Development of Carbon Dioxide Emission Factor from Resource Recovery Facility

폐기물자원회수시설의 이산화탄소 배출계수 개발

To address the problems associated with climate change and energy shortage, Korea has been making efforts to turn waste materials into usable energy. Due to the ongoing efforts to convert waste materials into energy, waste incineration is expanding to utilize the heat generated, and the subsequent greenhouse gas emissions from these waste material incineration are expected to increase. In this study, a municipal waste incineration plant that generates heat and electricity through heat recovery was selected as a subject facility. Methods for estimating the greenhouse gas emissions in the municipal waste incineration plant that was selected as a subject plant were sought, and the greenhouse gas emissions and emission factor were estimated. The $CO_2$ concentrations in discharge gas from the subject facility were on average 6.99%, and the result from calculating this into greenhouse gas emissions showed that the total amount of emissions was $254.60ton\;CO_2/day$. The net emissions, excluding the amount of greenhouse gas emitted from biomass incineration, was shown to be $110.59ton\;CO_2/day$. In addition, after estimating the emissions by separating the heat and electricity generated in the incineration facility, greenhouse gas emission factors were calculated using the greenhouse gas emissions produced per each unit of output. The estimated emission factor for heat was found to be $0.047ton\;CO_2/GJ$ and the emission factor for electricity was found to be $0.652ton\;CO_2/MWh$. The estimated emission factor was shown to be about 17% lower than the $0.783ton\;CO_2/MWh$ emission factor for thermal power plants that use fossil fuels. Waste material types and fossil carbon contents were evaluated as being the factors that have major effects on the greenhouse gas emissions and emission factor.

우리나라는 폐기물의 에너지화를 통해 기후변화와 에너지 부족 문제를 극복하려고 하고 있으며, 폐기물을 에너지화하려는 지속적인 노력에 따라 폐기물 소각처리가 점차 확대되고 있다. 이에 따른 폐기물 소각에서의 온실가스 배출량은 점차 증가할 전망이다. 따라서, 본 연구에서는 열 회수를 통해 열과 전력을 생산하는 생활폐기물 소각장을 대상시설로 선정하였다. 대상시설로 선정된 폐기물 소각발전시설에서 배출되는 온실가스 배출량을 산정하기 위한 방법을 모색하고, 온실가스 배출량 및 배출계수를 산정하였다. 대상시설에서의 $CO_2$ 배출농도는 평균 6.99%로 나타났으며, 이를 온실가스 배출량으로 산정한 결과, 총 배출량은 $254.60ton\;CO_2/day$로 나타났다. 바이오매스 소각에 의해 배출된 온실가스를 제외한 순 배출량은 $110.59ton\;CO_2/day$로 나타났다. 또한, 온실가스 배출량을 소각시설에서 생산된 열과 전력으로 구분하여 배출량을 산정한 후, 각각의 생산단위 당 온실가스 배출량으로 온실가스 배출계수를 산정하였다. 산정된 열 배출계수는 $0.047ton\;CO_2/GJ$, 전력 배출계수는 $0.652ton\;CO_2/MWh$로 나타났다. 산정된 전력 배출계수는 화석연료를 사용하는 화력발전소의 전력배출계수인 $0.783ton\;CO_2/MWh$보다 약 17% 낮은 것으로 나타났다. 본 연구에서 산정된 온실가스 배출량 및 배출계수에 중요한 영향을 미치는 요인으로는 폐기물 성상과 화석탄소함량으로 평가된다.