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항공 및 초고속 열차 코리더의 환경 평가
조회수1,933 다운로드수0 등록일2015-03-05
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글로벌리포트 정보 - 리포트 구분, 콘텐츠 구분, 출처, 원문 제목, 언어, 국가, 등록일, 발행일, 과학기술 분류, 저자, 전문가칼럼, 키워드, 첨부파일
리포트구분 기술리포트 콘텐츠구분 철도, 항공
출처 Transportation Research Board
원문제목 Environmental Assessment of Air and High-Speed Rail Corridors원문보기
언어 - 국가 미국
등록일 2015-03-05 발행일 2013-08-00
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항공 및 초고속 열차 코리더의 환경 평가

 

개요

 

항공과 고속열차(high-speed rail, HSR)의 운송수단 경쟁에 대한 상당한 경험과 연구가 있음. 기존의 연구에는 시스템 구조(차량 기술, 비용, 승차, 등)와 환경 영향을 포함하는 분야가 속해 있음. 항공 및 고속 열차 코리터(corridor) 보고서의 목적은 항공과 고속 열차의 환경 평가와 관련된 연구 및 결과를 모으고, 두 시스템의 환경적 성과를 평가하는 능력을 개선할 수 있는 추가적인 연구를 이해하는 것임. 문헌 검토는 현재의 사례를 종합하기 위한 데이타를 수집하는 주요 도구임.

 

문헌에 의하면, 항공과 고속 열차 평가를 분류하기 위한 두 가지의 접근방법이 있음: 귀속적(attributional) 접근방법과 결과적(consequential) 접근방법. 귀속적 접근방법은 어떤 시점에서 과거를 바라보며, 승객의 이동 또는 차량의 이동에 환경적 영향을 할당하기 위해 사용됨. 결과적 평가는 시스템 변화의 결과로 미래를 바라보며, 특정 의사결정에 의해 야기되는 지역 전체의 환경영향에 대한 변화를 결정하기 위해 사용됨.

 

항공과 고속열차 운송수단은 때때로 중복됨에도 불구하고 다르게 구조화됨. 항공 시스템은 독립적인 운영자들에 의해 운영되는 비행기와 연결되는 노드(node, 공항) 시스템으로 구조화됨. 노드의 공간적 스케일은 광대해서, 승객들은 지역 또는 두 곳의 개별 나라에 있는 노드 사이에서 이동할 수 있음. 반대로, 고속열차 시스템은 링크(link)의 시스템으로 구조화되고, 공간적 스케일은 주요 도시간 또는 지역간 고정된 지역에 제한됨. 반대로, 항공은 코리더에서 계획되지 않음. 공항은 지역에 서비스를 제공하기 위해 계획되고, 항공사는 이러한 지역을 그들의 허브 공항에 연결함. 이러한 두 네트워크는 일부 중복되는 부분을 가지고 있지만 다른 스케일의 네트워크에 서비스를 제공한다는 것은 환경영향에 대한 시스템 구조를 정의할 때 복잡성을 제공함. 그 결과로 운송수단 사이에는 공간적인 비양립성(spatial incompatibility)이 존재함: 열차 서비스는 코리더에서 계획되는 반면, 항공 서비스는 국가적, 전세계적 네트워크에 걸쳐 계획됨.

 

운송수단에 걸친 공간적 비양립성은 환경 평가를 비교하는 것을 어렵게 만듦. 대부분의 연구는 항공과 고속열차는 경쟁적인 코리더로 간주하는 반면, 일부는 근처의 지역이 공항으로 연결되어 있을 때 항공 시스템을 더 넓은 네트워크로, 고속열차는 보완적인 것으로 바라봄. 항공과 고속열차의 환경평가에서 기본적인 차이점은 환경 평가에 대한 분석시스템의 경계를 설정에 있음: 항공은 공항에 집중된 계획을 가진 노드 시스템이고, 열차는 특정 코리더에 집중된 계획으로 링크에 의해 연결되는 일련의 노드임.

 

이 종합보고서는 두 가지의 타입의 문헌에 집중함: 정부가 주도한 환경영향 평가와 학술적 문헌. 정부 주도의 환경영향 평가는 국가 환경정책법(National Environmental Policy Act, NEPA)에 대한 연구의 형태임. 그러나, 두 운송수단의 공간적 비양립성를 고려할 때, 항공이 고속열차 프로젝트의 니즈를 맞추는지 혹은 그 반대인지를 평가하는 것은 매우 복잡한 절차임. 그 결과, 상세한 운송수단별 평가는 EIS 문서에서 거의 발견되지 않음. 결과적 평가는 NEPA 절차와 일관적인 자원에 대한 여러 영향에 집중함. 정부 주도의 보고서는 항공과 고속열차의 환경적 비교를 평가하기 위한 중요한 프레임워크를 제공함. 하지만 NEPA의 대안적 평가의 언어는 운송수단별 대안에 대한 상세한 분석을 가로막을 수 있음.

 

공간적 비양립성을 조화시키기 위해 노력하는 학술적 문헌이 증가하고 있지만, 학술적 문헌은 환경검토 절차의 법적, 제도적 프로토콜의 제약이 같지 않음. 따라서 학술적 문헌은 제한적인 시스템 경계를 그려야할 필요가 없음. 학술적 문헌은 어떤 운송수단이 실행되거나 프로그램되는 것과 상관없이 이들을 비교하는데 제약이 없음. 다음은 학술적 문헌에서 나온 결과의 일부임:

 

·         항공을 고속열차로 대체하는 것은 질소산화물, 일산화탄소, 탄화수소 및 미세분진의 배출량을 감소시키나, 전기 생산을 위한 주 연료의 황 함유량 때문에 황산화물을 12배 증가시키는 것으로 나타남. Givoni(2007)의 귀속적 평가에 의하면, 프랑스 파리와 영국 런던 사이에서 항공 및 고속열차 간에 공기 오염물질에서 상당한 감소가 있었음(탄화수소는 18에서 0.4 g/seat, 일산화탄소는 126에서 2.2 g/seat, 질소산화물은 71에서 18 g/seat, 황산화물은 2.9에서 35 g/seat, 그리고 미세분진은 2.0에서 1.0 g/seat로 감소).
·         Jamin et al.(2004)에 의한 결과적 평가에 의하면, 관련 코리더에서 항공 이동의 1/3을 고속열차로 대체하는 것은 코리더에 걸쳐 황산화물의 배출을 100에서 2,000 톤으로 증가시키고, 질소산화물(5,000에서 4,200 톤으로), 탄화수소(2,200에서 1,900 톤으로), 그리고 일산화탄소(6,100에서 4,200 톤으로)을 감소시킴. 이는 인간의 건강과 환경적 영향을 평가할 때 중요할 수 있고, 배출량이 발생하는 곳에 따라 다를 것임. 황 배출량에서의 증가는 토양과 지표수의 산성화로 이어질 수 있고, 운영 및 추진 에너지 입력과 생애주기 효과(life-cycle effects)에서 변화로 나타날 수 있음.
·         2002년에 유럽위원회(European Commission)에 의하면, 사람은 일반적으로 열차 소음보다는 비행기 소음에 의해 더 민감해짐. 고속도로 소음은 이 두 운송수단 사이에 위치함. 2011년에, Eagan and Mazur에 의하면, 이는 분명히 음향 요소와 관련이 있지만 소음원(noise source)에 대한 태도와도 관련이 있음.
·         공간적 비양립성과 함게, 항공 및 고속열차는 다른 소음 프로파일을 가질 수 있음. 비행기 소음은 낮은 고도의 비행에서 발생하기 때문에 주로 공항 근처의 운영에 대한 걱정꺼리임. 고속열차는 정거장 사이의 링크 시스템을 포함하기 때문에 고속열차 소음은 소음 완화의 가능성, 철로 근처의 인구밀도, 운영상의 특징 등의 결합 때문에 노드에서 압도적으로 발생할 수도, 발생하지 않을 수도 있음. 일반적으로, 철로를 따라서 보다는 고속열차의 정거장 근처에서 예상되는 영향은 더 작음.
·         항공 교통은 일반적으로 고속열차 교통보다 승객 이동 당 더 작은 토지를 필요로 함. 공항의 토지 점유는 용량 증설에 대한 필요가 있을 때 발생하는 반면, 고속열차로부터의 토지사용의 영향은 고속열차 선로의 길이와 선로를 따른 환경에 종속적이지만 코리더에서 교통량에 종속적이지는 않음.
·         게다가, 주변의 토지에 대한 성장 유도 효과가 고려되는 것이 중요함. 항공과 고속열차 시스템 모두 공항과 열차 정거장 근처에서 새로운 거주민, 상업 및 산업 활동을 통하여 간접적인 토지 사용 효과를 창출할 가능성을 가지고 있음.
·         2007년에, Givoni의 귀속적 평가에 의하면, 런던과 파리 사이에서 고속열차의 이동으로부터 발생한 이산화탄소 배출량은 7.2 kg/seat였고, 항공 이동으로부터 발생한 배출량은 44 kg/seat였음.
·         2003년, Janic의 귀속적 평가가 추정한 바에 의하면, 프랑스의 고속열차 서비스(TGV)는 승객-이동 킬로미터 당 4 g의 이산화탄소를 배출했음(89%의 핵 발전). 독일의 고속열차 서비스(ICE)는 28 g을 배출했고(50%의 석탄 발전), 경쟁하는 비행은 100-150 g을 배출했음. 다른 손상(예를 들어, 다른 공기 오염, 소음, 토지 사용, 혼잡 및 사고)과 결합된 배출량은 고속열차와 항공 이동의 외부 비용(external costs)을 화폐화하는데 사용됨. 그 비용은 미국에서는 승객-이동 킬로미터 당 0.002에서 0.01 유로, 유럽에서는 0.02에서 0.08유로였음.
·         Chester and Horvath(2012)는 캘리포니아에서 미래의 장거리 이동에 대한 평가에서 대략 150개의 생애주기 요소를 포함하였고, 귀속적 접근방법을 사용함으로써 고속열차가 승객-이동 마일 당 더 작은 온실가스를 배출하지만, 유망 항공기와 경쟁하기 위해서 평균 130-280명의 승객 점유가 필요하고, 갤론 당 35 마일의 승용차와 경쟁하기 위해서는 80-180명의 승객 점유가 필요함.  Chester and Horvath는 그 후 미래의 고속열차 채택의 불확실성 하에서 온실가스 상환이 20-40년 사이에 발생하는 것을 결정하기 우해 결과적 평가를 개발하였음. 여기에는 건설 및 유지관리 활동으로부터의 배출량이 포함됨. 저자들을 유망기술, 지역의 비행 특성, 운송수단 변화에서의 불확실성의 모델링을 포함하였음.
·         Givoni(2007)는 런던과 파리 사이에서 비행기, 비행기 이동, 고속열차 이동의 공기오염 외부효과를 추정함으로써 항공 및 고속열차에 대한 운송수단 대체의 환경적 편익을 계산하였음. 그는 고속열차로 이동하는 외부 비용이 좌석 당 0.52 유로이고 항공의 외부 비용은 좌석 당 1.03 유로였음. Janic(2003)은 공기 배출량의 외부효과를 화폐화하였고, 유럽에서 고속열차에 의한 이동의 한계 비용(marginal costs)이 일반적으로 항공 이동의 한계 비용보다 낮다고 추정하였음. 하지만 Janic은 각 시스템의 전체 비용을 평가하지 않았음.

 

항공과 고속열차의 역할을 경쟁과 보완으로 연구하는데 있어, 승차를 이해하는 것은 필수적인 요소임. 여러 연구는 미래의 장거리 교통 시스템의 환경적 성과를 이해하기 위해 정확한 승객 예측의 중요성을 인용하였음. 일부 연구는 승객수에 대한 환경적 성과의 민감도를 탐색하였음. 다른 연구들은 서비스의 환경적 강도를 이해하기 위해 승객-이동 마일 당 장기적인 승객수를 이해하는데 중점을 두었음.

 

항공과 고속열차 시스템을 비교하기 위한 분석적 경계와 측정기준을 통합하기 위한 노력에서, 다음의 평가가 학술적 문헌에서 사용되고 있음: 생애주기 평가(life-cycle assessment, LCA) 영향 평가, 그리고 편익-비용 분석. 항공 및 고속열차 시스템의 생애주기 평가는 차량(제조 및 유지관리), 인프라(건설, 운영 및 유지관리), 그리고 에너지 생산(주로 연료 공급원료 추출, 처리 및 분배) 요소들을 포함할 수 있음. 항공 및 고속열차를 포함하는 미래의 캘리포니아 네트워크에 대한 생애주기 분석 결과에 의하면, (1) 항공에 대해, 생애주기 요소들은 운송수단의 발자국(footprint)을 대략 20% 증가시킬 수 있고, (2) 고속열차에 대해, 인프라 건설에 사용되는 콘크리트 및 철강은 운송수단의 온실가스 발자국을 두 배 증가시킬 수 있음. 공항 근처의 운영이 인간의 건강에 미치는 영향을 이해하기 위해 항공 산업과 학계에서 상당한 연구와 노력이 이루어지고 있음. 온실가스 배출량 비교가 매우 중요하지만, 미래의 연구가 다른 오염물질을 고려하는 것도 중요함. 지속가능성과 환경적 영향을 폭넓게 정의함으로써, 다음을 이해하는 것에 대한 기회가 존재할 것임: (1) 하나의 환경적 우려의 감소는 또다른 환경적 우려의 감소로 이어질 수 있음; 또는 (2) 하나의 환경적 우려의 감소는 또다른 환경적 우려의 증가로 이어질 수 있음.

 

마지막으로, 고속열차 비용 모델의 개발은 비행기 비용 모델의 개발과 비교하여 독특한 어려움을 제시함. 고속열차 프로젝트는 여러 지형적 경관에 걸쳐 건설되기 때문에, 여러 다른 기술적 해결책과 투자가 필요함. 일부 연구는 항고 이동의 경제적 편익을 정량화하기 위해 노력하였지만, 한 지역에 대한 유사한 고속열차의 편익은 잘 이해되지 못하고 있음. 이 분야에서 다양한 연구는 교통 인프라의 투자를 평가하기 위한 사회적 복지함수(social welfare functions)를 개발하는 것에서부터, 고속열차 프로젝트를 정당화하기 위한 프레임워크의 개발까지, 항공 및 고속열차에 대한 운송수단 대체의 환경적 편익의 계산까지 다양함.

 

결론적으로, 항공 및 고속열차 시스템의 환경 평가는 가치있는 지식을 만들어냈지만, 새로운 데이타 분석과 방법의 개발은 두 운송수단을 포함하는 미래의 네트워크에 대한 이해를 향상시킬 것임. 많은 수의 문헌 검토는 항공 및 고속열차의 비교 환경 분석 관련 하나의 결론에 이르지 않음. 지역의 계획 절차를 구축하고, 이전에 구축된 방법 위에 추가하며, 미래의 절차를 더 잘 이해하기 위한 새로운 도구 및 정보를 개발함으로써, 더 통합적인 접근방법이 개발될 수 있을 것임.

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