2015년 12월 기후변화협약 당사국총회 본회의에서 195개 당사국은 파리기후변화협약을 채택하였다. 파리기후변화협약의 핵심은 2100년까지 지구의 평균 기온상승을 2℃이내보다 상당히 낮은 수준으로 유지하도록 한다는 내용이다. 이 협약은 1997년 채택 되었던 교토의정서가 만료되는 2020년 이후 교토의정서를 대체하는 것으로 교토의정서에서는 선진국만 온실가스 감축 의무가 있었지만 파리협약에서는 참여하는 195개 당사국 모두가 감축목표를 지켜야한다. 이에 따라 대한민국 정부는 2016년 6월 30일 열린 국무회의에서 2030년 국가 온실가스 감축 목표를 “배출전망치 (BAU: Business As Usual) 대비 37% 감축” 하는 것으로 최종 결정하였다. 2030 국가온실가스 감축 기본 로드맵에 따르면 부문별 목표 감축량이 가장 많은 부문은 에너지(전환) 부문으로 총 감축량의 29.5%를 차지하고 이어 산업 부문이 목표 감축량의 25.7%를 차지하여 총 목표 감축량의 50% 이상이 에너지 부문과 산업 부문에 할당 되어있다.

감축목표 달성여부를 판단하기 위해 온실가스배출량을 정확하게 산정해야하고 또한 이를 위해 신뢰도 높은 국가배출계수가 개발과 검증⋅평가가 필요하다.

현재 한국의 국가 온실가스 인벤토리 보고서는 IPCC 1996 가이드라인에 따라 국가온실가스 배출량을 산정하고 있으나 더 수준 높은 인벤토리 작성을 위해 개정된 IPCC 2006 가이드라인 적용이 필요하다.

IPCC 1996 가이드라인과 2006 가이드라인의 배출원 항목을 비교하여 기존 1996 가이드라인의 “기타” 항목에 속해있던 에틸렌, 카본블랙, EDC 등이 2006 가이드라인에서는 “석유화학제품 및 카본블랙 생산” 으로 분리된 것을 확인 할 수 있었다. 이는 석유화학 산업이 기초소재산업으로써 산업부문에서 중요도가 높아졌으며 주요한 온실가스 배출원으로 온실가스 배출에 높은 비중을 차지하게 되었기 때문인 것으로 사료된다. 또한 1996 가이드라인에서는 에틸렌 생산에 의한 CH₄ 배출량에 산정식과 배출계수만 제공하였기 때문에 현재까지 한국의 국가 온실가스 인벤토리에서는 CH₄ 배출량만을 보고해왔다. 하지만 IPCC 2006 가이드라인에서는 CO₂ 배출량 산정식과 배출계수 산정방법론을 제공하였기 때문에 2006 가이드라인을 적용한 인벤토리 보고서에서는 에틸렌생산에 의한 CO₂ 배출량을 산정하여야 한다.

이에 본 연구에서는 석유화학 산업의 에틸렌 생산에 대한 IPCC 1996, 2006 가이드라인을 비교, 분석하여 배출계수에 대해 고찰하고 국가 배출계수 검증 및 평가를 위한 방법론을 제시하고자 한다.

개발된 배출계수는 검증 신청하여 온실가스 정보센터로부터 검증 및 평가를 받게 된다. “국가 온실가스 배출⋅흡수계수 개발⋅검증 1차 계획 (2015∼2019)”에 의거하여 배출계수 점증 기준은 분야별 핵심고려사항에 대해 개발방법론, 대표성, 측정⋅분석의 정확성, 자료관리, QA/QC 수행, 불확도 등의 항목을 평가하며 배출계수 평가 원칙은 정확성, 적합성, 객관성, 상응성, 투명성 등을 기준으로 평가된다.

이를 기준으로 온실가스 정보센터에서 제시한 검증요소를 분석하여 산업부문의 에틸렌 생산에 의한 CO₂ 배출계수 검증 및 정량평가 방법론을 제안하였다 (Table 3). 평가 항목은 8개이며 각 항목 내 요소는 총 12개이다. 각 요소의 중요도에 따라 5점 혹은 10점의 배점을 주었다.

각 항목들은 필수검증과 품질평가로 구분하였으며 필수검증은 국가배출계수로 활용가능 여부를 확인하기 위한 필수 항목이고 품질평가는 국가배출계수로 활용 가능할 것이라고 판단된 배출계수의 품질점수를 평가하기 위한 항목이다.

필수검증의 경우 모든 평가항목들을 만족하여 각 항목에 배점된 만점을 받아야 품질평가 단계로 넘어가서 평가를 계속 진행 할 수 있다. 그렇기 때문에 필수검증 단계에서는 감점에 대한 적절한 보완과 온실가스 정보센터와의 지속적인 협의가 필요하다. 만약 필수검증 부분에서 최종적으로 한 가지라도 감점이 있을 경우 국가 배출계수로써 활용이 불가하다고 판단하고 품질평가를 더 이상 진행하지 않고 보류한다.

필수검증 항목을 살펴보면, 행정적 적합성 검증은 개발된 배출계수 검증신청서와 함께 필요한 서류들을 모두 제출하였는지 여부를 확인하며 10점 배점한다. 이때 필요한 서류로는 배출계수 검증평가 신청서와 함께 배출계수 개발을 위한 측정⋅분석 관련 자료, 배출계수 산정 수행 자료, 생산 공정 관련자료, 사업장배출계수활용의 경우 명세서 등이 있다.

배출계수 결정방법 검증은 투명성과 비교가능성 두 가지 요소로 이루어져 있다. 투명성 검증의 경우 IPCC 가이드라인에서 제시한 배출량 및 배출계수 산정방법론 (Tier 2의 물질수지법)을 설명하고, 에틸렌 배출계수 산정을 위해 수행한 방법론과 수행방법이 가이드라인에서 제시한 방법과 일치하는지, 설명된 수행내용을 통하여 제 3자에 의해서도 동일하게 산정 할 수 있는지의 여부를 확인한다. 비교가능성 검증은 개발한 배출계수가 IPCC 가이드라인에 제시된 배출계수, 선진국에서 개발된 배출계수 등과 비교 가능하며 차이를 설명할 수 있는지의 여부를 확인한다. 배출계수 검증항목의 두 가지 요소에 대해 각각 10점 배점한다.

분야별 배출특성 검증은 개발한 배출계수의 산정로직 완전성 설명여부를 확인하며 나프타 분해공정 생산시설 개요, 공정에 따른 배출특성과 배출가스 종류, 화학반응식 등의 자료가 필요하다.

시료채취 및 분석방법 검증은 시료채취 및 분석 방법이 KS 규격 및 국제 공인규격을 준수하였는지 여부를 확인한다. 공인 규격을 사용하지 않고 자체 분석법 사용 시에는 불확도의 기준 제시여부를 확인하며 10점을 배점한다.

자료의 대표성 검증은 최소요구수준과 시간적 대표성 (최소분석 주기)으로 구성되며, 전자의 경우 측정 장비와 분석자의 신뢰성 여부를 확인하고 사용된 데이터의 입력단위와 전환계수가 정확한지의 여부를 확인한다. 또한 배출계수 개발 가이드라인에서 요구하는 최소분석주기 준수 여부를 확인하는 시간적 대표성 검증하고 각각 5점 배점한다.

다음으로 품질평가 항목을 살펴보면, 자료의 품질관리 평가는 표본수의 정밀도, 신뢰도가 적절한지 확인하는 표본수의 적절성과 자료의 측정 및 분석 값의 데이터에 이상치를 제거하였는지 여부를 확인하는 자료처리의 적절성을 포함하고 각각 5점 배점한다. 이때, 표본수 적절성 검증에서의 신뢰수준은 90% 이내, 정밀도는 10% 이내를 기준으로 한다.

측정⋅분석의 정확성 평가는 분석에 대한 오차범위를 제시하고 이 오차가 허용오차 이내인지 여부를 확인하는 분석기기의 정확성평가와 측정⋅분석이 국가공인기관의 분석법을 준수하였는지 여부를 확인하는 공인성 평가를 포함하며 각각 5점 배점한다. 공인성 평가를 위하여 공인인증 받은 기관의 인증서 제출이 필요하다.

마지막으로 불확도 수준 평가는 불확도를 통계적인 방법으로 산정 하였는지, 불확도의 상/하한 값을 모두 산정 하였는지 여부를 확인하고 10점 배점한다.

본 연구에서는 IPCC 가이드라인을 분석하고 배출계수 산정 방법과 배출계수 산정 사례를 분석하여 석유화학 산업의 에틸렌 생산에 대한 CO₂ 배출계수 검증 및 정량평가 방법론을 제시하였다.

국내 에틸렌 생산에 업체의 경우 6개 업체 중 5개 업체가 목표관리제 시행 업체이기 때문에 명세서를 활용한 배출계수 개발이 가능 할 것으로 사료된다. 또한 명세서는 이미 제 3자의 검증을 마친 자료이기 때문에 필수검증 항목을 완벽하게 수행하여 통과한다면 품질평가 항목에서는 높은 점수를 받을 수 있을 것으로 판단된다.

향후 본 연구의 배출계수 정량평가 방법을 활용함으로써 보다 신뢰성이 향상된 대기오염물질 배출량을 산정 및 예측하여, 환경영향평가, 대기오염물질 배출원 관리 및 대기보전정책 수립 등에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.