디젤 자동차는 가솔린 자동차에 비하여 연료소비효율이 높고, 경제성이 좋으며 고출력을 낼 수 있어 이에 대한 수요가 증가하고 있지만, 디젤엔진에서 배출되는 매연과 가스로 인한 오염도 심각한 수준에 달하였다. 엔진의 전자화, 고압분사기술등 여러 자동차 관련기술의 발달로 배출오염물질의 저감에 큰 발전을 이루어 왔으나, 계속적으로 강화되어지는 배출규제에 맞추기 위해서는 입자상 물질 후처리 장치의 개발이 가장 현실적인 대안으로 제기되고 있다. (중략)
아황산가스(SO$_2$)는 일차 대기오염물질 중의 하나이며, 수용성인 무색의 자극성 가스로써 주 배출원은 황을 함유하고 있는 석탄과 석유가 연소되는 공정과 금속 제련공정, 기타 산업공정 등으로 볼 수 있다. 최근 선진국들은 배출 규제를 통하여 아황산가스 배출량을 감소시켜왔으나, 개발도상국의 아황산가스 배출은 매년 증가하여 전 세계적으로는 증가 추세에 있다 (Agrawal and Deepak, 2003).(중략)
여러 가지 대기오염물질들 중 자동차와 발전설비 등에서 주로 배출되는 질소산화물은 주요 대기오염물질로 규제되고 있으며 배출 기준도 점차 강화되고있다. 따라서 질소산화물을 효과적으로 저감하기 위한 공정들이 활발하게 연구되고 있는데, 이중 저온 플라즈마와 촉매를 동시에 이용하는 공정은 여러 가지 장점으로 인하여 최근 들어 많은 연구가 이루어지고 있다. (중략)
배기가스의 규제가 전 세계적으로 강화되고 있는 가운데, 경유사용 디젤기관은 가솔린기관 보다 열효율이 높고 온실가스인 $CO_2$ 배출량이 적은 장점이 있으나, PM(입자상 물질)과 NO$_{x}$가 다량 배출되는 단점이 있다. 이들의 저감책으로서, 엔진개량, 연료분사장치의 고압화와 전자제어화, 배기 후처리기술의 적용 등 디젤기관의 고효율성을 손상시키지 않으면서, 배기공해를 대폭 저감하려는 연구가 활발히 추진되고 있으며, 한편으로는 디젤기관의 대체연료에 대한 연구가 활발히 추진되고 있다.(중략)
최신의 엔진기술과 배기 후처리 기술만으로는 앞으로 더욱 엄격해질 일본의 신장기 규제치(2005년)를 만족시키기에 한계를 느끼기 시작함으로서 배출가스 저감에 보다 효과적인 대응책이라고 할 수 있는 연료설계가 주목을 받고 있다. 그 대표적인 예로서 천연가스, 석탄 및 바이오 물질을 이용해 제조가 가능한 GTL(Gas to Liquid), DME(Dimethyl Eter) 및 바이오 연료는 석유의 대체연료 뿐만 아니라 유황 및 방향족 성분이 매우 낮은 저공해 연료로도 일본 내에서 연구가 활발히 이루어지고 있다. (중략)
근래 여천과 울산 석유화학 단지에서의 유해가스 및 폐수에 의한 환경공해는 심각하여 이제 본격적으로 규제에 진입하였다. 국내외의 환경에 대한 관심이 고조되고 생산 환경 변화에 따라 기존 생산 공정에서도 광해물질 배출과 사용 에너지를 최소화하는 공정 개선이 시급하게 되었다. 특히 기존의 제천 공장이나 석유화학 공장 등에서 배출하였던 가연성 악취 공해 부생가스들은 재처리를 의무화하고 있어 이를 효율적으로 이용 또는 처리할 수 있는 공정 개선이 꼭 필요하다.(중략)
대기오염물질의 효율적 제어와 관리방안을 마련하기 위해서는 오염원에 대한 정성ㆍ정량분석이 선행되어야 하는데, 이는 오염인의 정성ㆍ정량분석이 일괄적인 오염원 규제가 아닌 개별 오염원 중심의 규제를 가능하게 하고 효율적이고 합리적인 환경정책 수립에 도움을 주기 때문이다. 대기는 자연적 오염원뿐만 아니라 인위적 오염원 등에서 배출된 가스상, 입자상 오염물질이 매우 복잡하게 혼합되어 있어 정확한 오염원의 추정이 어려운 실정이다. (중략)
국제해사기구(IMO, international maritime organization)는 2015년부터 배출규제해역(ECA, emission control area)을 운항하는 선박은 황 함유량이 0.1%(m/m) 이하로 강화된 기준을 만족하는 연료를 사용해야 하며, 2020년부터는 모든 선박에 대해 황 함유량이 0.5%(m/m) 이하인 연료를 사용하거나 동등 이상의 성능을 갖는 배출가스 후처리 장치의 설치를 의무화하였다. 이에 따라, 선박에서 배출되는 오염물질을 제어할 수 있는 다양한 기술이 개발되고 있으며, 후처리 관점에서 습식 스크러버(wet scrubber)는 선박의 디젤 엔진에서 배출되는 이산화황(sulfur dioxide)을 저감시키기 위한 가장 적합한 해결책으로 알려져 있다. 습식 스크러버는 해수를 사용하는 개방형 스크러버(open loop scrubber)와 화학세정수를 사용하는 폐쇄형 스크러버(closed loop scrubber)로 구분된다. 습식 스크러버는 오염물질의 효율적인 처리가 가능하지만 유지보수비가 비싸고, 폐수 발생으로 인한 2차 오염발생 및 부식에 매우 취약한 단점이 있다. 따라서 최근에는 스크러버 내부의 부식을 방지하기 위한 내부식성 재질에 관한 연구와 흡수제(absorbent)의 고도화 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 하이브리드형 스크러버(hybrid scrubber)는 개방형과 폐쇄형 스크러버의 장점을 결합한 기술로 황산화물의 배출을 규제하는 배출규제해역에서는 폐쇄형 스크러버를 가동하고, 선박이 공해상으로 진입할 경우 개방형 스크러버로 전환함에 따라 황산화물 배출 및 반응 후 세척수의 폐수배출 기준을 동시에 만족할 수 있다.
전 세계적으로 철도차량에 의한 대기오염물질은 도로 차량과 기타 산업부문과 비교할 때 비교적 낮은 비율을 차지하지만 점차 미세먼지나 질소산화물의 배출량이 증가하면서 주요 대기오염원으로 부각되고 있다. 최근 미국 등 선진국을 중심으로 배출가스 규제대상을 기존의 도로용 차량에서 비도로용 차량까지 확대적용하고 있으며, 우리나라에서도 이에 대한 대책마련을 서두르고 있다. (중략)
터널환기 계획시 소요환기량은 환기시설 용량을 결정하기 위한 중요한 인자이며, 소요환기량 산정을 위한 차종별 오염 물질 배출량(환기설계를 위한 기준배출량)은 현재 환경부에서 제시하는 '제작차 허용배출 기준'을 근거하여 산정하고 있다. 그러나, 2013년부터 환경부에서는 자동차에서 배출되는 오염물질을 산정하기 위한 규정으로 '자동차 총 오염물질 배출량 산정방법에 관한 규정'을 고시하고 이 규정에 '자동차 차종별 배출계수'를 제시하고 있다. 따라서 도로터널의 소요환기량 산정시 이를 적용하는 것에 대한 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 2015년 경유차량의 배출가스 조작사건 이후 자동차 배출가스 규제강화에 따라 터널의 소요환기량 산정에 미치는 영향을 검토하였으며, 최근 환경부에서 개정한 '제작차 허용배출량 기준'과 '자동차 차종별 배출계수'에 의한 소요환기량과 EURO 배출기준을 적용한 소요환기량을 비교 분석하였다. 또한 소요환기량 산정 근거에 따른 합리적인 환기시스템 용량결정을 위한 기초 설계자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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