Unlike other types of outdoor advertisements, rooftop signboards are installed on the roofs of buildings, rather than on their outer walls. This means that the area of a rooftop signboard is commonly larger than that of a general outdoor signboard. Moreover, as such signboards are greatly influenced by the wind, they can suffer a lot of damage from typhoons and strong winds every year. However, there is no wind load specification for rooftop signboards. In this study, wind pressure experiments were conducted to investigate the peak wind pressure on each side of rooftop signboards installed on the roofs of 5–15 story buildings in a city center. The minimum peak wind pressure coefficient was –3.0 at the bottom edges of the front and back of the rooftop signboards and –2.0 along the entire length of the sides . As the height of the rooftop signboard increased with the increasing height of the buildings, the peak value was found to be larger than the absolute peak value for the minimum peak wind pressure coefficient. The maximum and minimum peak wind pressure distributions of the rooftop outdoor signboards were influenced by the position of the signboard and the wind angle.

Anatomic variations in the biliary tree may not be detected until adulthood and they can cause unexplained jaundice and biliary pain. Recognition of these anatomic variations is important to avoid an incorrect diagnosis and significant ductal injury during biliary surgery. Although there are numerous anatomic bile duct variations, an accessory cystic duct draining into the right hepatic duct is rare. We report a case of an accessory cystic duct draining into the right hepatic duct with cholelithiasis, in which the abnormality was identified by endoscopic retrograde cholangiopancreatography and magnetic resonance cholangiopancreatography and confirmed by laparoscopic cholecystectomy.

자외선 살균소독기의 유효성을 검정하기 위하여 스테인리스스틸 컵 바닥에서 E. coli를 대상으로 살균력을 측정하고 살균패턴을 조사하였다. 스테인리스스틸 컵 바닥의 자외선 강도는 컵의 위치에 따라 큰 차이를 보였다. 중앙부에 놓인 컵의 바닥에서는 높은 자외선 강도를 보인 반면 외곽으로 갈수록 자외선 강도는 급격하게 약화되었으며, 이러한 편차는 상단 선반에서 가장 심하였고 중단 및 하단 선반으로 갈수록 완화되었다. E. coli를 대상으로 한 스테인리스스틸 컵 바닥에서 살균효과는 컵 바닥의 자외선 강도와 살균시간에 비례하였다. 자외선에 의한 E. coli 살균패턴은 tailing을 수반하는 의사 1차반응으로 나타났으며 각 구간의 살균속도상수를 산출한 결과 초기 살균속도상수(K1)는 위치에 따라 큰 차이를 보인 반면 후기 살균속도상수(K2)는 위치에 따른 차이가 크지 않았다. 현장에서 자외선 살균소독기를 용이하게 사용할 수 있도록 일정 살균치를 얻는데 필요한 자외선 조사시간을 산출하는 방정식을 제시하였다.

Removal of siloxane compounds is very important to protecting the biogas energy conversion system from decreased efficiency and parts damage. Among various siloxane removal technologies, adsorption towers are mostly used for performance and ease of operation. However, due to the difficulty of measuring the concentration of siloxane compounds in the gas stream and the complicated matrix of siloxane compounds, adsorption characteristics are not well known. In this study, the adsorption characteristics for multi siloxane components are experimentally studied. Four siloxane components are vaporized in the nitrogen stream supplied continuously to a lab-scale adsorption tank with commercially available silica gel or activated carbon and an FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) analyzer was used for the online siloxane analysis to find out the adsorption characteristics. While a mixture of L2, L5, D4 and D5 adsorption capacity of silica gel and activated carbon are similar -11.13 and 11.56wt% respectively-adsorption characteristics of each adsorbent was well distinguished in terms of breakthrough behavior. Silica gel shows sequential breakthrough for each siloxane compound and a more noticeable unique time range for Rc > 1, while relatively simultaneous breakthrough was shown for activated carbon adsorbents.

In 2018, the Korean government introduced a landfill levy under the Framework Act on Resource Circulation. This was a fiscal measure to ensure that landfill waste disposal is priced so as to reflect its environmental cost and to help promote more sustainable waste management. This study aims to investigate the effectiveness of the landfill levy as a landfill policy instrument in Korea. In this study, a literature survey was conducted on the existing theoretical and empirical insights to the effectiveness of landfill taxes, including experiences in several EU countries. This survey shows that if landfill taxes are to be effective in terms of reducing the amount of waste going to landfills, the tax rate should be put at a fairly high level. It should be noted that the landfill tax rates should be set based on the external cost of landfill disposal. In addition, it appears that the landfill tax has not significantly affected generated waste per capita in the EU. The landfill tax can result in negative effects. Due to the reduction of waste sent to landfills, there is a risk that landfill operators will not be able to fulfil their financial obligations for closure and aftercare. Additionally, after closure and construction of the surface sealing, the emissions potential of the waste body remains more or less constant, resulting in the extended time-scale and uncertain funding of the post-closure period. This is a problem applicable to most landfills that contain inorganic waste. Thus, landfill operators should be stimulated by means of appropriate regulations to stabilize the waste body as much as possible to guarantee the lowest possible emission potential. This requires financial incentives, which are implemented to encourage operators to actively advance the stabilization of landfill waste.

유엔기후변화협약(UNFCC)은 온실가스 배출통계의 중요성을 강조함에 따라 모든 당사국들은 국가 온실가스 인벤토리 산정 보고서를 제출할 의무를 명시하고 있다. 국가 온실가스 인벤토리 분야에는 폐기물 분야도 포함되어 있으며, 특히 메탄배출량의 상당량을 차지하는 폐기물매립지에 대한 온실가스 배출량 산정은 매우 중요시되고 있다. 그럼에도 불구하고 국내 폐기물매립지는 아직까지 GPG(Good practice guidance) 2000에 기반하여 온실가스 배출량을 산정하고 있어 2006 IPCC 가이드라인을 기준으로 매립지 온실가스 배출량을 산정하고 있는 미국과 EU 국가 등과 비교하여 배출량 산정의 정확도가 낮은 문제점을 나타내고 있다. 이에 본 연구에서는 GPG 2000과 2006 IPCC 가이드라인(Tier 1, 2)을 기반으로 국내 폐기물매립지의 온실가스 배출량을 산정 및 비교함으로써 폐기물매립지 온실가스 배출량 산정방법의 문제점 및 개선방향을 제시하고자 하였다. 각 방법별 폐기물매립지의 국가 온실가스 배출량 산정 결과, 2015년 기준으로 2006 IPCC Tier 1의 배출량은 10,885 Gg CO2eq,로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 2006 IPCC Tier 2(9,443 Gg CO2eq,), GPG 2000(7,727Gg CO2eq)순으로 나타났다. GPG 2000과 2006 IPCC 가이드라인 모두 FOD 모델을 기반으로 하고 있기 때문에 연도별 배출량 증감은 비슷하였으나 GPG 2000은 매립폐기물 전부를 하나의 단일 성상으로 가정한 반면 2006 IPCC에서는 폐기물 성상별로 배출계수를 적용하도록 하고 있어 배출량의 차이가 발생하였다. 다만 2006 IPCC에서는 국가 배출계수의 적용을 권고하고 있어 향후 이에 대한 지속적 개발 및 검증이 이루어져야 할 것이다.

2015년에 UNFCCC(United Nations Framework Convention on Climate Change)에서 채택된 파리기후변화협약(Paris Agreement)은 195개국의 당사국들이 온실가스 배출을 감축해야 하는 목표와 실행계획이 담겨 있으며, 우리나라는 2030년 온실가스 배출전망치(BAU, Business As Usual) 대비 37%를 감축 목표로 약속하였다. 현재 우리나라의 이산화탄소 배출량은 2015년 기준으로 세계 8위로서 에너지 다소비 국가에 속한다. 우리나라가 채택한 온실가스 배출량 감축 목표를 달성하기 위해서는 최대 15.2조 원에 달하는 GDP 손실을 동반하기 때문에 단계적인 감축의 필요성이 시급하다. 우리나라의 메탄가스 배출량은 2014년 기준으로 26.6백만 톤 CO2eq 수준으로 이중 약 27%(7.3백만 톤 CO2eq)가 폐기물 매립지에서 유출된다. 국내에서는 230개소의 매립지 중 17개의 시설에서만 매립 가스 자원화 시설이 운영되고 있으며, 발생하는 메탄의 약 29% 만이 에너지원으로서 자원화되고 있다. 또한, 현재 중･소규모의 매립지에서의 메탄은 저농도로 발생하기 때문에 일반적으로 대기 중에 무분별하게 방출되고 있는 현실이다. 국내에서 사용하고 있는 규모별 메탄가스의 처리기술은 바이오 가스발전, 연소처리, 메탄 산화 등이 있으며, 경제성을 비교하였을 시 매립지 규모에 상관없는 생물학적 산화기술이 연소처리보다 저비용으로 메탄을 처리할 수 있다. 위와 같이 현재 생물학적 산화 기술의 필요성이 확대되는 반면에 호기성 메탄산화균의 군집분포 특성에 관한 세부적인 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 매립토에 함유되어있는 메탄산화균에 의한 메탄산화속도를 GC를 통해 비교 측정하여 그 중 산화 속도가 가장 우수한 토양을 선정하여 16s rRNA 염기서열 분석법을 통해 형성되어 있는 미생물의 군집을 분석함으로써 추후 메탄산화균의 기초자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

기후 변화가 점차 가속되는 현 상황에서 온실가스를 줄이고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 우리나라에서 발생하는 메탄가스 배출량은 2014년 기준 26.6백만톤 CO2eq 수준으로, 이중 약 27% (약 7.3 백만톤 CO2eq)는 폐기물 매립지에서 유출되고 있다. 또한, 국내 230개소의 매립지 중 대규모 매립지 17개 시설에서만 매립가스 자원화 시설을 운영하고 있으며, 매립지에서 발생하는 메탄의 29%만을 자원화로 이용하고 있다. 나머지 중소규모매립지를 포함하여 71%의 메탄은 무방비 상태로 대기상으로 유출되고 있다. 기존의 매립지 가스 처리방법으로는 매립가스에 포함된 메탄을 회수하여 에너지화하는 ‘매립가스자원화’ 및 매립가스를 소각처리하는 ‘연소방식’으로 구분할 수 있다. 매립가스자원화는 메탄가스 농도가 30%~40% 이상이고 매립가스 발생량이 2~3Nm3/min이상이어야 하는 단점이 있으며, 대규모 매립지에서만 경제성이 확보되는 한계가 있다. 연소처리는 중소규모 매립지에서도 적용은 가능하지만, 가스 포집 시설의 설치가 필요하고 처리 효율이 낮으며, 불완전 연소로 인해 다이옥신 등이 발생하는 단점이 있다. 매립지 규모별 메탄가스의 처리기술의 경제성을 비교하였을 때 매립지 규모에 상관없이 생물학적 산화기술이 연소처리에 비해 저비용으로 메탄을 처리할 수 있는 것으로 확인되었으며 폐기물 매립량이 600,000톤 이하인 경우에는 매립가스자원화보다도 경제적임을 확인할 수 있다. 생물학적 산화 시스템은 유럽 등에서는 중소규모 매립지에서의 탄소중립을 위하여 제시되었으며, 매립지 복토층에 서식하는 미생물을 이용하여 메탄을 이산화탄소로 산화시키는 기술이다. 미생물 복토층을 최적의 서식 조건으로 조성함으로써 메탄산화 효율을 증진시킬 수 있으며, 미생물의 메탄 산화 속도 및 매립 가스 발생량에 따라 메탄저감 효율이 좌우되며, 매립가스 발생량이 적은 경우 100%까지도 산화가 가능한 바이오필터와 같이 인위적인 메탄산화 시스템을 운영할 수도 있다. 이에 본 연구는 매립토, 퇴비, 부숙토 3가지의 시료를 대상으로 회분식 실험을 통해 메탄산화균의 활성도를 파악하였다. 또한 실험결과, 메탄산화가 가장 우수한 매립토를 대상으로 메탄산화균을 분리배양 하였으며, 이후 연속식 실험을 통해 메탄산화균의 메탄산화속도를 평가하였다.

In 2018 the South Korean Government introduced the Resource Circulation Act that included a landfill levy (tax) in order to reduce the amount of waste going to landfill sites and to promote recycling. The objective of this study is to examine the negative and positive effects of landfill tax on national waste management by reviewing case studies from the European Union (EU). In December 2015, the European Commission proposed the Circular Economy Package that sets ambitious recycling rates of 65% and a maximum 10% landfill rate for municipal wastes by 2030, and the European Commission decided that the landfill tax could help move towards these aims. Indeed since the late 1990s, most of the countries in the European Union have introduced landfill taxes. Landfill rates of these countries showed a tendency to decrease gradually. Currently the landfill rates for the Netherlands, Sweden, Denmark and Norway are less than 5%, and those for the UK, France and Italy have fallen below 30%. However, the landfill tax also had negative effects. In the case of the Netherlands, too little waste was sent to landfills, and private companies can no longer profit. Consequently the companies will not be able to fulfil their financial obligations for closure and aftercare. Thus, based on the results of this study, it is necessary to further consider the landfill levy in Korea.

The objective of this research was to estimate the greenhouse gas (GHG) emission factors for food, paper, and wood wastes through methane (CH4) flow analysis. The GHG emissions from a given amount of landfill waste depend on the carbon (C) flows in the waste: (1) carbon storage in landfills, (2) C in carbon dioxide (CO2) and CH4 generated in anaerobic waste decomposition, (3) C in CO2 and CH4 emitted to the atmosphere through vertical gas wells, (4) C in CO2 from CH4 oxidation through cover soils, and (5) C in CH4 emitted to the atmosphere through cover soils. This study reviews the literature on the ranges for DOCf (the fraction of degradable organic carbon that can decompose) and OX (oxidation factor) values of food, paper, and wood, with a particular focus on the role of lignin. There is an inverse relationship between lignin and the DOCf of paper and wood wastes. In this respect, the lignin content could be used as an abatement indicator for the DOCf of paper and wood. The literature review shows that the average DOCf values for food, paper, and wood were 0.72, 0.61, and 0.12, respectively. The country-specific DOCf value for wood (0.44) is significantly higher than the ranges reported in the literature, which implies that the country-specific DOCf for wood can overestimate GHG emissions compared to the DOCf obtained from the literature. The estimated GHG emissions factors were 1,055 kg-CO2e/ ton-wet waste for food, 1,367 kg-CO2e/ton-wet waste for paper, and 276 kg-CO2e/ton-wet waste for wood. Sensitivity analysis results showed that the most influential parameters were MCF (CH4 correction factor), DOCf, and OX. In order to reduce GHG emissions from landfill in Korea, landfill sites currently in operation should be converted from anaerobic to semi-aerobic.

우리나라 빈병회수체계는 과거 개인수집상과 고물상이 빈병을 수집하여 공병상에 판매를 하고 제조사가 공병상으로부터 구매를 하는 형태에서 주류는 1985년, 청량음료는 1988년부터 법적으로 빈병에 대한 보증금제도를 시행하였고 2002년부터 환경부에서 통합관리를 시행하고 있다. 특히 2017년 1월1일부터 보증금 인상으로 소매점회수(RTR, Return to Retail)부분이 증가됨에 따라 공병상 등이 마대나 톤백을 사용하여 빈용기를 취급하는 방식이 점차 감소할 것으로 판단된다, 빈용기의 소매점회수의 증가는 소비자 배출단계에서 부터 플라스틱박스를 활용하여 선별과 운반이 이뤄질 수 있다는 의미로 이는 곧 빈병의 회수품질 확보가 가능함을 의미한다. 빈병의 회수품질이 좋아지면 재사용 횟수를 크게 늘릴 수 있을 것이다. 현재 우리나라의 빈용기 재사용 횟수는 8회 정도로 일본 28회, 캐나다 15~20회, 독일 40~50회와 비교하면 빈용기의 수명이 매우 짧은 것을 알 수 있다. 보증금제도는 크게 보증금지불과 취급수수료 부분으로 구분할 수 있는데 보증금이 인상되면서 소비자의 소매점회수부분이 증가하고 있어 정상적인 회수가 점차 안착될 것으로 판단되지만, 상대적으로 낮은 취급수수료는 빈용기 회수품질을 높이기 위하여 소매상이나 도매상의 적극적으로 참여를 유도하는데에는 사실상 어려움이 있다. 그리고 현재 국내 빈용기 회수 체계에서 소매점 소비 빈용기 회수의 약 40%가량을 공병상이 담당을 하고 있는데, 법적으로 취급수수료 지급대상이 소매상과 도매상으로 제한되어 사실상 공병상은 당사자간 취급수수료 및 보증금 지급이 보장되지 않은 상태로 공병상에게 빈용기 회수품질 요구하는 것도 한계가 있다. 더우기 도매상이 직접 소매점으로부터 빈용기를 회수하는 데에는 전담인력, 차량 등 경제적인 제약이 있기 때문에 별도의 회수전담체계를 구축하여 소매점으로 반환된 빈용기를 빠르고 적절하게 회수하여 도매상과 소매점의 부담을 줄여주는 것이 필요하다. 따라서 빈용기 회수, 선별, 운반에 대한 적정한 취급수수료가 확보 되고 회수전담 체계가 구축이 된다면 빈용기의 회수품질이 개선되고 이에 따라 재사용 횟수가 늘어날 것으로 판단된다.

빈용기보증금이 23년 만에 소주병은 40원-->100원, 맥주병은 50원-->130원(‘17.1.1부터)으로 인상되어 소매점으로 회수(RTR, Return to Retail)를 위한 경제적 동기부여가 커짐에 따라 빈병 소비자 반환율이 2016년 30%수준에서 47%(2017년 6월말 기준)로 크게 상승한 것으로 나타났다. 빈용기보증금 인상에 따라 소매점 회수는 점차 활성화되고 있지만, 소비자 배출을 보다 원활하고 회수품질을 높이면서 소매점의 부담을 감소시키기 위해서는 몇 가지 문제점을 해결할 필요가 있다. 우선 현행 법률상에 1인당 하루에 회수 가능한 빈용기를 30병으로 제한(｢자원재활용법｣ 시행규칙 [별표5])하고 있어 사실상 소매점회수(RTR)을 활성화하려는 원래의 목적에 부합하지 못하고 있다. 또한 빈용기의 회수지점 제한(대형할인점에서 판매된 제품은 대형할인점에서 회수, 영수증 지참 등)등 소매점을 통한 빈용기 회수와 관련하여 별도의 제약을 두는 것은 빈용기 보증금 상향조정의 효과를 상쇄할 뿐만 아니라 향후 소매점회수(RTR) 활성화의 제약요인으로 나타날 것으로 판단된다. 소매점에서의 빈용기 회수의 부담을 줄이고 소비자의 편의성을 높이기 위해 설치되고 있는 무인회수기(RVM,Reverse Vending Machine)의 경우 전국적으로 48개소 108대가 설치 되어있는데 주로 대형마트와 백화점의 일부 지점 위주로 설치되어 있어 무인회수기를 통한 빈용기 회수가 매우 제한적이다, 따라서 빈용기 보증금상향조정에 따른 소매점회수 활성화를 정착시키기 위해서는 다음과 같은 제도의 보완이 필요한 것으로 판단된다. ① ‘빈용기 30병/인･일 초과 반환 거부가능’ 제한 폐지 ② 일정규모 이상의 소매점을 빈용기 회수 거점으로 활용 ③ 무인회수기(RVM, Reverse Vending Machine) 확대로 소매점의 부담과 소비자 편의성 확대 ④ 빈용기 회수 접점(collection point) 확대(수집소 등)

폐기물매립지에서 함수율은 폐기물의 분해속도뿐만 아니라 폐기물의 분해율에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 이에 매립지 내부의 수분을 인위적으로 증가시켜 매립가스 발생량을 증대시키는 bioreactor 공법이 연구되고 있다. 따라서 향후에는 국내외 매립가스 자원화를 계획 및 진행하고 있는 폐기물매립지를 대상으로 bioreactor 공법이 적용될 것으로 예상되며, 이를 위해 매립지 내부의 함수율 변화에 따른 매립가스 발생특성이 예측되어야 할 것이다. 그러나 기존 연구들에서는 실내실험 및 현장 실증실험을 통하여 bioreactor 공법 적용에 따른 조기안정화 및 매립가스 발생량 증대 효과만을 나타내었을 뿐 함수율 변화가 폐기물의 분해도 및 분해속도에 미치는 영향을 수치적으로 나타내지 않아 bioreactor 공법 적용에 따른 정확하고 신뢰성 있는 매립가스 발생량 예측이 어려운 점이 있다. 이에 본 연구에서는 매립지 내부에서의 함수율 변화가 메탄발생 특성에 미치는 영향을 평가하여 향후 함수율 변화에 따른 메탄발생량 및 발생속도 예측의 기초자료로 이용하고자 하였다. 시료는 가연물 중 매립지에 가장 높은 비율로 매립되는 종이를 대상으로 하였다. 각 반응조별 초기 함수율은 10%, 20%, 30%, 40%, 50%로 설정하였으며, 초기함수율 10~40%의 반응조들은 가스발생이 중지되었을 때 함수율을 10%씩 증가시켜 최종적으로는 모든 반응조의 함수율이 50%에 도달하도록 실험을 진행하였다. 실험결과 메탄발생이 최초 중지되는 시점의 각 반응조별 메탄발생 비율은 50% 반응조 대비 10%는 0.4%, 20%는 0.8%로 메탄발생이 매우 미미하였으며, 30%는 6.5%, 40%는 28.9%로 매우 적은 메탄발생 비율을 나타내었다. 이후 각 반응조마다 메탄발생이 중지되는 시점에 함수율을 10%씩 증가시켜 모든 반응조의 최종 함수율이 50%가 되도록 하였으며, 실험 종료 후 메탄발생 비율은 초기함수율 50% 대비 10%는 3.5%, 20%는 7.0%, 30%는 25.1%, 40%는 49.6%로 나타났다. 이론적으로는 초기 함수율이 낮아도 최종 함수율이 동일하면 유기물의 분해속도는 달라도 최종 함수율이 나타내는 메탄발생량과 동일한 값을 나타내어야 하나 초기함수율 10~40% 반응조 모두 초기함수율 50%가 나타내는 메탄발생량에 훨씬 못미치는 메탄발생량을 나타내었다. 따라서 메탄발생량과 연관하여 초기함수율은 매우 중요 인자이며, 메탄발생이 중지되는 시점에 수분을 추가로 주입하면 메탄발생이 다시 시작되나 최종 메탄발생량은 초기 함수율이 낮을수록 크지 않을 것으로 판단된다.

현행 폐자원(또는 폐기물)에너지와 관련하여 “자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률(이하 자원재활용법)”에서 ‘폐자원에너지’는 폐기물을 이용하여 만든 고형연료, 기체연료(매립가스, 바이오가스, 합성가스 등), 액체연료 (정제연료유, 재생연료유 등)와 소각열 에너지로 규정하고 있으며, “신에너지 및 재생에너지 개발･이용･보급 촉진법(이하 신재생에너지법)”에서는 ‘폐기물에너지’를 폐기물을 이용하여 만든 연료들과 이들 연료를 연소 또는 변환시켜 얻어지는 에너지 그리고 소각열을 변환시킨 에너지까지로 정의하고 있다. 즉 “자원재활용법”은 주로 폐기물을 이용한 연료제조까지를 규정하고 있지만 “신재생에너지법”에서는 연료제조와 이를 통한 생산된 에너지까지로 보다 폭 넓게 규정하고 있다. 소각열의 경우는 “자원재활용법”에서는 소각열에너지만을 포함하고 있는데 반하여 “신재생에너지법”에서는 소각열을 변환시킨 에너지까지로 규정하고 있어 효율적인 에너지 관리측면에서는 상호 법률간 연계를 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다. 환경부의 폐자원에너지관련 법률체계는 기본법인 “환경정책기본법”과 폐기물관련 개별법을 묶어주는 일반법인 “자원순환기본법(2018.1.1. 시행예정)”이 총괄을 하며, 개별법인 “폐기물관리법”에서 세부 관리기준이 제시되어 있다. 하지만 “자원순환기본법”의 경우 단순 폐기물 소각 시 부과되는 부담금을 감면 받기위한 목적으로 에너지회수를 권장할 뿐 폐기물로부터 에너지 회수를 목적으로 하고 있지는 않는다. 따라서 국가차원의 온실가스 발생량 감축과 화석연료 사용절감이 요구되는 효율적인 에너지 관리측면에서 관련 법률을 분석하여 보면 환경부의 폐기물에너지관련 정책이 비교적 제한적임을 알 수 있다. 에너지 관련법류를 살펴보면 ‘폐기물에너지’라는 용어는 신·재생에너지관련 초기법령인 “대체에너지개발촉진법(1988.1.1. 시행) 제2조”에 언급되어 있으며 이후 “신재생에너지법”에 이르기 까지 재생에너지의 한 분야로 폐기물에너지 활용에 중점을 두고 있다. 따라서 관련용어의 통일(폐자원에너지 vs. 폐기물에너지)을 통하여 폐기물과 에너지관련 법률의 연계성을 높이고, 기저열원으로서의 효율적인 폐기물에너지 관리를 위하여 폐기물을 이용한 연료제조부분(재활용)과 소각열을 포함해서 폐기물을 이용한 연료들로 부터 생산되는 에너지를 활용하는 부분(폐기물에너지)으로 구분하여 관리할 필요가 있을 것으로 판단된다.

연료연소에 의한 이산화탄소 배출량은 대부분 국가에서 온실가스 배출량의 90% 이상을 차지하고 있고, 경제상황이 호황일수록 그리고 선진국보다는 중국, 인도 같은 개도국에서의 온실가스 발생량이 증가하고 있다, 우리나라의 경우 1990년 대비 2014년 연료연소에 의한 이산화탄소 배출량 증감률은 153%로 OECD회원국 중 칠레 다음으로 증가폭이 컸으며, 2013년 대비 2014년 연료연소에 의한 이산화탄소 배출량 증감률은 -1.2%로 소폭감소세를 보여주고 있다. 또한 파리협정을 통하여 2020년 이후 새로운 기후변화 대응체제를 대비하여 선진국과 개도국 모두 온실가스 발생량 감축을 위하여 지역이나 국가단위의 총체적 관리가 요구되는 시점에서 에너지사용 절감과 신･재생에너지 확대 뿐 만아니라 에너지의 효율적인 활용이 매우 중요한 사안이 되었다. 본 연구에서는 신･재생에너지의 확대와 미활용 에너지원의 효율적인 활용 측면에서 집단에너지사업(특히 지역 냉･난방사업)에서의 소각수열 활용에 대한 현황과 전망을 살펴보았다. 2014년 기준 생활폐기물 소각시설에서 발생된 에너지량은 9,184,399Gcal로 2010년(7,643,474Gcal) 대비 120% 증가한 양으로 향후 고효율 소각시설 도입과 자원순환기본법 시행을 앞두고 에너지회수시설에 대한 투자가 확대되어 생산되는 에너지양은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 현행 지역 냉･난방사업자의 소각수열 매입단가(수도권의 경우)는 수도권내 열병합발전소(분당, 안양, 부천, 고양)의 사용량 요금을 평균하여 분기별로 적용하여 산출하는데 통상 열 사용요금의 23~27%수준으로 산정하여 왔는데, 최근 지자체별로 열요금 매입단가에 대하여 상향 조정으로 요구하고 있는 실정이다. 더욱이 신규 소각시설이나 대보수되는 소각시설의 경우 생산되는 열에너지를 인근 제조공장에 지역 냉･난방 보다 높은 가격으로 판매하는 사례가 생기고 있다. 따라서 환경기초시설인 소각시설의 단순 수익성확보 보다는 국가나 지역차원의 효율적인 에너지관리를 위한 경제성과 온실가스 발생량 감축이라는 목표를 달성하기 위한 추가적인 검토가 필요할 것으로 사료된다. 또한 일부 지자체에서는 건물단위로 신･재생에너지 확보 의무비율을 조례로 지정하는 등 단순히 신･재생에너지 목표치 달성이라는 정책적 한계를 보이고 있어 향후 지역차원의 경제적이고 안정적인 에너지원 확보와 에너지 생산시설 설치비용 절감과 효율적인 에너지관리를 위한 에너지공급방식 선정 등 보다 세부적인 ‘지역 에너지이용계획’ 수립이 요구되고 있다. 특히 국가나 지역차원에서 화석연료사용 절감과 온실가스 발생량 감축을 위하여 소각수열과 같은 저렴하고 안정적인 폐기물에너지원의 적극적인 개발이 필요하며 제도적으로도 에너지원별 목표관리에만 치중되어 있는 현재의 정책에서 지역 내에서 경제성과 안정성을 평가하여 에너지원별 사용 우선순위를 결정하고 결정된 에너지원의 공급방식(개별공급or집단공급)을 선정하는 등의 전환이 필요한 시점이라고 판단된다.

폐기물매립지에서 온실가스 발생량 예측을 위하여 사용되는 1차 반응모델(First-order decay, FOD)에 적용되는 중요한 변수 중 하나는 메탄발생잠재량(Methane generation potential, L0)이다. L0는 메탄생성에 가장 이상적인 조건에서 폐기물 중량단위 당 발생할 수 있는 메탄의 양으로 일반적으로 메탄수율이라고 나타내기도 한다. 그러나 폐기물매립지에서의 L0는 매립지 내부의 수분, 온도 등의 환경적 조건과 폐기물 크기 등의 물리적 특성에 의해 메탄발생이 영향을 받기 때문에 일반적으로 정의되는 L0와 혼동을 나타낼 수 있다. 이러한 물리적 및 환경적 요인 때문에 폐기물매립지에서의 L0는 실내실험 결과보다 낮게 나타나며, 따라서 폐기물매립지에서의 사용되는 L0 용어에 대한 기본적 가정은 메탄발생을 위한 이상적 조건이 아닌 실제 매립지 조건으로 고려되어야 한다. 이에 본 연구에서는 앞에서 나타낸 용어의 정의를 기준으로 기존 연구문헌에서 폐기물매립지의 L0산정을 위해 적용한 방법들을 고찰하여 향후 L0 산정 및 방법론 개발에 기초자료로 활용되고자 하였다. L0 산정방법을 크게 구분하면 화학양론적 방법(Stoichiometric method), 실내실험 방법, 모델일치(Model fitting) 및 회귀분석, IPCC(Intergovernmental panel on climate change) 방법론으로 구분할 수 있다. 화학양론적 방법은 폐기물의 원소조성에 기초한 Buswell 식 또는 폐기물의 탄수화물(Carbohydrates), 단백질(Proteins), 지질(Lipid)의 함량에 기초하여 이론적인 L0값을 산정 후 생분해가능 비율(Biodegradable portion, BF)을 곱하여 L0값을 계산할 수 있으나 BF 산정에 어려움이 있다. 실내실험은 일반적으로 폐기물 성상별 L0에 폐기물 조성 가중치를 적용하여 L0값을 산정하고 있다. 성상별 L0값을 산정하기 위해서는 일반적으로 BMP(Biochemical methane potential) 실험이 사용되나 BMP 결과를 L0로 나타내기에는 문제점이 있다. 이는 BMP 결과는 혐기성 분해의 이상적 조건에서 도출되었기 때문에 L0 보다는 DOC(Degradable organic carbon)와 의미가 매우 유사하며, 모의매립조(Lysimeter) 또는 현장 실험보다 높은 값을 나타내기 때문에 조정계수를 적용하여 L0값을 산정하여야 한다. 모의매립조 실험의 경우에는 수리전도도(Hydraulic conductivity)와 연관되어 실제 매립지보다 짧은 수리학적 체류시간을 가지게 되는 문제점이 있다. 이는 매립지에서 침출수로 유출되는 DOC 비율은 2% 미만으로 보고되고 있으나 모의매립조는 상당비율의 DOC가 침출수로 유출되기 때문에 L0 산정 시 침출수로 유출되는 DOC비율을 고려하여야 한다. 모델 일치 및 회귀분석은 실제 매립지에서의 측정 데이터를 기초하기 때문에 가장 정확하나 데이터 확보를 위한 장기간의 시간이 소요된다. IPCC 방법론의 경우 DOC 및 DOCf를 산정하여 L0를 산정할 수 있으며, DOC 산정을 위해서는 BMP 실험을 이용한 방법과 폐기물의 방사성 탄소함유량(Radiocarbon content)에 기초한 생물학적 기원 탄소량 산정방법이 있다. DOCf는 셀룰로오스(Cellulose)와 헤미셀룰로오스(Hemi-cellulose)가 전부 메탄으로 전환된다는 가정 하에 측정된 메탄수율로 나누어 계산할 수 있다.

국내 하수슬러지는 2013년 기준 전국 569개 하수처리시설에서 약 3,531 천톤/년이 발생하고 있으나, “런던협약 ’96의정서”로 인해 2012년부터 해양투기가 전면금지 됨에 따라 하수슬러지의 최종 처분을 위한 다양한 논의 및 연구가 활발히 이루어지고 있다. 슬러지 처리방안 중 국내에서는 폐기물관리법 시행규칙이 개정(‘09.8.7)됨에 따라 공공하수처리시설에서 발생하는 하수슬러지 중 발열량이 에너지회수 기준에 적합하고 환경에 문제가 없는 경우에는 화력발전소에서 5%이내로 석탄연료와 혼합하여 연료로 사용할 수 있게 되었다. 슬러지의 건조 공정은 건조 방식에 따라 직접건조와 간접건조 방식으로 나눌 수 있으며, 건조방법에 따라 기류건조, 원심박막건조, 열풍 회전건조, 다단건조, 열매체건조 방법 등으로 구분할 수 있다. 건조기 형식에는 유동상 건조기, 드럼건조기, 디스크 건조기, 패들 건조기 등이 있다. 건조슬러지를 연료로 재활용하기 위해서는 함수율 10% 이하까지 건조해야 하며 일반적인 건조 연료화 공정에서는 함수율 80% 내외의 탈수슬러지를함수율 10%까지 낮추도록 하고 있다. 그러나 기존 건조 방식과 같이 슬러지의 함수율을 80%에서 10%로 낮추기 위해서는 상당량의 화석연료가 소모되어야 하며, 이는 경제적 문제뿐만 아니라 슬러지를 연료로 활용함으로써 얻게 되는 온실가스 감축효과를 상쇄시키는 문제점이 있다. 또한 함수율 40~60%구간은 최대점성구간(Glue zone)으로 슬러지가 건조되어 함수율이 40~60%에 도달하게 되면 슬러지의 뭉침 현상이 발생하여 열 전달 감소 및 점성 증가로 인하여 건조 효율이 저하되는 문제가 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 처리용량 약 4톤/일의 pilot plant를 설치하여 자체 개발한 고압 프래스 탈수기와 패들 건조기를 이용한 슬러지 건조시스템의 성능을 평가하고자 하였다. 우선 슬러지를 탈수하기 전에 톱밥, 건조슬러지 등의 부형재를 슬러지와 혼합하여 슬러지의 뭉침 현상을 근본적으로 억제하여 함수율 40~60% 구간에서도 뭉침이 발생하지 않도록 하였다. 실험결과 최적 부형제 혼합비율은 1(슬러지):0.4(톱밥)로 분석되었다. 부형재와 혼합된 슬러지는 시스템 전단에 설치된 고압 프레스 탈수기에 투입되어 함수율 80% 내외의 슬러지에 약 30kgf/cm²의 압력을 가해 함수율 40~50%로 낮추도록 하였다. 이때 고압 프레스 탈수기의 탈수효율을 증대시키기 위하여 일방향 탈수 방식이 아닌 양방향 탈수 방식을 적용하였으며, 기존 일방향 탈수 대비 탈수효율을 약 25%증대시킬 수 있었다. 탈수된 슬러지는 패들형 건조기에 투입하여 함수율 10% 이하의 건조연료로 생산하며, 이때 건조기 내의 교차된 패들이 회전하면서 슬러지를 이송하고 패들의 내부에 스팀이 공급되어 패들 표면의 복사열을 통해 이송물의 건조가 순차적으로 이루어지도록 하였다. 본 실증 실험결과 건조기 투입 슬러지의 함수율을 40~50%까지 낮춤으로 인해 건조기 체류시간 및 화석연료 사용량을 감소시킬 수 있었다. 또한 고압 프레스 탈수기 운전 시 탈수효율의 개선을 위해 부형제로 톱밥을 사용하여 기존의 건조 방식과 비교하였을 때 부형제로 투입되는 톱밥의 비용 및 고압 프레스 장치의 전력 사용량을 고려하더라도 경제성 확보가 가능하였고, 건조효율 개선 및 건조 시간 단축의 우수성이 있는 것으로 나타났다.