2023.06.05

대한민국 대기오염물질 배출량 데이터 분석

환경부 국가미세먼지정보센터 통계를 활용한 대한민국 대기오염물질 배출량 분석
  • 작성자정책연구실 안지석
  • 조회수10,255

들어가며

대한민국 대기오염물질 배출량 정보

이번 분석은 대한민국의 대기오염물질을 관리하는 대기정책지원시스템에 대해 알아보고, 대기오염물질 배출량 통계를 활용하여 대기오염물질이 어떤 배출원을 통해, 어느 지역에서 많이 발생하는지 파악하고자 한다. 통계 수집 기간 동안의 대기오염물질별 배출량 추세를 살펴본 후, 2023년 5월 현재 사용 가능한 최신 데이터인 2020년 배출량 데이터를 활용하여 오염물질별/배출원별/지역별로 분석하고자 한다. 본 분석은 환경부 국가미세먼지정보센터에서 제공하는 통계를 활용하여 수행하였다.

대기정책지원시스템

대기정책지원시스템(Clean Air Policy Support System, CAPSS)은 대기오염물질 배출목록(Air Pollutants Emission Inventory)에 근거한 배출 정보 종합시스템으로, 체계적인 기초 자료 수집·관리를 통해 대기환경 정책 수행에 필요한 배출량 통계 정보를 산정·제공하는 시스템이다.

CAPSS는 점·면·이동오염원에서 배출되는 9가지 대기오염물질(TSP, PM-2.5, PM-10, SOx, NOx, VOCs, NH3, CO, BC) 배출량을 매년 산정하며, 산정한 배출량은 국가 대기오염물질 배출량 서비스를 통해 오염물질별, 배출원별, 지역별 등 다양한 유형의 통계 자료로 제공된다(이하 내용 CAPSS 소개 페이지에서 발췌).

CAPSS 배출원 분류체계는 유럽 CORINAIR 배출원 분류체계(SNAP 97)를 기초로 하고 있다. 2007년 자료부터 배출원 분류체계를 국내 현실에 맞추어 기존 11개 대분류에서 비산먼지를 추가하여 12개 대분류로 반영하였고, 2011년 자료부터는 생물성 연소를 추가하여 13개 대분류로 보완하였다. 다만, 비산먼지와 생물성 원소의 배출량은 2015년 자료부터 공식 배출량 통계에 포함하였다.

CAPSS에서 사용하는 배출계수는 국내 연구기관에서 개발한 배출계수를 우선 적용하고, 국내 미개발 배출계수는 EU CORINAIR SNAP 97, 미국 EPA AP-42 등을 검토하여 적용하였다(이하 내용 배출원 분류체계 페이지에서 발췌).

대한민국 대기오염물질 연도별 배출량

1999-2020 연도별 대한민국 대기오염물질별 배출량 분석

국가미세먼지정보센터는 대한민국 대기오염물질의 연도별 배출량 데이터를 제공하고 있다. 데이터를 통해 1999년부터 2020년까지 대기오염물질별 배출량을 확인할 수 있으나, 모든 대기오염물질의 배출량 산정이 동일하게 이루어 진 것은 아니다. PM2.5의 경우는 2011년부터 배출량 산정을 시작하였고, BC(Black Carbon)의 경우는 2012년부터 배출량 산정을 시작하였다. 2015년부터는 통계 데이터에 비산먼지 및 생물성 연소 부문 배출량을 포함하고 있다.

아래 '1999-2020 대한민국 연도별 대기오염물질 배출량' 그래프를 통해 조사 기간 동안 대한민국 대기오염물질 배출 추세를 확인할 수 있다. 그래프에서 보여지는 수치는 가장 최근 연도인 2020년의 해당 대기오염물질의 배출량을 나타낸다. 2015년에 CO, TSP, PM10과 같은 대기오염물질의 배출량이 급격히 증가한 이유는 비산먼지 및 생물성 연소 부문 배출량이 통계에 포함되었기 때문이라고 추정해볼 수 있다.

대기오염물질별/배출원별 배출량 분석

지금부터는 활용 가능한 가장 최근 배출량 데이터인 2020년 대기오염물질 배출량 통계를 분석하여, 9가지 대기오염물질의 배출량을 파악하고, 각각의 대기오염물질이 어떤 배출원으로부터 발생하는지는 파악해보고자 한다.

아래의 '2020년 대한민국 대기오염물질 배출량 배출원별 구분' 그래프를 통해 오염물질별로 어떤 배출원에서 배출이 주로 발생하는지 확인할 수 있다. 왼쪽에 내림차순으로 정렬된 막대그래프에서는 2020년 한 해 동안 발생된 대기오염물질의 배출량을 확인할 수 있다. 배출량이 가장 많은 대기오염물질은 VOC로 990.6 천톤의 배출량을 기록하였다. 그 뒤를 이어 NOx(929.2 천톤), CO(711.4 천톤), TSP(392.4 천톤) 등 순으로 나타난다.

오염물질별 개별 그래프를 통해서 각 대기오염물질이 어떤 배출원으로부터 주로 배출되는지 확인 가능하다. VOC의 경우는 유기용제 사용에서 배출량의 대부분이 발생하는 것이 특징이며, NOx의 경우는 비도로이용오염원과 도로이용오염원에서 높은 배출 비중을 보이는 것을 확인할 수 있다. NH3의 경우는 농업에서 대부분이 배출되는 것으로 보인다. 배출원 구분에 대한 상세한 설명은 배출량 산정방법 페이지에서 확인이 가능하다.

대기오염배출원 구분별 배출량 분석

대기오염물질 배출원은 대분류, 중분류, 소분류 세 가지로 구분된다. 배출원대분류는 위에서 살펴본 바와 같이 비도로이동오염원, 도로이동오염원, 유기용제 사용, 비산먼지, 생산공정, 생물성 연소 등 13개로 구분된다. 배출량이 높은 대분류 순서대로 나타내면 아래 '배출원대분류로 구분한 대한민국 대기오염물질 배출량' 그래프와 같다.

배출량이 가장 많은 대분류는 617.7 천톤을 기록한 비도로이용오염원이며, 그 뒤를 유기용제 사용(537 천톤), 도로이동오염원(507.8 천톤), 비산먼지(426.8 천톤) 순으로 차지한다. 그래프에서는 대기오염물질별로 색을 다르게 지정하였기 때문에 대분류별로 어떤 대기오염물질이 주로 배출되는지 파악할 수 있다. 비도로이동오염원을 예로 들면 NOx, CO, VOC가 주로 배출되는 것을 확인할 수 있다. 대부분의 대분류는 여러가지 대기오염물질을 배출하는 것으로 보이나, 유기용제 사용과 에너지수송 및 저장은 VOC만을 배출하며, 농업은 NH3만을 배출하는 것이 특징이다.

배출원대분류를 알아보았으니, 이제는 그 하위 분류를 알아보고자 한다. 위에서 설명하였듯이 배출원 구분은 대분류, 중분류, 소분류로 나누어지며, 배출원중분류는 56개, 배출원소분류는 201개로 구분된다. 소분류까지 모두 그래프로 제시하기에는 구분이 너무 많기에 대분류와 중분류로만 구분하여 시각화하였다. 아래 '배출원 대분류/중분류로 구분한 2020년 대한민국 대기오염물질 배출량' 그래프를 통해 배출원대분류는 어떻게 다시 중분류로 구분되는지, 그리고 중분류별로 어떤 대기오염물질이 주로 배출되는지 확인할 수 있다.

대기오염물질을 제일 많이 배출하는 대분류인 비도로이용원은 선박, 건설장비, 농업기계, 항공, 철도 5개의 중분류로 구분되는 것을 확인할 수 있으며, 선박과 건설장비의 배출량이 큰 비중을 차지한다. 유기용제 사용의 경우에는 VOC만을 배출하며 도장시설에서 배출이 많은 것을 확인할 수있다. 도로이동오염원의 경우에는 화물차에서 배출되는 NOx가 승용차, RV, 버스 등에 비해 월등히 높은 것이 보인다. 나머지 배출원대분류의 배출 특성에 대해서도 살펴볼 수 있다.

대기오염물질별/지역별 배출량 분석

이번에는 대기오염물질이 어느 지역에서 많이 배출되는지 파악해보고자 한다. 통계에서는 시군구 단위로 구분하여 배출량을 제공하지만, 본 분석에서는 데이터를 가공하여 시도 단위에서 파악하고자 한다.

아래 왼쪽에 배출량 내림차순으로 정렬된 막대그래프를 통해 시도별로 얼만큼의 대기오염물질을 배출하는지 확인 가능하다. 2020년 기준 대한민국에서 대기오염물질 배출량이 가장 많은 시도는 607.7 천톤을 기록한 경기도로 보이며, 그 뒤를 이어 전라남도(378 천톤), 경상북도(365.2 천톤), 충청남도(355.2 천톤) 등 순이다.

한가지 특이한 점이 있다면, 지역에 '바다'가 포함되어 있다는 것이다. 바다의 경우 여객/화물/어선 선박에서 배출되는 오염물질의 배출량을 포함하며, 선박의 연료 연소 과정에서 NOx가 다량 방출된다는 점은 널리 알려져 있는 사실이다. 바다에서 배출되는 대기오염물질이 부산광역시나 대구광역시에서 배출되는 양보다 많은 수준이다.

마무리하며

환경부 국가미세먼지정보센터에서 제공하는 대기오염물질 통계 데이터를 활용하여, 어떤 대기오염물질이 어떤 배출원으로부터 배출되는지 확인하였다. 배출원은 대분류, 중분류, 소분류로 구분되며, 대분류와 중분류까지의 배출원과 그 배출량을 파악하였다. 또한 지역별로 어떤 대기오염물질이 많이 배출되는지도 확인하였다. 대기오염물질 배출량 저감을 위해서는 이러한 데이터 분석을 통해 주요 대기오염물질과 주요 배출원을 파악하고, 배출 저감 잠재량 많은 곳을 우선 관리 대상으로 삼아야 할 것이다.

데이터 시각화 관점에서는 데이터를 시도 단위로 합치지 않고 원래의 지역 구분 단위인 시군구를 유지한 채로 지도 위에 표현하여, 어느 지역에서 어떤 대기오염물질의 배출량이 많은지 조금 더 구체적이며 직관적으로 파악할 수도 있을 것이다.

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