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33 검색 결과: 미세먼지

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중국의 미세먼지 대응방안과 시사점

미세먼지의 위험성 증가 속에 중국과 협력 필요성이 증대하고 있으나, 협력 분야에 대한 정보가 부족한 실정이다.
최근 한국은 미세먼지 문제에 대한 관심이 계속 증가하고 있고, 미세먼지 주의보가 지속적으로 발표되고 있으며, 관련 위험성뿐만 아니라 미세먼지 문제 해결을 위해 다양한 방안들이 거론되고 있다.
미세먼지 문제 해결을 위해서 중국과 협력이 필수적이나, 협력 방안 구축을 위한 중국의 정보가 부족한 실정이다. 미세먼지 문제는 국가 간 상호 영향도 중요한 문제로 작용하고 있어, 인접국인 중국과 국제 협력이 필수적이다.
이에, 본 보고서는 중국의 미세먼지 현황과 대응방안에 대한 정보를 제공하고, 이를 기반으로 협력 방향 시사점을 도출하고자 한다. (상세한 내용은 첨부파일 참조)
[목차]
Ⅰ. 배경
Ⅱ. 중국의 미세먼지 현황
Ⅲ. 미세먼지 형성원인 및 대응 문제점
Ⅳ. 중국의 대응방안
Ⅴ. 시사점

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[13.5계획] 이 기간에 미세먼지 관리에 24억 투자

2017년 1월 22일, 과기부 사회발전사와 과학일보사는 연합으로 미세먼지 관리 전문가포럼을 개최하였다. 포럼에서는 대기오염 원인과 제어기술 최신 연구 성과, ’13차 5개년’기간 과학기술 미세먼지 관리에 대하여 토론을 진행하였다. 과기부 21세기센터 커빙(柯兵) 책임자는 “’13차 5개년’기간, 미세먼지와 광화학 스모그의 형성 메커니즘, 대기오염이 인간 건강에 미치는 영향, 모니터링 예측기술 등 6가지 중점임무에 대하여 과기부는 ‘대기오염 원인과 제어기술 연구’ 중점 전문프로젝트를 […]

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2020년 징진지, 미세먼지 곤경에서 벗어날듯

최근, 징진지(京津冀)[베이징, 톈진, 허베이]는 스모그로 몸살을 앓고 있다. 이에 대비해 징진지 3개 지역은 최근 3년간 행정구역 제한을 깨뜨리고 공동으로 오염을 제어·관리하여 기본적인 효과를 거두었다. 계획에 따르면 징진지는 2020년까지 스모그 농도를 감축시켜 “녹색시대”에 들어설 전망이다.

징진지 지역은 중국에서 공기 오염이 가장 심각한 지역이며 PM2.5는 징진지 지역의 주요 대기오염물질이다. 최근 3년간 징진지는 공동으로 일련의 조치를 강화하여 환경오염 개선에 노력하였다. 2016년 징진지 지역의 PM2.5 평균 농도는 2013년에 비하여 약 33% 감소되어 환경이 다소 개선되었지만 큰 효과를 거두지 못하였다. 스모그는 단시일 내에 형성된 것이 아닌 것 처럼 스모그 퇴치도 장기적인 과정이다.

2015년 12월 30일 중국국가발전개혁위원회와 환경보호부가 관련 부문과 공동으로 작성한 “징진지 협동발전 생태환경보호계획”이 발표되었다. 계획에 따르면 2020년 징진지 지역 PM2.5 농도를 2013년에 비하여 약 40% 감소시킬 예정이다. 2020년 징진지 지역은 스모그 오염이 기본적으로 개선되어 “녹색시대”에 들어설 전망이며 그때가 되면 베이징은 5갈래 너비가 500m 이상인 1급 “통풍회랑” 과 너비가 80m 이상인 여러 갈래 2급 “통풍회랑”을 구축하여 “통풍회로망 시스템”을 형성함으로써 도시 지역의 공기 유통성을 향상시킬 예정이다. 징진지 지역의 PM2.5 연평군 농도를 2017년까지 약 73 μg/m3로 감축시키고 2020년까지 약 64 μg/m3로 감축시키려고 계획하고 있다.

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런던의 스모그와 중국의 미세먼지 성분은 다르다

1952년 12월 런던 상공을 5일간 뒤덮은 짙은 안개로 1.2만 명의 소중한 생명은 사라졌다. 이에 많은 과학자들이 수십 년을 매달려 이 문제를 해결해야만 했고, 현재 중국 역시 상공의 미세먼지로 인해 그 위험성에 대해 우려를 금치 못하고 있다. 그렇다면, “이 둘의 공통점은 무엇이며, 또 다른 점은 무엇인가?”에 대하여 국제과학연구단체《미국국가과학원 저널》 에서 연구를 통해 살인미세먼지 발생 원인에 대하여 공개하였다.

비록 사람들은 런던 안개가 석탄이 연소하면서 배출되는 스모그가 사망 원인이라고 알고 있었다. 하지만, 스모그와 오염은 ‘살인 듀오’라고 불리기도 하지만 지난 60년간 정확한 화학적 합성반응에 대하여는 공개되지 않았다. 미국, 중국, 이스라엘, 영국의 연구원들은 실험실의 연구와 중국에서 실시한 대기측정을 통해 런던의 살인 스모그와 중국의 미세먼지가 동일한 화학 합성반응을 거쳐 발생함을 발견하였다.

황산염은 스모그 생성의 가장 큰 원인이며, 가정용 석탄과 발전소에서 연소되는 석탄으로부터 배출되는 이산화황은 황산 미립자를 형성한다. 최신 연구 보고에서는 이산화황이 황산 미립자가 되는 과정을 공개하였다. 석탄 연소시 발생되는 또 다른 부산물 질소산화물은 최초의 안개 발생을 일으키며, 황산 미립자를 형성하는 과정을 돕는 원인으로 확인되었다. 안개 속에 수십 미크론 알갱이 입자가 포함되어 있으며, 이 스모그 입자가 증발 후 바로 내려와서 도시 전체를 뒤덮어서 당시의 런던 참사의 주범인 산성 스모그(연무)가 형성된다. 이와 같은 공기의 화학 합성과정이 중국의 미세먼지에도 발생되고 있는 것이다.

그렇지만 중국의 미세먼지가 런던 스모그와 다른 점은 중국 미세먼지의 경우, 더 작은 입자들에 의해 발생된다는 것이다. 중국에서 이산화황은 주로 발전소의 발전과정을 통해 배출되며, 발전소 및 차량에서 배출되는 이산화질소들이 황산의 중화 작용을 하고 있으며, 다수의 비료 사용 및 자동차 배기가스 배출 등의 물리적 상호작용을 통해 중국의 미세먼지가 생성된다는 점이다. 여기서 우리가 주의 깊게 들여다보아야 할 점은 런던 스모그는 강산성인 것에 비해 중국 미세먼지는 기본적으로 중성을 띈다는 점이다.

텍사스농업, 공업대학 특별 초빙교수인 장런이(張人一) 교수에 의하면, 중국 정부는 지난 10년 동안 끊임없이 공기의 오염물질을 감소시키기 위해 노력해 왔으며, 그간의 노력을 통해 공기 미세먼지의 화학합성과정을 이해하고, 이를 관리 감독할 수 있는 객관적 기초를 마련하였다. 더불어 그간의 런던 스모그 현상의 수수께끼를 풀 수 있는 단서를 제공하였으며, 동시에 중국 미세먼지의 관리 및 공기질량의 향상방법에 대해서도 새로운 해결책과 방법을 제시해 주었다. 어쩌면, 질소산화물과 암모니아질소의 배출량을 감소시키는 것이 황산염을 억제하여 미세먼지의 발생을 최소화는 가장 효과적인 방법일지도 모른다.

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과기부, 미세먼지 형성원인 규명에 나선다

중국 과학기술부는 서로 다른 단계와 지역의 대기오염 관리에 기초이론과 과학기술 지원을 제공하기 위해, 중국 국가 중점 연구개발 계획 “대기오염방지” 주요 프로젝트에 대한 시범사업을 시작하였으며, 현재 실시방안 작성 단계에 진입하였다.

중국 대기오염은 그 원천이 다양하고, 형성원인이 복잡하다. 따라서 대기오염방지는 짙은 미세먼지에 대응하는 방향으로부터 대기 PM2.5와 오존을 협동적으로 예방하고 제어하는 방향으로 바꾸어야 하며, 제어 기술의 중점은 기존의 말단처리를 주요로 하던 데로부터 전반과정을 제어하는 방향으로 바꾸어야 한다.

중점지역의 짙은 안개에 의한 2차 미세 입자상 물질의 형성 메커니즘과 확산법칙, 미세먼지와 광화학 미세먼지의 형성에 영향을 미치는 요인, 오염원 해석 방법 등에 관한 연구, 대기오염과 인간의 건강 관계에 관한 연구, 핵심 지역의 대기오염 원천 식별과 지역의 공동 예방 및 통제 기술의 통합 연구에 대한 추진 등이 이번 프로젝트의 중점 과제이다. 주요 프로젝트는 2015년부터 2020년까지 실시할 것이다.

자료출처: 인민망. 2015.03.04.

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미세먼지의 지속적 영향요인 분석

본문은 중국과학기술발전전략연구원의 「調硏報告」(2014.제26기) 에 발표된 “總數据看‘霧霾’”(李修全, 宋衛國) 원문을 정리한 내용이다.

동 보고서는 데이터를 이용해 중국의 미세먼지 형성원인 및 주요 영향요인을 분석하고 다음과 같은 결론을 도출했다. 첫째, 미세먼지 오염지역은 모두 대량의 오염물을 배출하며, 공업 오염물배출이 위주인 대기오염물 배출이 미세먼지 형성의 근본원인이고, 또한 최근 연간 상승세를 보이고 있다. 둘째, 풍력이 미세먼지와 긴밀한 관련이 있다. 통계결과, 최근 중국의 서로 다른 지역에서 풍력 변화특징의 분화가 나타났다. 미세먼지가 지속적으로 발생하는 지역은 뚜렷한 풍력 약화현상을 동반하여 미세먼지 가중의 주된 기상변화 원인이 되고 있다. 동 보고서에서는 풍력영향 관련 요인에 대해 분석하고 미세먼지를 방지하기 위한 대안을 마련하고자 한다.

자세한 내용은 첨부파일 참조.

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슈퍼컴퓨터를 이용해 3-7일 후 미세먼지 정확한 예보가능

최근 미국에서 개최된 슈퍼컴퓨터대회에서 중국수광(曙光)회사는 다른 많은 기관과 공동으로 연구개발한 ‘일체화 미세먼지 예보·경보, 오염원 분석 및 정부지원 정책결정시스템’이 오는 12월에 본격 사용될 것이라고 밝혔다. 전문가는 대기오염방지에서 슈퍼컴퓨터기술이 필요하다고 지적했다.

중국수광회사는 중국과학원 대기연구소, 중국환경관측종합기지(中国环境监测总站), 칭화대학 등 기관과 2012년부터 동 시스템의 연구개발에 착수하여 2013년 5월 시운행을 하고 12월 중순에 본격사용에 투입할 예정이다.

시스템은 향후 3-7일, 나아가 더 긴 기간의 미세먼지를 정확하게 예보할 수 있고, 강한 미세먼지 예측능력과 오염원 관측능력을 지녔으며, 오염원에 근거해 미세먼지에 대한 정확한 정책결정 지원을 제공할 수 있다.

미세먼지 예보는 통계예보와 다중모델통합 수치예보시스템으로 구성되었다. 그 중 통계예보는 빅데이터 모니터링 기반의 통계분석예보이며, 다중모델통합 수치예보시스템은 슈퍼컴퓨터를 이용해 대용량 병렬 컴퓨팅을 진행하여 환경문제를 예측 및 분석한다.

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미세먼지 오염원 통제용 PM2.5 성분 모니터링 장비 개발

중국이 추진 중인 PM2.5 성분 모니터링 장비 연구개발 프로젝트가 획기적 성과를 창출하고 원리 시제품을 이미 제조하여 3년 내에 대량 생산될 전망이다.

국가급 ‘대기 미세먼지 화학성분 온라인 모니터링 장비 연구개발 및 응용시범’프로젝트는 중국에너지절약환경보호그룹 산하 류허톈룽(六合天融)환경보호과학기술회사가 담당하였으며, 하드·소프트웨어 두 개 분야에서 미세먼지 오염원을 정확하게 통제하기 위해 PM2.5 성분 모니터링 장비를 개발하고 PM2.5 성분분석과 모니터링방법 표준을 제정하는 것이 목적이다.

동 프로젝트는 2013년에 과학기술부 국가 중요 과학기기장비 개발 전문프로젝트에 편입되어 2013년 10월 정식 가동했으며, 이번에 원리 시제품을 개발하고, 향후 3년 내에 공정용 시제품, 산업화 연구, 산업화 투입 등 목표를 지속적으로 달성할 계획이다.

PM2.5는 유기탄소/원소 탄소화합물, 중금속, 황산염/질산염, 수용성 이온성분 등 4가지 유해성 물질을 함유하고 있다. 이번에 연구개발된 유기탄소/원소 탄소성분 분석기 원리 시제품은 최초의 ‘중국제조’ PM2.5 성분 모니터링 장비로, PM2.5 성분 물질함량 분석을 통해 미세먼지 오염원 통제를 확보한다.

기업은 지금까지 2대의 시제품을 제조하였는데, 한 대는 베이징 대학과 연구기관에 있고, 다른 한 대는 광둥성의 대기관측센터에서 테스트를 진행 중이다.

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리커챵 총리: 중국 에너지전략 조정, 미세먼지에 대해 선전포고

미세먼지가 겨울철과 여름철을 가리지 않고 빈번히 나타나고 규모가 확산되면서 중국은 에너지전략을 조정하고 절약우선 총량통제, 청정발전 ‘친환경’구조 등 일련의 실질적인 방안을 통해 미세먼지에 대한 ‘선전포고’를 하였다.

최근에 리커챵 국무원 총리는 새 정부가 출범된 이후 최초의 국가에너지위원회 회의를 개최하고, 에너지와 관련된 전략적 문제와 중대프로젝트를 논의하였다.

회의는 에너지 생산과 소비방식 변화, 에너지의 친환경·저탄소·지능형 발전수준 향상, 미세먼지 등 오염에 대한 선전포고를 실시하고 생태환경보호 에너지절약 및 오염물배출감소 조치 강화를 통해 대기의 질을 개선할 것을 제시하였다.

회의는 에너지절약을 우선 전략적으로 추진하고 생산과 소비의 두 가지 분야에 착수하여 중점영역과 에너지절약공정을 조속히 추진하며 에너지 이용률을 높여 적은 에너지소비로 경제사회의 빠른 발전을 촉진할 것을 강조하였다.

석탄대체 에너지구조 변화와 관련해 리커챵 총리는 일부 중대프로젝트를 실시할 계획이라고 밝혔다. 구체적으로 국제 최고의 안전표준을 적용하여 동부 연해지역에서 새로운 원자력발전 중점프로젝트 건설을 적시에 개시하며, 합리적인 수력발전프로젝트를 질서있게 실시하고 풍력에너지, 태양에너지발전 기지와 관련된 전력전송공정 건설을 강화하면서 원거리 대용량 송전기술을 개발할 예정이다.

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미세먼지 오염원을 줄이는 바이오매스 복합연소기술 장비 개발

석탄연소가 미세먼지의 주요 오염원이라면 짚의 연소과정도 대기오염을 가중시키고 있는 실정이다. 최근 미세먼지 오염원을 줄이기 위한 대책의 일환으로, 짚의 석탄대체 자원화 응용 연구과제인 고출력 슬래그 과립화 방지 바이오매스 고체·가스 복합연소 기술 및 장치가 전문가 평가에 통과되었다.

쟝수둥궁(江蘇東工)환경보호과학기술주식회사는 톈진대학 및 동남대학과 협력 연구를 통해 바이오매스 고체·가스 복합연소 기술 및 장비를 개발하였고, 또한 바이오매스 성형 연료(Biomass Pellet or Biomass Mouldinf Fuel, BMF)용 점결 방지(ANTI-COKING) 첨가제를 독창적으로 개발하여 짚이 칼륨나트륨을 많이 함유하고 짚이 타고 남은 재 융점이 낮으며 코크스화가 용이한 난제를 해결하였다. 또한 고체가스 복합연소 기술을 개발하여 바이오매스 가스화 과정에서 타르를 생성하기 쉬운 단점을 극복하였으며, BMF 이중 연쇄적 연료공급장치를 개발하여 기존 연료공급장치의 템퍼링 문제를 효과적으로 해결하였다.

동 바이오매스 고체가스 복합연소장치는 제어 용이성, 사용 편이성, 고출력의 장점을 지니고 있으며, 석유화학, 건자재, 금속제련, 열전기 등 산업에 널리 응용될 수 있다. 천커파(岑可法) 중국공정원 원사는 이번 연구개발에 성공한 고출력 BMF 연소장치는 농촌의 짚을 석탄대체 연료로 사용할 수 있어 미세먼지 오염을 근절하는데 있어서 중요한 의미를 지닌다고 밝혔다.

바이오매스 성형 연료는 ① 유황 함유량이 극히 적어 연소 시 이산화유황을 거의 생성하지 않으며, ② 연료의 산소함유량이 38%에 달하여 연소 시 산소소모량과 질소산화물(NOx) 생성량이 적으며 바이오매스 이산화탄소 배출과 흡수는 자연계의 탄소순환을 형성하여 이산화 제로배출이 가능하고, ③ 발열량은 3,900~4,800kcal/kg로 높아 화석연료에 비견될 수 있으며, ④ 세계 4대 에너지로서 연간 생산량이 세계 총에너지수요량을 훨씬 초월하며, 원료공급이 지역적 제한을 받지 않아 에너지가 부족한 지역에 적합하고, ⑤ 재생에너지로서 식물의 광합성작용에 의해 재생이 가능하여 에너지의 지속가능한 이용을 확보할 수 있으며, 친환경 연료로서 화석에너지를 대체할 수 있는 등의 5가지 우위를 갖추었다.