- 공공하수처리시설 온실가스 배출권거래제 -

메탄배출량 산정기준 및 문제점

□ 관련규정

◯ 온실가스 배출권의 할당 및 거래에 관한 법률 제24조, 제25조

◯ 온실가스 배출권거래제의 배출량보고 및 인증에 관한 지침, [별표6]

◯ 환경부 명세서 작성 가이드라인(2005), 제3장

◯ 국가 온실가스 인벤토리 작성을 위한 2006 IPCC 가이드라인 제5권 6장

□ 메탄배출량 산정방법(환경부 지침)

◯ 메탄배출량 산정식

[eqn: CH _{4} 배출량=(BOD _{i`n} TIMES Q _{i`n} -BOD _{out} TIMES Q _{out} -BOD _{sl} TIMES Q _{sl} ) TIMES 10 ^{-6} ` TIMES EF-R]

※ [eqn: CH _{4} 배출량=하수처리공정중`제거된BOD량 TIMES 10 ^{-6} ` TIMES 메탄배출계수-메탄회수량]

◯ 메탄배출계수

CH4 배출계수 (kgCH4 / kgBOD)
혐기적 처리공정이 없을 경우 (‘02 환경부 기준)	혐기적 처리공정이 있을 경우 (IPCC 가이드라인)
0.01532	0.48

□ 산정방법의 문제점

◯ 혐기적 공정인 소화조를 운영하는 경우 하수처리공정 전체에 혐기적 배출계수(0.48)를 적용하게 되어있어 메탄배출량 31.33배 과다산정

- 소화조에서 발생되는 메탄은 전량회수(배출량에서 제외)하고 있어 메탄배출량으로 산정되는 양은 매우 적은 양에 해당함.

- 생물반응조에서 발생되는 메탄은 전량 메탄배출량으로 산정되고 있으며, 호기적 처리공정(배출계수 0.01532)임에도 혐기적 처리공정의 배출계수(0.48)를 적용하여 산정함으로서 31.33배(0.48/0.01532) 과다 산정됨.

◯ 방류수 수질이 개선될수록 메탄배출량이 증가하게 되어 실질적인 온실가스 감축 불가능

- 서울시의 경우 온실가스 배출량의 85%가 메탄배출량에 해당하며, 생물반응조의 BOD제거효율이 높아져 방류수 수질이 개선되면 BOD제거량 증가하여 메탄배출량이 증가하게 됨.(메탄배출량 = BOD제거량 × 배출계수)

□ 서울시 배출권 거래제 추진사항

◯ 배출권거래제 추진

<제1차 계획기간(‘15~’17년, 3년간)>

(단위 : tCO2, 천원)

시 설 명	온실가스 평균배출량(a)	할당량(b)	온실가스 실배출량(c)	초과배출량 (d=c-b)	소요예산 (e=d×22천원)
합 계	1,537,722	1,422,819	1,550,340	127,521	2,805,462
중랑물재생센터	535,086	489,817	552,395	62,578	1,376,716
난지물재생센터	258,750	242,441	255,504	13,063	287,386
탄천물재생센터	221,649	192,494	221,407	28,913	636,086
서남물재생센터	522,237	498,067	521,034	22,967	505,274

※ 배출권 거래가격 : ‘18.2월 기준 22,000원/tCO2

<제2차 계획기간 1차 년도(2018년)>

(단위 : tCO2, 천원)

시 설 명	온실가스 평균배출량(a)	할당량(b)	온실가스 감축전망(c)	초과배출량 (d=a-b-c)	소요예산 (e=d×22천원)
합 계	2,030,627	1,729,688	3,147	297,792	6,551,424
중랑물재생센터	676,886	576,571	923	99,392	2,186,624
난지물재생센터	357,443	304,470	632	52,341	1,151,502
탄천물재생센터	315,691	268,905	228	46,558	1,024,276
서남물재생센터	680,607	579,742	1,364	99,501	2,189,022

◯ 환경부 제도개선 건의 등

- 환경부 제도개선 건의(‘18.5.25, ’18.7.10) : 회신없음.

• 메탄배출량 산정기준 개선 및 2차 계획기간 온실가스배출량 재산정 건의

- 환경부 방문건의(‘18.6.11)

• 메탄배출량 산정기준 개선 및 온실가스 과다산정에 따른 불이익 해소방안 요청

➜ 메탄배출량 산정기준 개선시에도 2차 계획기간 온실가스 배출량 및 할당량을 소급적용 할 수 없어 개선의 필요성 없음.

• 사업장 고유 배출계수 개발시 인정여부 및 국가배출계수 개발건의 등

➜ ‘18년부터 현실에 맞는 국가배출계수 개발하여 ’21년부터 적용할 예정에 있으며, 사업장 고유배출계수는 개발방법에 대한 세부기준이 없어 승인불가

□ 향후 계획

◯ ‘18. 8~ 9월 : 대상기관별 온실가스 배출권거래제 현황파악 및 대응방안 논의

[참고자료]

□ 메탄배출계수 관련규정

구 분		배출계수 적용기준
환경부 기준	지 침	- 혐기적 처리공정이 없을 경우 : 0.01532 - 혐기적 처리공정이 있을 경우 : 0.48
	명세서작성 가이드라인	하수처리 메탄배출계수 : 0.01532 하수처리 온실가스 배출량 산정 시 혐기적 처리공정의 CH4배출계수(0.48kgCH4/kgBOD)적용은 슬러지 감량과 바이오가스 발생을 목적으로 한 혐기성처리공정(반응조)에만 사용
IPCC 가이드라인		- 중앙집중화된 호기성 처리시설 : 0 - 슬러지에 대한 혐기성 소화조 : 0.48

□ 메탄배출계수별 메탄농도

[혐기성 소화조의 반응식, 하수도시설기준 참고]

∙[eqn: C _{10} H _{19} O _{3} N=5.78CH _{4} +2.47CO _{2} +0.19C _{5} H _{7} O _{2} N+0.81NH _{4}^{{}_{+}} +0.81HCO _{3}^{-}]

➜ 소화조에서 약210g의 하수슬러지(유기물)가 분해되면 5.78몰(92.48g)의 메탄과 2.47몰(108.68g)의 이산화탄소 생성됨.[BOD(1g) : CH4(0.44g) : CO2(0.52g)]

∙[eqn: 소화가스중`CH _{4} 농도`=` {5.78} over {5.78+`2.47} TIMES 100=70.06%]

∙[eqn: CH _{4} 농도```70%는```배출계수```0.44kgCH _{4} /kgBOD에```해당)]

[메탄배출계수, 온실가스 배출권거래제의 배출량보고 및 인증에 관한 지침]

∙혐기적 처리공정이 있을 경우 배출계수 : [eqn: `0.48kgCH _{4} /kgBOD`]

(유기물 분해로 배출되는 가스 중 CH4농도 73% 수준, 혐기성 소화조의 반응식 참고)

∙혐기적 처리공정이 없을 경우 배출계수 : [eqn: `0.01532kgCH _{4} /kgBOD]

(유기물 분해로 배출되는 가스 중 CH4농도 4% 수준, 혐기성 소화조의 반응식 참고)

관  련  규  정

□ 온실가스 배출권의 할당 및 거래에 관한 법률

○ 제3조(기본원칙) 정부는 배출권의 할당 및 거래에 관한 제도(이하 "배출권거래제"라 한다)를 수립하거나 시행할 때에는 다음 각 호의 기본원칙에 따라야 한다.

1.「기후변화에 관한 국제연합 기본협약」 및 관련 의정서에 따른 원칙을 준수하고, 기후변화 관련 국제협상을 고려할 것

2. 배출권거래제가 경제 부문의 국제경쟁력에 미치는 영향을 고려할 것

3. 국가온실가스감축목표를 효과적으로 달성할 수 있도록 시장기능을 최대한 활용할 것

4. 배출권의 거래가 일반적인 시장 거래 원칙에 따라 공정하고 투명하게 이루어지도록 할 것

5. 국제 탄소시장과의 연계를 고려하여 국제적 기준에 적합하게 정책을 운영할 것

○ 제24조(배출량의 보고 및 검증)

① 할당대상업체는 매 이행연도 종료일부터 3개월 이내에 대통령령으로 정하는 바에 따라 해당 이행연도에 그 업체가 실제 배출한 온실가스 배출량을 측정·보고·검증이 가능한 방식으로 작성한 명세서를 주무관청에 보고하여야 한다.

○ 제25조(배출량의 인증 등)

① 주무관청은 제24조에 따른 보고를 받으면 그 내용에 대한 적합성을 평가하여 할당대상업체의 실제 온실가스 배출량을 인증한다.

□ 온실가스 배출권거래제의 배출량보고 및 인증에 관한 지침

제7조(배출량 등의 산정원칙)

① 할당대상업체는 이 지침에서 정하는 방법 및 절차에 따라 온실가스 배출량 등을 산정하여야 하며, 산정·보고체계는 별표 1과 같다.

② 할당대상업체는 이 지침에 제시된 범위 내에서 모든 배출활동과 배출시설에서 온실가스 배출량 등을 산정하여야 한다. 온실가스 배출량 등의 산정에서 제외되는 배출활동과 배출시설이 있는 경우에는 그 제외사유를 명확하게 제시하여야 한다.

③ 할당대상업체는 시간의 경과에 따른 온실가스 배출량 등의 변화를 비교·분석할 수 있도록 일관된 자료와 산정방법론 등을 사용하여야 한다. 또한, 온실가스 배출량 등의 산정과 관련된 요소의 변화가 있는 경우에는 이를 명확히 기록·유지하여야 한다.

④ 할당대상업체는 배출량 등을 과대 또는 과소산정하는 등의 오류가 발생하지 않도록 최대한 정확하게 온실가스 배출량 등을 산정하여야 한다.

⑤ 할당대상업체는 온실가스 배출량 등의 산정에 활용된 방법론, 관련 자료와 출처 및 적용된 가정 등을 명확하게 제시할 수 있어야 한다.

제11조(배출량 등의 산정방법 및 적용기준)

① 할당대상업체는 배출시설의 규모 및 세부 배출활동의 종류에 따라 별표 5의 최소산정등급(Tier)을 준수하여 배출량을 산정하여야 한다. 이 경우 세부적인 온실가스 배출량 등의 산정방법 및 매개변수별 관리기준은 별표 6에 따른다.

[별표6] 배출활동별 온실가스 배출량 등의 세부산정방법 및 기준(제11조 관련)

34. 하•폐수처리

4. 배출량 산정 방법론

하수 처리 (폐수 유입 시 하수처리에 포함한다.)

① Tier 1

[eqn: CH _{4} Emissions=(BOD _{i`n} TIMES Q _{i`n} -BOD _{out} TIMES Q _{out} -BOD _{sl} TIMES Q _{sl} )# `````````````````````````````````````````````````````````````` TIMES 10 ^{-6} ` TIMES EF-R]

다만.

㉠ [eqn: {R} over {(COD _{i`n} TIMES Q _{i`n} -`COD _{out} TIMES Q _{out} -COD _{sl} TIMES Q _{sl} ) TIMES EF _{i} TIMES `10 ^{-6}} LEQ 0.75] 인 경우에는

Tier 1 산정방법에 따라 발생량 및 배출량을 산정한다.

㉡ [eqn: {R} over {(COD _{i`n} TIMES Q _{i`n} -`COD _{out} TIMES Q _{out} -COD _{sl} TIMES Q _{sl} ) TIMES EF _{i} TIMES `10 ^{-6}} >0.75]  인 경우에는

배출량은 다음과 같이 적용한다.

CH4 발생량 = R × (1/0.75)

R(메탄 회수량, tCH4) = 연간 바이오가스 회수량(m3 Bio-gas) × 바이오가스의 연평균 메탄농도(%, V/V) × γ(0oC, 1기압에서의 CH4의 m3과 t의 환산계수, 0.7156 ×10-3)

이 경우, CH4Emissions = CH4발생량 – R(회수량)

5. 매개변수별 관리기준

하수 처리

① 활동자료

Tier 1

측정불확도 ±7.5% 이내의 유입수‧방류수의 유량을 사용한다. 또한, 슬러지 반출량의 자료가 있을 경우에는 산정방법에 반드시 포함시켜야 한다.

② 배출계수

Tier 1

IPCC 가이드라인 등 기본 배출계수를 사용한다.

CH4 배출계수 (kgCH4/kgBOD)
혐기적 처리공정이 없을 경우 (‘02 환경부)	혐기적 처리공정이 있을 경우 (IPCC가이드라인)
0.01532	0.48

□ 명세서 작성 가이드라인(2005)

제1장 총칙

1.2. 적용법률

1.2.2. 할당대상업체 적용법률

○「온실가스 배출권의 할당 및 거래에 관한 법률」제24조제1항

- 할당대상업체는 주무관청에 매 이행연도 종료일로부터 3개월 이내 명세서 보고

○「온실가스 배출권의 할당 및 거래에 관한 법률 시행령」제31조제1항 및 제2항, 제32조제2항

- 명세서에는 시행령 제24조제1항의 내용이 모두 포함되어 있어야 하며, 명세서 검증 시 시행령 제32조제2항의 각 호에 해당하는 통보사항들을 수정하여 검증보고서와 함께 주무관청에 제출

제2장 명세서 작성 및 제출절차

2.1. 명세서 작성

2.1.1. 명서세 작성원칙

○ 명세서의 작성은 지침 제2편 제83조(배출량 등의 산정 원칙) 및 별표 29. 모니터링 계획 작성 방법(제99조 관련)에 따라 다음과 같은 원칙 적용

- 적절성 : 지침에서 정하는 방법 및 절차에 따라 온실가스 배출량 등을 산정

- 완전성 : 정해진 범위 내에서 모든 배출활동과 배출시설에서 온실가스 배출량 등을 산정하고 제외되는 배출활동과 배출시설에 대해 사유를 명확하게 제시

- 일관성 : 시간경과에 따른 배출량 변화를 비교·분석할 수 있는 일관된 자료와 산정방법론 등을 사용해야 하며, 산정과 관련된 요소의 변화에 대해 명확히 기록·유지

- 정확성 : 배출량 등을 과대 또는 과소 산정하는 등의 오류가 발생하지 않도록 지침에서 정하는 방법 및 절차에 따라 정확하게 산정

- 투명성 : 온실가스 배출량 등의 산정에 활용된 방법론, 관련 자료와 출처 및 적용된 가정 등을 명확하게 제시

제3장 명세서 작성 및 제출절차

3.5. 배출활동별 배출량 현황(세부)

3.5.9. 배출활동별 배출량 현황(폐기물분야-하․폐수 처리)

[작성방법]

제5장 명세서 작성 예시

5.1. 주요 업종 예시

5.1.4. 폐기물

□ 국가 온실가스 인벤토리 작성을 위한 2006 IPCC 가이드라인

5권 폐기물

6장  폐수처리 및 배출

6.2 폐수로부터의 메탄 배출

6.2.2 가정 폐수

□ 환경부 제정 하수도 시설기준(2011)

제4장 수처리시설

4.2 생물처리의 기본원리

4.2.1 활성슬러지법의 기본원리

제5장 슬러지처리시설

5.4 혐기성 소화

5.4.1 혐기성 소화의 원리