1. 서론

 

- 세계은행 동아시아 및 태평아 지역 운송 부문 목표는 지역 내 도로 건설 및 재건에 의해 야기되는 온실가스(GHG: Greenhouse Gas) 배출을 최소화 하는 것임.

- GHG 배출에 기여하는 여러 개의 도로 건설 단계 존재: 대지 정리, 노반(路盤) 준비, 건설자재 생산, 부지선정, 건설작업, 진행감독, 유지관리 활동 등

- 각각의 사업 및 하부사업의 총 배출량은 사용된 장비, 지역 조건, 건설 및 유지관리 기준 등에 의해 산정 가능

- 본 연구는 보다 나은 도로 계획, 설계, 그리고 건설을 위한 전략 개발과 현행 경험들로부터 GHG 배출을 정량화하고 인지하는 것을 목적으로 한 연구의 일부로 준비됨.

- 따라서 계획가, 설계자 그리고 계약자들로 하여금 도로 건설의 배출 저감을 이끄는 활용 가능한 정보를 생성할 뿐 아니라 명확히 배출량과 비용 비교 가능성 제시

- ROADEO(Greenhouse Gas Emission Mitigation Toolkit for Highway Construction and Rehabilitation)은 사용자 매뉴얼과 함께 도로 건설 및 재건의 다양한 단계 및 활동을 통해 실행과정 가이드 제공

- ROADEO 계산기를 통해 고속도로 부문의 의사결정권자, 설계자, 그리고 기술자 등은 다양한 건설 대안을 손쉽게 비교하고, GHG 배출 최소화 및 에너지 효율성 극대화를 위한 실행과정을 최적화할 수 있도록 함

(p. 1 요약)

- 여기서는 위 목적에 적합한 수단(toolkit) 개발을 위한 연구 성과를 제시하고자 함.

- 특히 동아시아 도로 건설과 관련된 GHG 배출 핵심 이슈에 대해 비전문가들에게 소개하고자 함.

- 본 연구가 모든 도로 부문 이슈를 조사하거나 모든 도로 사업에 관한 폭넓은 영역을 포괄하지는 않지만, 특정 주제에 대해 도로 사업 커뮤니티에 보다 나은 유용성을 제공하고자 함.

(p. 2, 1.2 요약)

2. 도로건설의 GHG 배출 분석

 

2.1 도로 건설의 GHG 배출

 

- 2005 국제에너지기구(IEA: International Energy Association)가 수행한 연구에서는 운송 부문(도로: 승용차, 철도, 선박, 항공기)이 GHG 배출의 두 번째 큰 생성부문으로 발표되었으며, 그 중 도로운송 부문이 90~95%를 점유(그림 1 참조)

- 표 1은 아시아에서 도로 운송부문이 운송전반의 GHG 배출에 크게 기여함을 보여주고 있음.

- 아시아 지역은 세계에서 현재 가장 신규 도로 건설이 활발한 지역으로 2005년 기준 사람이 배출하는 GHG의 37%를 차지

- 도로 건설 부문의 GHG 배출은 전체 GHG 배출에서약 10~15%를 차지하지만, 특히 아시아 지역을 중심으로 경제개발 지원을 위한 핵심 사업으로 진행되면서 급격하게 성장하고 있음.

 

       그림1 . 세계 온실가스 배출 및 운송부문 GHG 배출 현황

 

       표 1. 도로 운송부문 GHG 배출 지역별 현황(세계)

     

 

- 도로건설 부문의 저감 노력은 상대적으로 관리가 쉽고 도로 교통 체증에 대한 실천사항 보다 더 영향력을 가짐.

- 아시아 국가의 대부분 도로 관리기구는 아직까지 도로건설의 GHG 배출 영향을 인지하지 못하고 있으며, 심지어는 도로 건설의 중심에 있음.

- 따라서 현재 진행 중인 사업의 실행력 개선을 위한 이해관계자들의 인지 증진 노력 및 의사결정에 도움이 되는 정보 제공이 중요

(p. 1~ p.2: 8)

2.2 주요 이슈

 

- 표 2는 도로 유형별 1km 건설 당 총 GHG 배출량 수준을 나타냄.

- 고속도로 1km 건설의 배출량이 국가 도로 4km, 15km의 간선도로, 약 33km의 지방 도로 건설에서의 이산화탄소(CO2) 배출량과 동일함.

 

       표 2. 다양한 도로 유형 별 단위 GHG 배출량

 

- 국가 도로의 경우 방호벽은 도로 건설 중 총 배출량의 1/4 차지

- 모든 도로 유형에서 포장영역은 핵심적인 GHG 배출 부문임.

- 표 3, 4는 운송 부문 배출(콘크리트 공장까지의 거리, 채석지까지 거리 등)과 관련된 핵심 모수들을 보여줌.

(p. 4, 2.2.1, 2.2.2 요약)

      표 3. 도로 유형, 도로 작업 유형 별 GHG 배출 (단위: t CO2 eq./km)

     

 

       표 3. 도로 유형 별 배출원 별 GHG 배출량 (단위: t CO2 eq./km)

 

3. 산정도구 개발

 

3.1 필요성

 

- 기후변화 및 온실가스 배출에 대한 주요 고려사항은 대부문의 분야에서의 실천을 유도하고 GHG 배출 기여 정도를 투명하게 밝혀내는데 도움을 주는 도구 개발 이며, 운송부문도 예외는 아님.

- 운송부문 활동에 중점을 둔 초기 도구 개발은 에너지 효율성과 소비를 측정하는 도구 연구에 집중됨.

- 도로 건설 및 유지관리로부터의 GHG 배출 기여도 저감은 최근 그 산정도구 개발 연구가 진행되기 시작

- 도로 건설 및 유지관리를 위한 기술과 물적 자재 선택문제는 GHG 형성을 통한 환경파괴, 기후변화에의 기여, 그리고 지역 오염 증가 등 다양한 영향을 줌.

- 그림 2는 지난 40년간 13m 폭의 도로 1km의 건설, 유지관리, 운영으로 인한 총 온실가스 배출량을 보여주고 있음.

(p.14, 요약)

 

        그림 2. 40년간 도로 건설, 유지관리 및 운영으로 인한 단위 이산화탄소 배출량

 

3.2 현존 도구 평가

 

- 그림 3은 현존하는 다양한 배출량 산정 도구들을 요약해 보여주고 있음.

- 다만 아시아 지역에서 도로 사업으로부터의 GHG 배출 산정에 사용된 사례가 없으며, 글로벌 수준을 고려할 때 단지 5가지 방법론이 평균수준인 5.5 기록

- 도로 활동 점수를 고려할 때 6가지 도구가 평균점 이상을 받음: 호주 빅토리아 주 도구(VicRoads: Australian Victoria State tool), Highway Agency carbon tool, Road-Res(덴마크 기술대학 도구: the Technical University of Denmark tool), IRF GHG 계산기(CHANGER), Ecore(Egisin frastructure Carbon tool), Ecore(LCPC tool)

(p. 15, p. 17 요약)

그림 3. ROADEO 산정 경계

 

3.3 현행 산정도구의 특성 및 한계점

 

- 요약방식에서 복잡한 방식까지 상호 계산방식의 다양함에도 불구하고 평가 산정 도구의 구조는 유사: 현장 활동과 관련된 배출, 물적 자재 운송 및 물질 생산 등은 단위 배출 요소와 사용량의 곱으로 산정

- 사용량 자료는 건설 사업에 관한 세부 정보 및 운송수단, 물적 조합 등에 대한 세부 정보 요구: 얼마나 많은 유형이 현장에 있으며, 생산률은 얼만인가, 콘크리트 사용 총량 등

- 일반적으로 작업 유형별 배출 현황은 기록되지 않기 때문에 때때로 어떤 건설 작업에서 배출을 저감할 것인가에 대해 명확히 알기 어려움.

- 산정 도구 간의 다양한 배출 인자들에 대해서는 큰 문제가 없음.

- 건설 활동의 범위가 항상 명확하고 완벽하지 못함. 따라서 운송부문을 단순화하면 때론 도로 운송부문으로 제한됨.

- 배출량 산정에 정보들이 직접 활용되지 못하는 경우 존재: 예를 들면 VicRoad 에서는 인지하지 못하는 콘크리트 방벽이 존재하며, Egis 에서는 포장이나 구조적 콘크리트에 사용되는 다양한 콘크리트 요소들의 배출 기여도가 인지되지 못함.

(p. 18, 3.2.3 ~ p. 19)

 

3.4 ROADEO 개발

 

- 현존 GHG 배출량 산정도구의 한계점 등으로 신규 도로 건설 및 재건사업의 GHG 산정모형(ROADEO) 개발 필요성 제안

- 개발 목적

- 도로 사업 각 단계 별 발생하는 GHG 배출 평가

- GHG 배출을 제약하는 대안적 건설 사업 평가

- ROADEO 개발 원칙

- 신규 장비, 자재, 신규 운송 자원 도입에 있어서 개방성, 투명성 보장

- 접근 용이성 및 배출 인자를 포함한 GHG 형성 특성 수정 용이

- 세부 사업 단계별로 사용 용이성 보장

- 계획자 및 설계자에의 유용성 제공

- 사업 최적화를 위한 의사결정과정에서의 유용한 보고서 제공

- 대안적인 건설 및 관리 사업의 영향 평가, 제안, 인지에의 활용

- 기본모형(2단계 모형)

- 1단계: 일반적인 사업 성격에 기초한 도로 작업 항목별 물질 수량 계산, 1단계는 수량 파악을 통한 현실화 연구 단계로 작업유형별로 항목 작성 진행

- 2단계: 도로 작업 항목별 GHG 배출 생성기 산정: 물질별, 운송수단별, 장비별로 구분 작성

- 배출량 산정에 사용되는 핵심 배출 단위 인자들은 다음의 표 4와 같이 정리됨: 배출 영향도가 높은 배출 인자들은 각 도로 사업 단계별로 사용되며, 크게 분류하면 건설 자재, 운송부문, 그리고 에너지로 구분

 

 표 4. VicRoad, CHANGER, EGIS 계산기의 배출 집약도

 

- ROADEO 산출 경계는 모든 세부 작업 항목들이 알려졌을 때 작업이 완료되는 최선의 상황 하에서 사용자의 자료 가독성을 위해 준비

- 산출 경계에서는 다음을 고려

- 물질 및 장비 테이블: 배출 인자들은 초기 원자재 생산으로부터의 GHG 배출을 고려, 경계선 외의 GHG 배출(물질 재활용, 장비 유지관리, 최종 폐기 등)

- 운송 테이블: 물질 제조 공장(시멘트, 정제품, 스틸 등), 물질 생성 원자재(산림 등), 물질 혼합, 현장 등을 포함한 배출 원천과 최종 기착지의 사전적 정의

- 각 지점에서의 운송 수단 조합 고려

(p. 23, 3.6 요약)

 

4. GHG 배출 저감 대안 방법론

 

- 자재 운송은 총 도로 사업 GHG 배출의 30% 점유, 총량 기준으로 지방 운송과 관련된 배출이 50% 차지

- 배출 저감을 위한 방안으로 다음을 고려

- 보다 효율적인 도로 운송수단의 활용(higher-payload truck 등)

- 장거리 운송에 있어서 도로 부문에서 보다 저 배출 수단인 철도나 수로 운송 수단 고려

(p. 26. 4.2.1)

- 암반이나 모래 채취/처리 토공업에서의 효율적 작업 필요.

- 자재 사용, 설계, 투자 일정 및 예산에 따라 포장작업의 잠재적 영향이 평가되며 다양한 대안적 기술 활용 가능

(p. 26. 요약)

 

       표 5. 토공, 건설, 그리고 터널 건설로부터의 GHG 배출 비교

 

- ROADEO는 다양한 사업 대안을 포함하여 GHG 배출 최적화를 위한 산정 방안별 계산을 포괄

- 현행 탄소시장 가격, 재정 분석을 위한 할인율, 청정개발 메커니즘 - CDM(Clean Development Mechanism)을 통한 탄소 배출허가권으로부터의 편익 획득 등을 고려할 때 GHG 배출 저감 대안 사업들의 효과는 크게 나타나지 않음(기간 제약).

- 그러나 GHG 저감의 경제적 편익은 장기적으로 GHG 친화적 대안 사업 개발의 경제적 수익률을 강화

(p. 30, 4.4.4 요약)

 

5. 결론

 

○ 주요 성과물

 

- 도로 건설 활동으로부터 배출되는 온실가스의 핵심 요인에 대한 이해도 증진

- 유관 사업의 매 단계마다 사용되고 의사결정과정의 정보제공이 가능한 개방적이고, 투명하며, 유연한 배출량 산정 도구 개발

- 도로 계획가나 설계자를 위한 주요 개선사항 제공(이전의 기능적 비활용성 극복)

- 건설 및 유지관리 활동으로부터 발생하는 온실가스 배출을 저감하기 위한 선택 대안들의 인지 및 문서화

- 위의 선택 대안들의 이행을 잠재적으로 지원하기 위해 탄소 재원 검토. 다만 온실가스 저감 대안들의 시장 기반 편익은 잠재적 비용 절약 보다 훨씬 작게 나타남. 저감 대안들이 효과를 보기 위해서는 탄소의 시장가격이 10배 이상 더 커야만 하는 것으로 전망. 그러나 사회적 비용에 기반한 장기 경제분석에서는 온실가스 저감 대안들의 이행 효과가 더 큰 것으로 나타남.

(p. 31, 5.1절 요약)

 

○ 제약조건

 

- 동아시아 국가들의 온실가스 배출에 관한 통합정보 부족

- 생애 가치 평가(life cycle approach) 측면에서 도로부문 온실가스 주요 배출인자(시멘트, 스틸 등)의 배출 가치에 대한 불확실성 존재

- 계획의 채택, 설계, 그리고 생애주기 동안 GHG 생성기가 나타내는 배출 기여분의 변화에 대한 평가의 어려움: 예를 들면 GHG 배출은 물적 재료의 정확한 위치에 의존해 변화가 크며 (토양 처리, 시멘트 원천 등), 또한 건설 일정과도 관련성이 높음(우기 동안의 작업일 등)

- 도로 관리국(agency), 컨설턴트, 계약자, 위탁관리자 등 각 사업 단계별로 이산화탄소 배출 감소에 기여할 수 있는 이해관계자들 간의 충분하지 못한 인식

- ROAED 계산기 사용 경험을 바탕으로 개선을 지원하는 사용자 커뮤니티의 필요성(먼저 계산도구가 도로 사업 영향 평가에 사용되고 이후 사업의 활용적 측면에서 최적화 시도 등)

(p. 31~ p.32 5.2 절 요약)