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초미세먼지, 중국 황사가 문제? 한국 석탄발전소를 주목하라

2013년부터 우리의 일상에 불청객처럼 찾아온 ‘먼지’가 있다. 바로 ‘초미세먼지’다.

초미세먼지에 관한 관심은 커지고 있지만, 정보는 아직 부족하다. 건강에는 위험하다는데, 실제로 초미세먼지가 많다는 날은 목도 칼칼하고 눈도 뻑뻑해지는데, 어디에 어떻게 위험하다는 건지 독자들도 궁금할 거다.

서울에 초미세먼지 주의보가 내린 2015년 2월 23일 남산에서 바라본 서울 전경. 중국발 황사까지 겹쳐 시야가 뿌옇다.

서울에 초미세먼지 주의보가 내린 2015년 2월 23일 남산에서 바라본 서울 전경. 중국발 황사까지 겹쳐 시야가 뿌옇다.

더불어 알려지지 않은 게 하나 더 있다. 언론이나 전문가들은 대부분의 초미세먼지가 중국 때문이라고 한다. 이젠 마트 진열대뿐만 아니라 공기마저도 중국산이 다 차지한 것인가? 하지만 실제로는 국내에서 생성하는 초미세먼지가 절반 이상이다. 특별히 다양한 국내 생성요인 중 석탄 화력발전소를 주목할 필요가 있다.

초미세먼지와 석탄 화력발전소, 이 두 가지를 찬찬히 살펴보자.

1. 초미세먼지란 무엇인가

엄청나게 작지만 엄청나게 위험한 1급 발암물질

초미세먼지는 머리카락 지름의 1/20~1/30 정도의 크기를 가진 초미세입자다. 말 그대로 엄청나게 작은 먼지라고 이해하시면 되겠다. 흔히 초미세먼지를 PM2.5라고 부르는데, PM은 Particulate Matters의 약자다.

뒤에 따르는 2.5라는 숫자는 입자의 크기를 나타내며 단위는 μm(마이크로미터; 백만 분의 1미터)를 사용한다. 초미세먼지는, 우리 눈에 안 보이는 수준을 넘어서, 호흡기뿐만 아니라 피부로도 침투할 수 있다.

초미세먼지 입자 크기 비교 및 인체 침투 경로

초미세먼지 입자 크기 비교 및 인체 침투 경로

초미세먼지는 엄청나게 작다. 너무 작아서 호흡기에서 걸러내지 못할 뿐만 아니라, 바로 폐포에 침투해 빠져나오지 않는다. 피부로 침투하면 모세혈관을 타고 몸 전체를 돌아다니면서 각종 질병을 일으킨다.

  • 폐암 등 호흡기 질환
  • 심장병 등 각종  심장질환
  • 뇌졸중 등 각종 혈관질환
  • 저체중아 출산과 조산 그리고 생식기능 약화
  • 특히 어린이와 임산부, 노약자에게 위험

이런 위험성 때문에 2013년 세계보건기구(WHO)에서는 초미세먼지를 1급 발암물질로 지정했다. 초미세먼지가 찾아든 일상 속에서 우리는 매일 발암물질을 호흡하고 있는 것이다.

한국은 안전지대? 

한국의 초미세먼지 농도는 국제 기준 및 다른 나라 도시들과 비교해보면 결코 안심할 수 없다. 하지만 한국사람들은 초미세먼지의 위험성을 제대로 체감하지 못하는 것 같다.

2012년 한국의 연평균 초미세먼지 농도는 25.2μg/m³. 세계 주요도시인 런던(16μg/m³), 파리(15μg/m³), 뉴욕(13.9μg/m³)과 비교하면 꽤 높은 수준이다. 세계보건기구에서 권고하는 연평균 초미세먼지 대기질 기준인 10μg/m³ 보다 2.5배나 높다.

이는 세계보건기구의 초미세먼지 대기환경 기준 권고안의 “잠정단계2”에 해당하는 수치로, 초미세먼지로 인한 장기적인 조기 사망 위험성이 약 9%나 높아진다는 것을 의미한다. 초미세먼지는 단기간 노출로도 발병율과 조기 사망율이 높아지기 때문에 각별히 조심할 필요가 있다.

2014년 서울시 구별 연평균 초미세먼지를 살펴보자.

2014년 각 구별 서울시 연평균 초미세먼지 농도 / 출처: 서울시대기환경정보 cleanair.seoul.go.kr

2014년 각 구별 서울시 연평균 초미세먼지 농도 / 출처: 서울시대기환경정보 cleanair.seoul.go.kr

기본적으로 모든 구가 세계보건기구의 연평균 권고기준을 2배 이상 초과한다. 하지만 한국 국내 초미세먼지 대기환경 기준치가 연평균 25μg/m³으로 세계보건기구 기준치보다 높다 보니 현재 한국의 초미세먼지 오염도에 대한 심각성이 충분히 공론화되지 않는 듯 하다.

참고로, 한국의 초미세먼지 연평균 기준은 일본(15μg/m³), 중국(15μg/m³)보다 높다.

중국만 탓할 게 아니다

일반적으로 초미세먼지 하면 떠오르는 단어가 바로 ‘중국’ 이다. 초미세먼지가 오면 언론이든 전문가든 모두 ‘중국발’이라는 표현을 써 왔기 때문이다. 하지만 과연 중국만 문제일까?

2013년 정부 관계부처 합동 미세먼지 종합대책의 자료를 보면 중국으로부터의 초미세먼지 영향은 30%~50%로 추정한다. 즉, 중국 영향이 있지만, 국내 초미세먼지가 50%~70%를 차지한다는 의미다.

서울시 자료를 통해서도 국내 생성 초미세먼지가 상당하다는 것을 확인할 수 있다. 2011년 자료에 따르면 서울 지역 초미세먼지 중 약 51%가 국내에서 생성했고, 서울지역 초미세먼지 국내 요인 기여율은 49~59%에 달한다(서울시 겨울철 초미세먼지 특별관리대책 자료, 2015년 1월).

초미세먼지에 대한 책임을 언제까지 중국에만 돌릴 수는 없다. ‘중국에서 오는 거라 손 쓸 방법이 없다’는 핑계는 접고, 우리 스스로 초미세먼지를 줄이기 위해 뭔가를 해야 한다는 말이다.

1차 배출 초미세먼지 / 2차 생성 초미세먼지

그렇다면 초미세먼지는 주로 어떻게 발생할까? 많은 부분 자동차나 공장 매연으로부터 발생한다. 여기서 우리는 ‘1차 배출 초미세먼지’와 ‘2차 생성 초미세먼지’를 구별해 살펴봐야 한다.

자동차 배기구나 공장 굴뚝에서 ‘직접 배출’되는 1차 초미세먼지 못지 않게 공기 중의 다양한 대기오염물질, 특히 질산화물(NOx)과 이산화황(SO2)이 화학반응을 일으켜 만들어지는 2차 생성 초미세먼지의 양이 상당하기 때문이다.

2011년 서울시 자료를 보면, 대기 중 초미세먼지의 41% 정도가 질산화물(NOx)과 이산화황(SO2)이 결합하여 생성하는 2차 생성 초미세먼지인 것이 밝혀졌다.

2009년 서울지역 초미세먼지 분석 결과, 질산염과 황산염으로 인한 초미세먼지가 2차 생성 초미세먼지 / 출처: 2011년 서울시 초미세먼지 저감대책 연구

2009년 서울지역 초미세먼지 분석 결과, 질산염과 황산염으로 인한 초미세먼지가 2차 생성 초미세먼지 (출처: 2011년 서울시 초미세먼지 저감대책 연구)

1차 배출 초미세먼지는 저감장치 등을 통해 배출되는 양을 줄일 수 있다. 하지만 2차 생성 초미세먼지는 그 관리가 어렵다. 다양한 대기오염물질이 공기 중 화학반응으로 결합해 만들어지기 때문이다.

실제로 2014년 환경부는 2010년에 비해 1차 초미세먼지는 줄어들지만, 2차 초미세먼지의 증가로 인해 초미세먼지 오염도는 큰 변화가 없을 것’ 이라 전망하고 있다(환경부, 수도권 대기환경관리 기본계획 ‘2024년 초미세먼지 오염도 전망’).

물론 정부도 초미세먼지 대응 대책을 마련하고 있다. 특히 수도권에서는 초미세먼지의 주요 배출원인 자동차와 도로에서 날리는 먼지에 대한 관리를 강화하고, 공장 등 대기오염물질 배출에 대해서도 신경 쓰고 있다. 하지만 그 규제의 사각지대에 석탄화력발전소가 있다.

2. 숨겨진 주범, 석탄화력발전소

인천시 옹진군 영흥면에 있는 영흥석탄화력발전소 굴뚝에서 유해물질이 섞인 연기가 나오고 있다.

인천시 옹진군 영흥면에 있는 영흥석탄화력발전소 굴뚝에서 유해물질이 섞인 연기가 나오고 있다.

석탄 중독, 대한민국

‘우리나라가 석탄을 아직 써? 그거 옛날에나 쓰던 거 아냐?’

이런 생각을 할지도 모르겠다. 그도 그럴 것이, 석탄이 21세기 최첨단시대에 자주 접할 수 있는 단어는 아니기 때문이다. 하지만 한국에서는 엄청난 양의 석탄을 사용하고 있을 뿐만 아니라 석탄화력발전소의 비중도 매우 높다.

석탄 분야에서 한국은 세계에서 열 손가락 안에 꼽히는 기록들을 보유하고 있다.

  • 수입량 세계 4위: 한국은 세계에서 석탄 수입량이 네 번째로 많은 나라다.
  • 전력량 세계 6위: 석탄에서 생산되는 전력량으로 치며 세계에서 여섯 번째다.
  • 전력의 39%: 2014년 기준, 전력 39%를 석탄발전소가 담당하고, 전력원 중 가장 높은 비중이다. 참고로 원자력발전소는 30% 정도다.

현재 한국에서 운영되는 석탄화력발전소는 총 53기로 발전량은 26,273.6MW이다. 여기에 현재 정부가 6차 전력수급기본계획을 기반으로 2021년까지 증설예정에 있는 석탄화력발전소가 24기로, 그 발전량은 현재 운영 중인 발전소와 맞먹는 양인 21,944MW이다.

결과적으로 2021년이면 총 77기, 48,218MW의 석탄화력발전소를 운영할 예정이다. 석탄화력발전소 대부분은 수도권에 직접 자리 잡고 있지 않지만, 수도권으로부터 70~150km 반경인 인천과 충청남도 지역에 밀집해 있다(이곳에서 국내 석탄화력발전소 발전량의 67%를 생산한다).

현재 가동 중인 석탄화력발전소 및 신규 석탄화력발전소 계획 현황

현재 가동 중인 석탄화력발전소 및 신규 석탄화력발전소 계획 현황

석탄발전소가 뿜어내는 초미세먼지

석탄화력발전소는 세계적으로 초미세먼지의 주요 원인으로 손꼽히고 있다.

그뿐만 아니라 각종 대기오염, 수질오염, 토양오염, 나아가 기후변화의 주범이기까지 하다. 국내 석탄화력발전소에서 1차 배출되는 초미세먼지는 전체 초미세먼지 배출원 중 약 3.4%를 차지한다. 숫자 만으론 과소평가하기 쉽다. 그 때문에 이때까지 석탄화력발전소가 초미세먼지 발생에 미치는 영향에 대한 공론화는 충분히 이루어지지 못했다.

하지만 앞에서도 이야기했듯이 초미세먼지는 1차 배출되는 초미세먼지 뿐만 아니라 2차로 공기 중에서 질산화물이나 이산화황 같은 대기오염물질이 화학반응을 일으켜 생성되는 양이 더 많다. 국내 석탄화력발전소는 바로 2차 생성되는 초미세먼지의 주요물질인 질산화물의 10%, 이산화황의 16%를 배출하는 주범이다.

그러나 이 수치들로 2차 생성 초미세먼지의 양과 그 위험에 대해 쉽게 체감하기는 어렵다. 2차 생성 초미세먼지는 양으로 측정할 수가 없기 때문이다. 그래서 그린피스는 하버드대학의 다니엘 제이콥(Daniel Jacob) 교수 연구진과 함께 한국 석탄화력발전소에서 배출하는 1차 초미세먼지와 2차 초미세먼지가 우리 건강에 어떤 영향을 끼치는지에 관한 연구를 진행했다.

매년 1,600명이 석탄발전소 때문에 제 명에 못 산다

우선 2014년 기준으로 한국에서 운영되는 석탄화력발전소와 계획 중인 석탄화력발전소의 데이터를 모두 취합하여, 하버드대학 다니엘 제이콥 교수 연구진의 대기화학 모델링에 대입했다. 이를 바탕으로 1차 배출되는 초미세먼지와 2차 생성되는 초미세먼지가 어느 정도 생성되는지, 얼마나 퍼져나가는지를 연구했다.

그다음 미국 환경보호청 보고서인 ‘미세먼지의 건강위험성 정량적 평가(report Quantitative Health Risk Assessment for Particulate Matter)‘의 평가 방법을 이용해 건강영향을 계산하고, 세계보건기구의 세계질병부담연구(Global Burden of Disease Study) 모델링 부분에서 뇌졸중, 허혈성 심장질환, 폐암, 만성 폐쇄성 폐질환, 기타 심폐질환으로 인한 사망위험데이터를 산출했다.

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그 결과 한국 운영 중인 석탄화력발전소로 인해 매년 최대 1,600명의 조기 사망자가 발생하는 것으로 밝혀졌다. ‘조기사망’이란, 외부 요인으로 인해 평균 기대수명보다 일찍 사망하는 것을 말한다. 계획 중인 24기가 모두 증설되면 그 피해는 최대 2,800명으로 늘어난다.

현재 계획 중인 24기가 석탄화력발전소의 평균 수명인 40년 동안 운영될 것을 가정했을 때 총 32,400여 명의 조기 사망자가 발생한다(810×40=32,400). 시뮬레이션의 특성상 건강피해를 최대한 조심스레 도출한 결과이기 때문에, 실제로 고농도 사례가 지속하면 그 피해는 더욱 커질 수밖에 없다.

문제가 이렇게 심각한데도, 한국 정부는 석탄화력발전소를 2021년까지 현재 발전량 대비 약 2배로 늘려갈 계획이다.

석탄화력발전소에 대한 허술한 규제

더구나 정부는 석탄화력발전소의 오염물질배출에 대한 솜방망이 규제를 이어가고 있다.

실제로 2014년 JTBC의 보도에 따르면 2013년 서남부지역의 발전소 6개를 가동하는 서부발전이 초미세먼지의 가장 큰 원인물질로 꼽히는 질소산화물을 기준치보다 무려 260톤 더 배출한 사실이 드러났다. 이는 2012년보다 4배나 더 늘어난 양이다.

남부발전 역시 질소산화물 초과 배출량이 2012년보다 5배 가까이 늘었고, 동서발전은 1.5배 증가했다. 하지만 2013년 석탄화력발전소를 운영하는 5개 발전사에 부과된 벌금은 고작 2천6백만 원에 불과했다.

게다가 대기환경보전법에는 석탄화력발전소에 대한 특혜조항이 존재한다. 대기환경보전법 37조 3호를 보면, 발전소는 배출량을 아무리 초과하더라도 조업정지 등의 강력한 행정조치가 내려지지 않는다. 발전소가 정지될 시에 심각한 영향을 우려해 ‘공익에 현저한 지장을 줄 우려가 있는 시설’로 분류된다.

또한, 벌금조차도 2억 원 이하로 부과될 뿐이다. 하지만 ‘공익에 지장을 주는 시설’이라는 특혜에 대기오염으로 인한 건강 영향은 존재하지 않는 듯하다.

법

대기환경보전법

“제1항에 따라 신고한 배출시설이나 방지시설 중에서 발전소의 질소산화물 감소 시설 등 대통령령으로 정하는 시설인 경우에는 환경부령으로 정하는 기간에는 제33조부터 제35조까지의 규정을 적용하지 아니한다.” (제30조 제2항)

“시도지사는 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 배출시설을 설치 운영하는 사업자에 대하여 제36조에 따라 조업정지를 명하여야 하는 경우로서 그 조업정지가 주민의 생활, 대외적인 신용 고용 물가 등 국민경제, 그 밖에 공익에 현저한 지장을 줄 우려가 있다고 인정되는 경우 등 그 밖에 대통령령으로 정하는 경우에는 조업정지처분을 갈음하여 2억 원 이하의 과징금을 부과할 수 있다.”(제37조 제1항)

3. 무엇을 할 것인가? 

중국도 줄이는 석탄화력발전소

전 세계적으로는 석탄화력발전소를 줄여가고 있다. 초미세먼지를 비롯한 대기오염문제와 기후변화의 주요 원인인 온실가스 때문이다. 전 세계 이산화탄소의 44%가 석탄으로부터 배출되며, 석탄화력발전소는 그중 가장 많은 배출량을 차지한다.

미국은 2010년부터 187기의 석탄화력발전소를 폐쇄해 왔고, 2020년까지 27% 이상의 석탄화력발전소를 폐쇄할 전망이다.

중국도 마찬가지다. 중국은 2013년부터 ‘대기오염 방지 행동계획’을 발표하고, 중국 내 석탄사용량을 줄이고 있으며, 경제적으로 중요한 세 지역(베이징-텐진-허베이, 양쯔강 삼각주, 주강 삼각주)에서 신규 석탄화력발전소의 건설을 금지했다.

또한, 2014년에는 더욱 강력한 대기오염대책과 석탄감축목표를 발표해 실제로 석탄소비량이 2.9% 감소하고 이산화탄소 배출량이 1% 감소했다. 더 나아가 2030년까지는 1차 에너지 총 소비량의 20%를 비화석연료로 대체할 계획에 있다. 한국이 중국만 탓할 상황이 아니다.

EU 또한 마찬가지로 10년 내 최대 1/3의 석탄화력발전소를 폐쇄할 예정이며, 덴마크, 핀란드 발표에 이어 최근 영국도 석탄화력발전소의 단계적 폐쇄를 발표했다. 독일의 경우 석탄소비가 감소세로 접어들었으며, 2020년까지 1990년 대비 온실가스의 40%를 감축하기로 해 전력분야의 석탄소비 감축을 의무화했다.

대안: 재생에너지

‘그린피스는 석탄화력발전소도 폐쇄하자, 원전도 폐쇄하자고 하는데 도대체 가능한 이야기인가?’

이쯤 되면 이런 생각을 하는 분들도 있을 것이다. 하지만 대안은 분명하다. 바로 재생에너지다. 전 세계는 재생에너지로 전환하고 있다.

한국보다 태양광발전 잠재력이 낮은 독일은 지난 10년간 재생에너지 비중을 9.3%에서 27.3%로 늘였다. 중국도 2030년까지 1차 에너지 총 소비량의 20%를 비화석연료로 대체할 계획을 수립했으며, 현재에도 석탄 화력발전 다음으로 많은 전기생산량을 차지하는 것이 풍력발전이다.

장기적으로 볼 때 석탄의 미래는 어둡다. 향후 기후변화에 대응하는 전 세계적인 움직임으로 인해 석탄화력발전소의 입지는 점점 좁아질 것이다. 탄소배출거래제가 시행되면서, 탄소배출에 대해 요금이 부과되면 석탄화력발전소의 운영비용은 높아질 수밖에 없다.

더구나 한국은 석탄 대부분을 해외에서 수입하고 있으므로 연료의 안정적인 수급도 불가능하다. 반면 재생에너지는 시간이 갈수록 점점 가격경쟁력과 효율이 높아지고 있다. 더구나 연료비가 들지 않아 장기적으로는 석탄 화력발전보다 더 경제성 있는 발전방식이기도 하다.

그린피스의 ‘에너지[혁명] – 한국의 지속가능에너지 전망’ 보고서에 따르면 재생에너지는 연료 비용이 들지 않기 때문에 2050년부터 연간 37억 달러가 절약될 것으로 조사된 바 있다(아래 표 참조).

발전소 별 효율 및 투자비용 전망/ 출처: 그린피스, 에너지[혁명]-한국의 지속가능에너지 전망(2012)

발전소 별 효율 및 투자비용 전망/ 출처: 그린피스, 에너지[혁명]-한국의 지속가능에너지 전망(2012)

2013년 그린피스의 ‘에너지[혁명]1.1 재생가능에너지 현실화, 기로에 선 한국’ 보고서에서도, 한국은 2050까지 재생에너지 비중을 60%로 늘이고, 21세기 말까지 모든 에너지를 재생에너지로 전환하는데 기술 가용성이나 용지 확보에 문제가 없는 것으로 분석됐다.

세계적으로 급성장하는 재생에너지 시장에 지금 뛰어들지 않는다면, 결국 한국은 미래경쟁력을 잃고 도태될 것이다. 아직 늦지 않았다. 지속 가능한 미래를 위해 재생에너지 시장에 적극적으로 투자하고 선진적인 정책을 펴야 한다.

콜록콜록 캠페인, 맑은 공기 숨실 권리  

그린피스는 앞에서 나열한 근거들을 바탕으로 2015년 3월 한국에서 석탄 사용 줄이기 캠페인의 첫 프로젝트인 ‘콜록콜록 초미세먼지’ 캠페인을 시작했다.

현재 한국에서 심각한 초미세먼지의 위험성을 직시하고, 그 주요 원인인 석탄화력발전소에 대한 대기오염규제를 강화하고, 현재 계획 중인 석탄화력발전소 증설 계획 철회를 요구하는 캠페인이다.

‘숨쉬기 좋은 세상’을 위해 동참을 부탁한다.

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필자 소개

손민우
초대필자. 그린피스 캠페이너

그린피스 기후에너지 캠페이너로 활동하고 있습니다.

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