축량 추산 결과 226

[Table 2-106] (계속) 영농부산물 수거·처리 정책에 따른 시도별 영농부산물 노천 소각 부문 감축량 추산 결과 226

[Table 2-107] (계속) 영농부산물 수거·처리 정책에 따른 시도별 영농부산물 노천 소각 부문 감축량 추산 결과 227

[Table 2-108] (계속) 영농부산물 수거·처리 정책에 따른 시도별 영농부산물 노천 소각 부문 감축량 추산 결과 227

그림목차

[Fig. 1-1] 생물성연소 부문 소분류별 대기오염물질(PM-2.5) 배출량 20

[Fig. 1-2] 연구의 범위 및 내용 22

[Fig. 1-3] 연구 수행 과정 24

[Fig. 2-1] 농촌지역 노천 소각 현황 파악을 위한 설문조사 양식 39

[Fig. 2-2] 영농부산물 노천 소각 실태조사 실시 지역분포 41

[Fig. 2-3] 영농부산물 소각 현황 실태조사 결과 42

[Fig. 2-4] 과수, 밭작물별 재식 간격 조사 47

[Fig. 2-5] 작물별 영농부산물 발생량 현장 조사 48

[Fig. 2-6] 농가에서의 노천 소각 흔적 50

[Fig. 2-7] 지난 10년간 원인별 산불 발생 통계(2013~2022) 60

[Fig. 2-8] 영농부산물 및 생활폐기물 배출계수 개발 절차도 71

[Fig. 2-9] 영농부산물의 시료별 수분 함유량(%) 조사 사례 74

[Fig. 2-10] 영농부산물별의 소각 형태 113

[Fig. 2-11] 영농부산물별(추가)의 소각 형태 114

[Fig. 2-12] 영농부산물별(들깻대) 지역별 실태조사 115

[Fig. 2-13] 영농부산물별(고춧대) 지역별 실태조사 116

[Fig. 2-14] 영농부산물별(복숭아가지)의 소각 형태 117

[Fig. 2-15] 영농부산물별(감나무)의 소각 형태 118

[Fig. 2-16] 영농부산물별(추가)의 소각 형태 118

[Fig. 2-17] 생활폐기물(강원도 춘천시 남면 소재)의 소각 형태 119

[Fig. 2-18] 생활폐기물(강원도 태백시 소재)의 소각 형태 120

[Fig. 2-19] 생활폐기물(경북 경주시 외동읍 소재)의 소각 형태 120

[Fig. 2-20] 생활폐기물(경북 청도군 매전면 소재)의 소각 형태 121

[Fig. 2-21] 생활폐기물의 소각 형태 122

[Fig. 2-22] 영농부산물의 시료별 수분 함유량(%) 사례 123

[Fig. 2-23] 영농부산물 소각 시 CO 배출계수 124

[Fig. 2-24] 영농부산물 소각 시 NO 배출계수 125

[Fig. 2-25] 수분함유량에 따른 농도 126

[Fig. 2-26] 수분함유량에 따른 배출계수 126

[Fig. 2-27] 수분량에 따른 PM 배출계수 126

[Fig. 2-28] 시간 경과에 따른 영농부산물의 시료별 수분 함유량(%) 변화 사례 128

[Fig. 2-29] 영농부산물 및 생활폐기물의 시료 보관 133

[Fig. 2-30] 영농부산물 및 생활폐기물의 시료 보관 134

[Fig. 2-31] 영농부산물 및 생활폐기물의 시료 보관 135

[Fig. 2-32] 영농부산물(초본류) 시료 보관 136

[Fig. 2-33] 생활폐기물의 시료 보관과 분취 137

[Fig. 2-34] 시료의 함수율 조사 과정 138

[Fig. 2-35] 농촌지역 생활폐기물의 조성 140

[Fig. 2-36] 생활폐기물의 혼합 및 조성분석 141

[Fig. 2-37] 영농부산물의 배출계수 실험영 소각챔버 구성도 143

[Fig. 2-38] 영농부산물의 배출계수 모형 소각챔버 구성도 143

[Fig. 2-39] 영농부산물의 배출계수 모형 소각챔버 구성도 144

[Fig. 2-40] 영농부산물의 배출계수 실험 챔버의 내부 144

[Fig. 2-41] 소각챔버 측정부의 각종 센서 및 프로브의 구성도 147

[Fig. 2-42] 소각챔버 측정부의 각종 센서 및 프로브의 설치 147

[Fig. 2-43] 영농부산물의 배출계수 실험용 측정 시트(예) 149

[Fig. 2-44] ISO 23210과 KS I ISO 23210 방법 151

[Fig. 2-45] PM-10, PM-2.5 측정 모식도 151

[Fig. 2-46] 배출계수 개발을 위한 동시 시료 채취 153

[Fig. 2-47] 방지장치 가동 여부에 따른 배출 상태 155

[Fig. 2-48] 방지장치 가도 여부에 따른 배출 상태 155

[Fig. 2-49] 영농부산물별의 소각챔버에서의 소각 준비와 소각 과정 157

[Fig. 2-50] 영농부산물별의 소각챔버에서의 소각 실험 과정 158

[Fig. 2-51] 영농부산물별(초본류 및 생활폐기물)의 소각챔버에서의 소각 형태 159

[Fig. 2-52] 영농부산물별(초본류 및 생활폐기물)의 소각챔버에서의 소각 형태 160

[Fig. 2-53] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 TSP, PM-10, PM-2.5 배출계수 비교 169

[Fig. 2-54] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 먼지 입경분포 비교 169

[Fig. 2-55] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 가스상오염물질의 배출농도 비교 173

[Fig. 2-56] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 가스상오염물질의 배출계수 비교 173

[Fig. 2-57] 노천 소각(사과나무)의 CO, NOx, VOCs의 시간 경과에 따른 농도 변화 174

[Fig. 2-58] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 본 연구와 기존 결과의 먼지 배출계수 비교 176

[Fig. 2-59] 노천 소각(영농부산물 및 생활폐기물)의 본 연구와 기존 결과의 가스상 오염물질 배출계수 비교 178

[Fig. 2-60] 시중에 판매 중인 캠핑용 장작 179

[Fig. 2-61] 화목난로 및 화목보일러 연소 실험에 사용한 장작 180

[Fig. 2-62] 목재연료 배출원의 배출계수 실험용 소각챔버 구성도 182

[Fig. 2-63] 영농부산물의 배출계수 실험 챔버의 내부 183

[Fig. 2-64] 목재연료 배출원의 배출계수 개발을 위한 동시 시료 채취 184

[Fig. 2-65] 송풍기의 가동 여부에 따른 배출 상태 185

[Fig. 2-66] 목재연료 배출원의 소각 준비와 소각 과정 187

[Fig. 2-67] 목재연료 배출원의 소각챔버에서의 소각 실험 과정 188

[Fig. 2-68] 캠핑용 장작, 화목난로(보일러), 펠렛난로(보일러) TSP, PM-10, PM-2.5 농도 비교 192

[Fig. 2-69] 캠핑용 장작, 화목난로(보일러), 펠렛난로(보일러) TSP, PM-10, PM-2.5 배출계수 비교 192

[Fig. 2-70] 캠핑용 장작, 화목난로(보일러), 펠렛난로(보일러)의 입경분포 비교 193

[Fig. 2-71] 목재연료의 가스상오염물질의 배출농도 비교 196

[Fig. 2-72] 목재연료의 가스상오염물질의 배출계수 비교 196

[Fig. 2-73] 목재연료(화목난로)의 가스상오염물질의 농도 변화 197

[Fig. 2-74] 미국 EPA 목재난방용기기의 미세먼지 저감 방안 198

[Fig. 2-75] 목재난로 및 보일러의 미세먼지 배출계수 비교(미국 EPA) 198

[Fig. 2-76] 소각 조건별 화목난로의 배출계수 비교 200

[Fig. 2-77] 생물성연소 부문 오염물질(PM10) 배출량 추이 209

[Fig. 2-78] 정책효과 평가 방법론의 기본 구도 제시 212

[Fig. 2-79] 영농부산물 분야 월별 활동도에 대한 기존 CAPSS와 금번 조사결과 비교 219

[Fig. 2-80] 영농부산물 활동도를 고려한 노천 소각 분야의 월별 소각 비율 219