산업 현장 온실가스 배출량 정확히 산정하는 기술 개발

2020.11.11 14:58
KRISS 연구팀, 온실가스 배출량 산정시 굴뚝 내 ‘유속’이 최대 변수
온실가스 배출량 측정의 핵심 요소인 ‘배출유량’의 신뢰도를 계산한 한국표준과학연구원(KRISS) 열유체표준그룹 연구팀. 왼쪽 아래부터 시계방향으로 최용문 책임연구원, 이생희 책임연구기술원, 신진우 기술원, 강웅 책임연구원. 한국표준과학연구원 제공
한국표준과학연구원(KRISS) 열유체표준그룹 연구팀은 온실가스 배출량 측정의 핵심 요소인 ‘배출유량’의 신뢰도를 계산했다. 왼쪽 아래부터 시계방향으로 최용문 책임연구원, 이생희 책임연구기술원, 신진우 기술원, 강웅 책임연구원. 한국표준과학연구원 제공

온실가스 배출량은 세계 10위권이다. 정부는 온실가스 배출량을 줄이기 위해 2015년 사업장 간에 온실가스 배출권을 거래할 수 있는 ‘온실가스 배출권거래제’을 시행했다. 온실가스 배출량의 초과량 또는 감축량에 따라 거액이 오고 가기에 온실가스 배출량을 정확하고 공정하게 측정하는 기술이 필요하다. 국내 연구진이 공장에서 온실가스 배출량을 정확히 측정할 핵심 기술을 개발했다. 

 

한국표준과학연구원(KRISS)은 강웅 열유체표준그룹 책임연구원 연구팀이 국내 산업 현장에서 나온 데이터를 이용해 온실가스 배출량 측정에 꼭 필요한 ‘배출유량’의 정확도를 계산하고, 유속이 신뢰도에 가장 큰 영향을 미친다는 사실을 알아냈다고 11일 밝혔다. 

 

온실가스 배출량을 측정할 때는 보통 계산법과 실측법이 쓰인다. 계산법은 연료사용량과 배출계수를 이용해 계산하는 방법이고, 실측법은 온실가스의 배출농도와 배출유량을 직접 측정한 후 두 값을 곱해 온실가스 배출량을 계산하는 방법이다. 

 

실측법이 더 정확하지만, 배출유량이 굴뚝의 구조, 굴뚝 내부 유속분포 및 운영조건에 영향을 받아 정확하게 측정하기가 쉽지 않기 때문에 주로 계산법이 사용됐다. 배출유량을 정확하게 측정하려면 측정값의 불확실한 정도를 나타내는 ‘불확도’를 줄여야 하는데 대부분의 연구가 배출농도에 측정이 맞춰져 있어 굴뚝에서 측정한 실시간 측정결과를 사용해 배출유량의 불확도를 자세히 평가하는 연구가 이뤄지지 않았다.

 

강웅 KRISS 책임연구원 연구팀은 국내 발전소에서 주로 사용하는 유체 속도 측정 장치인 S형 피토관을 이용해 굴뚝 내부에서 온실가스의 유속분포를 측정했다. 그리고 발전소의 굴뚝원격감시체계에서 얻은 실측 데이터와 국제표준화기구가 불확도 계산에 필요한 변수를 넣어 만든 ‘유속측정 불확도모델식’를 이용해 배출유량의 불확도를 평가했다. 굴뚝원격감시체계는 굴뚝에서 배출되는 대기오염물질을 실시간으로 측정하는 시스템이다.

 

측정 결과 국내 산업 현장에서 측정한 배출유량의 불확도는 3.8%였다. 이는 그동안 추측해왔던 5~10%보다 낮은 값이다. 또, 불확도 측정에 가장 큰 영향을 주는 요소는 온실가스의 유속이라는 사실도 알아냈다. 

 

KRISS 강웅 책임연구원은 “온실가스 배출량 규제에 적극적인 미국과 중국의 표준기관과 공동연구를 진행하고 있다”며 “현재 개발하고 있는 3차원 굴뚝 유속계 측정기술과 굴뚝배출가스 측정표준테스트베드를 구축해 온실가스 배출량 거래의 신뢰성과 공정성을 높일 것”이라고 밝혔다.

 

이번 연구는 측정과학분야의 국제학술지인 ‘메트롤로지아’ 온라인판 6월자에 실렸다.

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