환경의 날 특집 Ⅰ. 미세먼지 어떻게 할 것인가

“정부, PM10·PM2.5 문제 해결에 주력”
 (미세먼지) (초미세먼지)                             
2차 생성 먼지의 원인인 질소산화물·황산화물 등 전구물질 종합적 관리 부족
2020년까지 미 NASA와 미세먼지 공동조사·연구 통해 한국형 예보모델 개발

‘미세먼지’란 입자크기가 매우 작아 폐, 혈관, 뇌까지 침투하여 천식, 폐질환 등 각종 질병을 유발하고 조기사망률을 증가시키는 물질로, 2013년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)가 지정한 1군 발암물질이다. 황산염·질산염 등 대기오염물질이 공기 중에 반응하여 형성된 덩어리, 화석연료 소각과정에서 발생하는 탄소류와 검댕, 흙먼지 등에서 발생하는 광물 등의 성분으로 이루어져 있다.

우리나라에서는 통상적으로 10㎛ 이하의 물질은 미세먼지(PM10)로, 2.5㎛ 이하의 물질은 초미세먼지(PM2.5)로 분류된다. 지금까지 우리나라에서는 미세먼지를 PM10으로 통칭하여 이를 중심으로 자료를 수집해 왔지만, 건강상 유해성과 직접적으로 관련 있는 것은 PM2.5로 알려졌다. 그러나 국내에서는 PM2.5에 대한 자료를 수집한 지 오래되지 않은 까닭에 자료로서의 활용도가 떨어지는 실정이다.

지금까지 국내에서 수집된 PM10의 자료를 보면 2002년 이후 10년간 오염도는 점차 개선되는 추세를 보였으나, 2012년을 기점으로 현재까지 개선이 정체된 상황이다. 2012년 이후에 대기질이 정체된 이유로는 기상 여건 악화, 국외유입 증가, 경유차 증가 등의 원인이 꼽힌다. 아직까지 명확하게 밝혀진 바는 없으나, 정부에서는 대외적인 영향은 큰 변동이 없다고 판단하고 있으며 국내의 여러 요인을 원인으로 짐작하고 있다.

국내 1차 발생원 비율 전체 10% 수준

국내 미세먼지의 발생원인 중 중국의 영향도는 대개 30∼50%이며, 고농도 발생 시에는 60∼80% 수준으로 파악된다. 그 외에도 경유차, 사업장, 건설·농업기계, 발전소 등이 국내의 주요 배출원으로 꼽힌다. 미세먼지 발생원인 중 국내 영향은 50% 정도로, 이 중 발생원에서부터 고체 상태의 미세먼지로 발생하는 1차 발생은 10% 수준이다.

비산먼지나 생물성 연소 등의 발생원은 통계를 내기 어려운 형편으로, 정부는 전체 미세먼지 발생원 중 실제로 통제가 가능한 발생원인 10%만을 통계로 산출하고 있어 이러한 정보만으로 대기정책을 펼치는 데는 한계가 있다. 또한 발생원에서 가스상태로 배출된 물질이 공기 중의 다른 물질과 화학반응을 일으켜 미세먼지가 되는 2차 발생의 경우도 고려해야 한다.

PM2.5의 성분분석을 통해 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 암모니아(NH3) 등의 성분을 근거로 추정한 결과 우리나라에서 발생하는 초미세먼지(PM2.5)의 약 33%는 2차 발생으로 생성되는 것으로 분석됐다. 이는 곧 국내적인 영향만을 고려했을 때 초미세먼지의 3분의 1이 2차 발생원에서 기인하는 것으로 볼 수 있다.

수도권의 PM2.5 배출량 중 가장 높은 비율을 차지하는 것은 비산먼지(30%)이며, 경유차(24%), 건설기계·선박 등(21%), 생물성 연소(14%) 등도 주요 배출원으로 꼽힌다. 수도권에서 경유차의 미세먼지 영향도는 높은 편이나, 전국 단위로 볼 경우 사업장 및 발전소 비율이 크게 증가하면서 경유차의 비중은 줄어들게 된다.

만약 서울시에서 경유차 운행을 제한할 경우 오염물질의 약 28%를 삭감 가능하다고 산출할 수 있지만 서울시의 대기 중 오염물질이 감소하는 비율을 파악하는 데는 어려움이 있다. 따라서 각 발생원별로 저감 효과가 있을 것으로 판단되는 방법은 다양하게 시도해볼 필요가 있다.

아울러 여름철 초미세먼지를 분석해보면 황산염의 비율이 매우 큰 것을 확인할 수 있다. 현재까지는 아황산가스(SO2)가 가장 많이 배출되는 발생원을 발전소로 보고 있으나 이 외에도 놓치고 있는 발생원이 존재하는지 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

한편, 중국은 2013년 최악의 스모그가 발생한 이후 시행 중인 강력한 대기질 개선대책에도 황사 및 고농도 미세먼지 발생이 지속될 것으로 전망된다. 지난 1월 중국 「대기오염방지법」이 강화되고 3월에는 ‘13.5규획’에서 친환경 개혁을 공포함에 따라 향후 대기오염물질 발생이 감소추세로 전환될 것으로 보이나, 계속되는 고성장으로 2030∼2050년까지는 대기오염이 지속될 전망이어서 대책이 필요하다. 이에 국내대책을 강구하는 동시에 중국 등 대외적인 변수도 국제협력을 통해 해결해야 한다.

지금까지 정부가 미세먼지 저감을 위해 추진해 온 정책은 △국내 배출원 관리 강화 △미세먼지 저감을 위한 주변국 협력 △미세먼지 예·경보제 등이 있다. 환경부는 지난 2015년부터 국내 미세먼지 주요 배출원 관리 강화를 위한 ‘제2차 수도권 대기관리기본계획’을 추진, 2014년 기준 46㎍/㎥였던 PM10 저감목표를 2024년 30㎍/㎥으로 강화하고, PM2.5에 대해서는 2024년 20㎍/㎥까지 줄이고자 노력하고 있다.

이에 △대기오염물질 배출총량제 강화 △총량사업장 외 배출시설의 배출허용기준 단계적 강화 △친환경차 보급 확대 △차량 배출가스기준 강화 등의 주요 대책을 시행하고 있다. 그러나 2차 생산 먼지의 원인인 질소산화물, 황산화물 등의 전구물질(前驅物質)에 대한 종합적 관리가 부족하고, 경유차의 급증으로 인한 실험실 인증기준 및 도로 실제배출 간 격차에 따른 증가분이 고려되지 않아 보완이 필요하다.

중국과는 2014년 7월에 열린 한·중 정상회담에서 개정한 ‘환경협력 양해각서’를 계기로 상시 협력채널을 구축하고 실질적인 대기질 개선사업에 착수하고 있다. 현재까지 3개의 협력사업 및 1개의 실증사업을 추진하고 있으나, 미세먼지 저감 실증사업 및 협력사업의 성과도출까지는 상당한 기간이 소요될 것으로 전망된다.

환경부는 또한 지난해 1월 미세먼지 예·경보제를 전국적으로 시행하고 대국민 홍보를 강화했다. 예보정확도는 미세먼지의 경우 2013년 74%에서 2015년 87.6%로 13.6%p 늘었고, 초미세먼지의 경우 2014년 82%에서 2015년 86.6%로 4.6%p 증가했다. 2014년 4월 환경부·기상청 합동으로 ‘대기질 통합예보센터’를 설치하고 예보정확도를 대폭 제고했으나, 고농도 미세먼지에 대한 예보정확도가 62%로 국민 기대에 미흡하다는 한계가 있어 향후 예보정확도를 높이기 위해 노력할 방침이다.

환경부는 향후 미세먼지 문제 해결을 위한 중장기 과제로 △친환경 전원믹스 확대 △자동차로부터 발생하는 오염 저감 △미세먼지 다량배출 사업장의 저감대책 선진화 △도로변 등 생활 주변의 미세먼지 저감 △미세먼지 저감 국제협력 강화 △미세먼지 예·경보 및 국민홍보 등의 노력을 기울일 계획이다.

국내 석탄발전 용량은 지난해 2만6천274㎿에서 올해 말 3만4천998㎿로 33.2% 증가할 것으로 예상되며, 2022년 말에는 4만4천18㎿로 34.3%가 추가로 늘어날 전망이다. 특히 석탄화력발전소의 대부분은 충남지역에 집중되어 있어 이 지역에서만 올해 말까지 5천㎿ 이상의 증설이 예상된다.

석탄화력발전소가 수도권 미세먼지 발생에 미치는 기여도는 약 17% 정도로, 통제가 불가능한 것은 아니다. 화력발전소를 다른 에너지 발전소로 전환하거나 저감설비를 설치하는 방안을 고려할 수 있다.

2015년 기준 한국전력의 재생에너지 비중은 석탄 35.9%, 원자력 29.6%, LNG 22.4%, 수력 7.3%, 유류 4.5%, 신재생 0.4% 순으로 조사된 가운데 환경비용 등을 저감하기 위한 재생에너지의 사용 확대가 요구된다. 특히 미세먼지뿐만 아니라 온실가스 문제까지 해결할 수 있는 신재생에너지의 보급이 필요하다. 이와 함께 환경부는 기존 화력발전소에서 배출되는 오염물질을 감축할 계획이다.

자동차 분야에서는 지난 2013년 경유차가 휘발유차의 신규등록 비중을 넘어서며 상대적으로 오염물질 배출이 많은 경유차가 지속 증가하는 추세다. 지난 4월 기준 경유차는 총 등록차량의 41.5%를 차지하는 것으로 조사됐으며, 경유 승용차 중 수입차 비중도 2005년 0.4%, 2010년 10%에서 2015년 28%로 급속히 증가하고 있다.

이에 환경부는 자동차로부터 발생하는 오염을 저감하기 위해 전기차, 하이브리드차, 수소차 등 친환경차의 보급 및 충전시설을 확충하고, 천연가스버스 보급의 확산 및 수소버스 조기도입을 추진할 계획이다. 지금까지는 배기가스 후처리장치(DPF)사업을 주로 해왔으나 한계가 있다고 판단해 앞으로는 가급적 PM, NOx 동시저감장치를 부착하거나 조기폐차를 대폭 확대하는 방안을 고려하고 있다.

아울러 지난 1월 대형차에 실시한 실도로 배출가스 인증제도를 내년 9월부터는 중·소형차에도 도입해 시행할 계획이며, 노후차 저공해화사업을 지속할 예정이다. 실도로 배출가스 인증제도는 내년 9월 이후에 인증되는 차량을 대상으로 하고 있으므로 현장에서 실제로 집행되는 시기는 2019년경이 될 것으로 전망된다.

사업장에 대해서는 수도권 대형사업장(1∼3종) 총량을 강화하고 자발적 협약 체결을 통해 다량배출 사업장의 배출량을 감축한다. 배출시설 및 보일러 배출시설 관리를 통해 저감대책을 선진화할 방침이다.

현재까지는 발전소 등 다량배출 사업장의 배출농도만 단속했으나 그 실효성에 대해 의문이 제기된다. 수도권의 경우 이들 사업장에 대해 총량을 관리하여 배출 총량이 점차 감소하고 있음을 감안해 수도권 외 지역의 다량배출 사업장에 대해서도 총량관리가 필요할 것으로 판단된다.

아울러 생활 주변에서 발생하는 미세먼지를 저감하기 위해 도로재 비산먼지 제거장치의 보급을 확대하고 건설공사장, 직화구이 음식점(300㎡ 이상), 노천소각 등 주요 미세먼지 발생원에 대한 전국 실태조사를 통해 관리방안을 마련할 계획이다.

현재 정부가 미세먼지 배출원 파악에서 간과하고 있는 부분은 생물성 연소로, 숯가마, 직화구이 음식점을 포함한 생활 속의 배출원에 대해 조사된 바가 거의 없다. 따라서 환경부는 향후 생물성 연소의 배출량을 정밀하게 조사할 수 있는 방안을 연구하여 구체적인 통계치를 산출할 수 있도록 노력할 방침이다.

지금까지 구축해온 미세먼지 저감을 위한 국제협력도 강화한다. 현재 베이징 등 중국 35개 도시와 서울 등 국내 수도권 3개 도시의 미세먼지 자료를 공유하는 것에서 2017년 이후부터는 중국 74개 도시, 국내 전국 17개 시·도로 자료공유 대상 도시를 확대할 계획이다.

또 중국시장 진출을 교두보로 ‘한·중 공동 미세먼지 저감 실증사업’을 추진한다. 중국 정부는 석탄화력발전소 저공해화를 위해 2018년까지 정부 지원금을 지원할 예정으로 우리 정부는 향후 사업대상지역, 협력 분야, 사업기간을 확대해 지속적으로 수주를 창출할 계획이다.

기존에 시행하고 있는 미세먼지 예·경보에 대해서는 정확도를 기존 87%에서 향후 89%로 제고하고, 고농도 미세먼지의 예보정확도는 기존 62%에서 64%까지 끌어올리고자 노력한다. 아울러 NASA와 함께 한·미 미세먼지 공동조사를 실시하고 내년부터 2020년까지 100억 원의 예산을 투입해 한국형 예보모델을 개발할 계획이다.

[『워터저널』 2016년 6월호에 게재]