미세먼지 저감기술, 그리고 우리가 나아가야할 방향

미세먼지 저감기술, 그리고 우리가 나아가야할 방향

16기 문정호

 

미세먼지는 세계 보건 기구(WHO)에서 지정한 1군 발암물질로 그 심각성은 점점 커지고 있다.

그래서 요즘은 외출 전 어플리케이션을 통해 미세먼지 농도를 확인하거나, 일회용 마스크를 다량으로 구입해 집안에 구비하는 것은 자연스러운 일이다.

미세먼지는 대부분 연료 연소에 의해 발생되며, 자동차나 보일러, 발전 시설 등의 배출물질이 주요 발생원에 해당한다. 그리고 국내뿐만 아니라 국외에서 유입된 오염물질도 우리나라 대기에 영향을 미친다. 연구 결과에 의하면 대기오염물질 중 30~50% 내외가 국외에서 유입된 것이라 한다.

[우리나라 미세먼지 원인]

출처 : 환경부

이처럼 미세먼지를 발생시키는 원인은 국내외적으로 다양하다.

현재 국내에서는 미세먼지 저감을 위해 여러 기술을 개발·사용하고 있으며, 그중 화력발전소에서 사용되는 미세먼지 저감기술에 대해 알아보고 우리나라에서 시행되는 정책과 외국의 미세먼지 문제 해결 사례를 알아보고자 한다.

한국서부발전은 석탄을 이용한 화력발전소이기에, 발전과정 중 미세먼지는 어쩔 수 없이 발생하게 되고, 국내 총 발전설비 용량의 약 9.5%에 해당하는 발전설비를 보유·운영하고 있기에 그 영향력 또한 크다.

다양한 미세먼지 저감기술 중 한국서부발전의 기술력을 소개하는 이유는 기술력과 성능이 검증됐기 때문이다. 그 중 대표적인 사례로 사이클론 탈황기술을 예로 들 수 있다.

사이클론 탈황기술은 혼합과 확산, 원심력 등의 원리를 종합적으로 이용해 오염물질을 제거하는 것이다. 탈황 설비 내부에 난류기, 3단 스프레이 노즐, 사이클론 집진기가 설치돼 황산화물과 먼지 등 환경오염물질을 효과적으로 저감할 수 있다.

[싸이클론 탈황기술을 적용한 탈황설비 내부모습]

 

출처 : 충청남도 지역신문뉴스

하부에 설치된 난류기는 유입되는 배기가스를 회전시켜 슬러리와 접촉면적을 증대, 탈황 제거효율을 90%에서 98%로 향상시킨다. 사이클론 집진기는 원심력에 의해 먼지와 습분을 바깥쪽으로 흐르게 해 2차 먼지 제거효율도 60%에서 83% 향상시킨다.

2018년에는 국내 석탄에너지 중 배출 원단위를 최대 개선(2015년 1.088g/kwh, 2018년 0.375g/kwh, 약 65.5% 개선)했다. 이는 동일 발전량으로 환산 시 미세먼지가 약 66%가 감소한 것으로 평가된다.

이러한 기술 외에도 여러 기업에서는 미세먼지 저감을 위한 저감장치, 공기청정기, 공기 정화설비 등과 관련된 많은 연구가 진행되고 있다.

그리고 최근 환경부에서는 PM2.5 초미세먼지가 일정 수준 이상 발생할 때 ｢미세먼지 저감 및 관리에 관한 특별법｣ 제18조(고농도 미세먼지 비상저감조치) 등에 따라 단기적으로 이를 줄이기 위한 비상저감조치를 취하고 있다.

해당 법령에는 비상저감조치 발령 기준 및 해제 조건, 적용 대상, 기관별 역할 및 조치사항, 시행 방법 등을 정하고 있다. 또한 비상저감조치 발령 시 차량 운행 제한 및 민간 대기오염물질 배출시설 운영 조절 등의 조치를 취하고 있다.

우리나라는 최근 들어 미세먼지 문제가 급증함에 따라 관련 기술의 개발이나 정책들이 막 생겨나고 있어 미흡한 점이 많다. 하지만 미국은 1963년 청정대기법을 제정함으로써 오염원에 대한 관리를 다른 나라보다 가장 먼저 체계적으로 진행한 국가이다.

1970년 미국은 대기 오염 규제를 발의하고 시행하는 환경 보호국(EPA)을 설립했다. 의회는 환경 오염 물질인 미립자 물질, 오존, 일산화탄소, 이산화황, 질소 산화물 및 납과 같은 6가지 유해 물질에 대해 전국 환경 대기 질 기준(NAAQS)을 설정하도록 했다.

미국의 EPA와 주정부 및 지방 정부 기관은 실시간으로 NAAQS가 충족되는지를 감시하기 위해 4000개가 넘는 지역에서 대기오염 물질을 모니터링하고 관리한다.

[미국의 대기오염 모니터링]

출처 : EPA AirData Air Quality Monitor

이러한 정부 규제의 이행과 그에 따른 기술 발전은 6가지 기준 복합 대기 오염 물질을 줄이는 데 매우 성공적이었다. 미국 전역의 엄청난 대기오염 물질 감소(20-50 %)는 발전소 및 자동차의 NOx 배출을 줄이기 위한 주 및 연방 규정의 이행으로 인한 것이다. 이러한 노력으로 인해 특히 로스앤젤레스와 같은 일부 도시에서는 대기 질이 크게 바뀌었다.

미세먼지 문제를 극복하기 위해서, 국내의 기술 개발 및 조치사항을 강화하거나 국외에서 유입되는 양을 감소시켜하는 등 해결해야 할 과제는 아직 많이 남아있다. 기사를 통해 이러한 문제에 대해 다시 한번 생각하며, 현재 개발되고 있는 기술이나 시행되는 정책 외에도 새로운 대책을 제시하여 보다 깨끗한 공기를 마실 수 있는 환경이 마련되었으면 하는 바람이다.

 

참고문헌

1. 미세먼지 배출 요인과 대책, 한국에스리, 2019

2. 2019 친환경 경영대상, 조선일보, 2019

3. 한국서부발전, 미세먼지 2030년까지 80% 저감 목표, 매일일보, 2019

4. 서부발전, 싸이클론 방식 도입…미세먼지 줄인다, 한국에너지, 2017