발 간 등 록 번 호

2016-19-002-01

유기성 폐기물 에너지화 시설

확대의 경제적 편익 및

파급 효과 분석

2016. 2

SL공사

이 보고서는 2015년도 환경에너지대학원 인재양성 프로그램사업의

실습 연구결과로서 보고서 내용은 연구자의 견해이며, 환경부 및

수도권매립지관리공사의 공식입장과 다를 수 있습니다.

제 출 문

SL공사 사장 귀하

본 보고서는 환경부와 수도권매립지관리공사가 운영하는

환경에너지 대학원 인재양성 프로그램의 일환으로 지원받아

2015년에 수행 완료한 서울과학기술대학교의 실습연구인

『유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익 및 파급

효과 분석』의 결과물로 제출합니다.

2 0 1 6 . 2

책임연구원 : 유 승 훈 (서울과학기술대학교)

연 구 원 : 박 소 연 (서울과학기술대학교)

백 민 지 (서울과학기술대학교)

김 효 진 (서울과학기술대학교)

민 서 현 (서울과학기술대학교)

조 용 철 (서울과학기술대학교)

공동연구원 : 김 명 관 (SL공사)

수행기관 서울과학기술대학교 산학협력단

단장 박 익 근

- i -

요약문

1. 서론

가. 연구제목

유기성 폐기물 시설 확대의 경제적 편익 및 파급 효과 분석

나. 연구기간

2015. 5. ∼ 2016. 1.

다. 연구배경

최근 기후변화에 대응하고 환경오염을 줄이기 위한 한 가지 수단으로 폐자

원을 에너지로 활용하는 정책이 주목받고 있다. 특히 런던협약에 따라 2012년부

터 가축분뇨 및 하수 슬러지의 해양투기가 금지되고 2013년부터는 음식물 쓰레

기의 해양투기가 금지되면서, 축산분뇨, 음식물 쓰레기, 하수 슬러지의 효과적인

처리를 위한 방안으로서 유기성 폐기물 에너지화 정책이 각국에서 마련되고 있

다. 국내에서도 유기성 폐기물 에너지화에 대한 관심이 집중되면서 관련된 다양

한 연구들이 수행되고 있다. 이러한 맥락에서 본 연구는 유기성 폐기물 에너지

화 시설 확대에 대한 경제적 편익을 추정하고 그 투자에 대한 경제적 파급효과

를 분석하여 제시하고자 한다.

라. 1단계 사업과의 차별성

1단계 사업의 1차년도 사업은 전반적이고, 일반적이며, 포괄적인 내용을 중

심으로 연구가 이루어졌으며, 2∼3차년도 사업에서 구체화하였다. 지난 1단계 사

업의 간략한 분석과 본 연구의 필요성은 아래와 같이 요약할 수 있으며, 에 이를 제시하였다.

▪ 그동안의 연구는 가연성 폐기물을 중심으로 연구를 진행함으로써 연구

범위의 확대가 필요하였음(유기성 폐기물 연구 부재)

▪ 지난 연구에서는 분석측면에서 경제적 편익만을 분석하였음(경제적 파급

효과 연구 부재)

▪ 경제적 효과분석에는 시장적 편익과 비시장적 편익이 존재함. 기존 연구

- ii -

에서는 비시장적 편익에 집중하여 분석이 이루어졌음(시장적 편익 분석

부재)

▪ 위와 같은 이유에서, 본 연구는 “유기성 폐기물 시설 확대에 대한 경제

적 편익 및 경제적 파급효과”에 대한 연구를 진행함으로써, 그동안 이루

어지지 않았던 유기성폐기물과 관련된 경제적 파급효과와 시장적 편익

을 함께 제시하고자 함

1단계 사업과 2단계 사업의 연구 개요

구분

1단계 사업 2단계 사업

1차년도 2차년도 3차년도 1차년도

연구

과제명

화석연료를

바이오매스로

전환하는 경제적

편익의 추정

조건부

가치측정법을

이용한 폐기물

에너지화의

경제적 편익

추정

폐기물 기반

바이오가스 보급

확대의 경제적

편익 분석

유기성폐기물

에너지화

시설확대의

경제적 편익 및

파급 효과 분석

연구

수행연도2012년 2013년 2014년 2015년

평가대상

화석연료를

대체하는

신재생에너지

사용에 대한

경제적 편익

폐기물의

에너지화에 대한

경제적 편익

폐기물로 만든

바이오가스의

보급 확대에

대한 경제적

편익

유기성폐기물

에너지화 시설

확대에 따른

편익과 파급효과

설문조사

규모전국 600가구 서울시 500가구 전국 1,000가구 전국 1,000가구

모집단위례신도시 입주

가구수

서울시 전체

가구수

전국 전체

가구수전국 전체 가구수

연구방법조건부

가치측정법

조건부

가치측정법

조건부

가치측정법

① 조건부가치측정법

② 컨조인트 분석법

③ 산업연관분석

- iii -

2. 유기성 폐기물 시설 확대 편익의 추정방법론

경제적 편익의 추정 방법론으로는 크게 현시선호 접근법 및 진술선호 접근

법이 있다. 이 중에서 현시선호 접근법에는 헤도닉 가격기법과 여행비용 평가법

이 있는데, 여행비용 평가법은 여행비용을 정의하는 데 있어서 다양한 논란이

있는 편이며, 비사용가치를 반영하지 못하므로 이론적으로 과소 추정의 한계점

을 안고 있다. 국민들은 유기성 폐기물 시설을 이용할 가능성이 없더라도 가치

를 부여할 수 있다. 이를 비사용가치라 하여 경제적 편익에 포함하여 다루고 있

음을 감안할 때 비사용가치를 제대로 반영하지 못하는 현시선호 접근법은 한계

점을 가질 수밖에 없다.

반면에 진술선호 접근법을 적용하게 되면 비사용가치를 포함한 경제적 가

치를 추정하기 때문에 비사용가치를 명시적으로 반영할 수 있는 장점을 가진다.

따라서 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 편익 추정에 있어 진술선호 접근법

의 적용이 적절하다. 진술선호 접근법에는 단일속성을 가진다고 보는 재화에 대

해 현재 수준에서 특정 수준으로의 개선에 대한 편익을 평가하는 조건부 가치측

정법과 다속성을 가지는 재화에 대해 다양한 수준으로의 개선에 대해 평가할 수

있는 컨조인트 분석법이 있다.

단일대상에 대해 경제적 가치를 산정할 때는 조건부 가치측정법의 적용이

용이하다. 컨조인트 분석법은 응답자 측면에서 인식 상의 부담을 안게 되며 분

석가 측면에서는 분석의 어려움을 안게 된다. 하지만 다속성 재화에 대해 여러

속성별 가치를 추정하는 것이 연구의 목적이라면 컨조인트 분석법을 적용해야

할 것이다. 본 연구에서는 조건부 가치측정법과 컨조인트 분석법을 둘다 적용하

여 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대에 따른 경제적 편익을 추정하고자 한다.

3. 유기성 폐기물 시설 확대 편익의 추정결과

가. 선행 연구 사례

해외 및 국내 연구사례를 살펴봤을 때, 해외에서는 폐기물 에너지 및 바이

오연료의 가치를 평가할 때 주로 진술선호 평가법인 컨조인트 분석 또는 조건부

가치측정법을 활용한다는 것을 확인하였다. 반면, 우리나라의 경우 관련 연구사

례가 적고, 적용된 방법론이 문헌조사, 사례조사 등으로 해외 사례와 같이 명시

- iv -

적이고 엄밀한 가치 추정법을 활용한 사례가 드물었다. 조건부 가치측정법과 컨

조인트 분석법을 활용한 본 연구와 관련된 선행연구 사례를 에 제시하였

다.

본 연구와 관련된 선행연구 사례(조건부 가치측정법, 컨조인트 분석)

국가 자료 평가대상 연구방법론

스페인 Soliño(2010) 바이오매스의 외부편익컨조인트

분석법

스페인 Soliño et al.(2010)바이오매스를 이용한

전력생산의 경제적 가치

조건부

가치측정법

스페인 Soliño et al.(2012)목질계 바이오매스를 이용한

전력생산의 경제적 가치

컨조인트

분석법

미국Borchers et al.

(2007)

바이오매스를 이용한

전력생산의 경제적 가치

컨조인트

분석법

미국 Hite et al.(2008)바이오매스를 이용한

전력생산의 경제적 가치

조건부

가치측정법

미국Solomon and

Johnson(2009)

수송용 바이오에탄올의 경제적

가치

조건부

가치측정법

미국Tooraj,

Rabindra(2009)

유기성 폐기물 에너지화의

비용편익비용-편익 분석

한국 Lim et al.(2014) 폐기물 에너지화의 외부편익컨조인트

분석법

한국 임슬예 외(2013)가연성 폐기물 에너지화의

외부편익

조건부

가치측정법

한국 배정환(2006)바이오디젤의

사회적 편익비용-편익분석

한국원동환,

김형건(2009)국산 바이오디젤의 편익

컨조인트

분석법

나. 응답자들의 사회·경제학적 특성

표본의 월평균 세전 가구 소득에 대한 특성은 에 제시되어 있다. 표

본의 소득수준은 500만원에서 700만원 미만이 24.2%로 가장 높은 응답 비율을

나타냈고, 300만원에서 400만원 미만과 400만원에서 500만원 미만이 19.8%와

19.9%로 집계되었다.

- v -

전국조사 표본의 사회경제학적 특성(소득수준)

특성 분류 표본 수(가구) 비율(%)

월평균

세전

가구소득

99만원 이하 17 1.7

100-149만원 29 2.9

150-199만원 52 5.2

200-249만원 53 5.3

250-299만원 81 8.1

300-399만원 198 19.8

400-499만원 199 19.9

500-699만원 242 24.2

700-999만원 103 10.3

1,000만원 이상 26 2.6

무응답 0 0

합 계 1,000 100.0

다. 모형의 추정결과 : 조건부 가치측정법

최우추정법(Maximum likelihood estimation)을 이용하여 공변량이 없는 스

파이크 모형을 추정하였다. 추정결과는 에 제시되어 있다. 혼합 모형의

에 대한 추정치는 0.5860으로 추정되었다. 이것은 응답자의 58.6%가 단 1원도

지불할 의사가 없다는 것을 의미한다. 공변량을 포함하지 않은 혼합 모형에서

평균 WTP는 가구당 연 3,598원으로 추정되었다. 값은 13.05로 유의수준 1%에

서 통계적으로 유의하였다. Krinsky and Robb(1986)이 제안한 모수적 부트스트

랩(parametric bootstrap) 기법인 몬테칼로 시뮬레이션 기법을 적용하여 신뢰구

간을 계산한 결과, 평균 지불의사액의 90% 신뢰구간은 3,230∼4,214원으로, 95%

신뢰구간은 3,151∼4,349원으로 추정되었다.

- vi -

평균 WTP의 추정결과

변 수 추정결과

1.1174 (14.03)**

0.0853 (5.67)**

0.5860 (37.62)**

응답 가구수(명) 1,000

로그우도(Log-likelihood) -1,050.06

평균 WTP(원) 3,598 (13.05)**

95% 신뢰구간(원) 3,151 ∼ 4,349

99% 신뢰구간(원) 3,230 ∼ 4,214

주) ① 추정치 좌측의 괄호 안에 있는 숫자는 t-값임.② **는 유의수준 1%에서 통계적으로 유의함을 나타냄.

다-① 공변량을 포함한 1.5경계 혼합 모형의 추정결과

공변량을 포함한 모형의 추정결과는 에 제시되어 있다. 모형 A는

오직 회귀자만 확률분포함수에 직접적으로 연관된 것이고, 모수 는 유기성 폐

기물 에너지화 시설 확대에 대하여 응답자가 0의 지불의사를 나타낸 비율과 같

다. 모형 B는 공변량이 모수 에 통합된 것이며, 모형 C는 공변량이 모두 적용

된 두 경우의 추정결과를 조합한 것이다.

모형 A와 C에서, 양(+)의 추정계수 값이 크면 클수록 응답자가 0의 지불의

사를 가질 경향이 높음을 의미하지만 음(-)의 추정계수는 그 값이 크면 클수록

양(+)의 지불의사를 가질 확률이 큼을 확인할 수 있다. 공변량을 포함한 혼합

모형의 추정결과를 해석하면, 통계적으로 유의한 값을 나타낸 변수는 소득과 연

령이다. 월평균 가구소득이 높을수록 주어진 금액에 대해 “예”라고 답변할 가능

성이 커지며, 이는 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 즉, 다른 사람들보

다 소득이 더 높을수록 그들은 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대 사업에 더 쉽

게 돈을 지불할 경향이 있다는 것을 의미한다. 한편, 연령은 높으면 높을수록 제

시된 금액에 대하여 “아니오”라고 답변할 가능성이 커지며, 이는 유의수준 5%에

서 통계적으로 유의하였다. 다시 말하자면, 응답자의 나이가 많을수록 그들은 유

기성 폐기물 에너지화 시설 확대 사업을 위해 돈을 지불하는 것에 대해 “예”라

고 답변할 가능성이 낮다는 것을 의미한다.

- vii -

공변량을 포함한 혼합 모형의 추정결과

변수 Model A(-값) Model B(-값) Model C(-값)

1.1174

(14.04)**

1.1210

(14.04)**

1.1210

(14.04)**

0.0853

(5.67)**

상수0.1958

(3.15)**

0.1958

(3.15)**

소득-0.0022

(-0.90)

-0.0022

(-0.90)

연령-0.0010

(-1.62)

-0.0011

(-1.62)

교육년수-0.0038

(-1.36)

-0.0038

(-1.36)

성별0.0050

(0.44)

0.0050

(0.44)

0.5860

(37.62)**

상수0.7713

(1.19)

0.7713

(1.19)

소득-0.1566

(-4.15)**

-0.1566

(-4.15)**

연령0.0187

(2.41)*

0.0187

(2.41)*

교육년수-0.0465

(-1.39)

-0.0465

(-1.39)

성별0.0093

(0.07)

0.0093

(0.66)

관측치 개수 1,000 1,000 1,000

로그-우도값(Log-likelihood) -1,110.02 -1,126.10 -1,107.02

주) ① Wald 통계량은 추정되어야 할 모수의 값이 모두 ‘0’이라는 가설하에서 계산된 것이고,

추정치 아래의 괄호 안에 있는 숫자는 t-값임.② *, **는 각각 유의수준 5%와 1%에서 통계적으로 유의함을 나타냄.

- viii -

다-② 유기성 폐기물 시설 확대 편익의 확장

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대 편익을 추정하는 중요한 목적 중에 하

나는 표본정보를 이용하여 모집단 전체의 편익을 추정하는 것이다. 즉 전국의

1,000 가구라는 표본에 대해 도출된 정보를 활용하여 조사대상 지역 모집단 전

체로 확장하여 총 가치를 구할 수 있다. 이때 중요한 사항은 표본의 대표성과

응답률이다. 첫째, 과연 표본이 모집단을 제대로 반영하는지 검증하여야 한다.

앞서 언급하였듯, 본 논문을 위해 상당한 예산을 소요하여 국내 유수의 전문 조

사기관에 의뢰하여 과학적인 표본추출 및 조사를 하였다. 아울러 설문대상자도

가구 내에서 책임있는 의사결정을 할 수 있는 만 20세 이상 65세 이하의 세대주

또는 세대주 배우자로 한정하였다. 따라서 조사대상 지역인 전국 가구의 의견을

잘 반영하고 있으며, 가상시장을 이용했다 하더라도 책임 있는 정보를 도출했다

고 볼 수 있다. 그러므로 표본의 정보를 모집단으로 확장하는 데 별 무리가 없

어 보인다. 둘째, 본 연구에서는 무작위로 추출된 표본에 대해 배포된 설문지를

응답자가 전문조사원의 도움을 받아 작성할 수 있도록 하였으며, 선택된 표본에

대해서는 전량 회수를 목표로 하였고 실제로 전량 회수되었다. 그렇기 때문에

무응답률은 극히 낮다. 따라서 이 두 가지 조건은 어느 정도 만족되는 것으로

판단된다.

표본의 대표성이 확보되고 무응답의 문제가 없으므로 표본의 대표가구에

대해 추정된 WTP를 가지고 모집단으로 확장할 수 있다. 을 보면 연간

가구당 WTP는 3,598원이다. 이때 주민등록 인구통계의 2015년 추계가구자료를

활용하여 추산 결과, 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익은 연간

약 673억 원인 것으로 나타났다.

구 분 연간 가구당 평균 WTP(원) 연간 총편익(억원) 95% 신뢰구간

추정치 3,598 673억원 608∼813억원

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익 확장

라. 모형의 추정결과 : 컨조인트 분석법

숙련된 설문조사원들에 의한 일대일 개인면접을 통하여 1,300명의 응답자에

대한 설문조사 결과, 총 1,000 (1,000×4)개의 이용 가능한 자료를 얻었다. MNL

모형과 NL 모형의 추정결과는 에 제시되어 있다. 두 모형의 추정결과는

- ix -

크게 다르지 않았다. NL 모형의 모든 개별속성의 계수들은 유의수준 5%에서

통계적으로 유의하였다. MNL 모형에서 일자리창출 속성을 제외하고 나머지 변

수들의 추정 계수는 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 게다가 모든 추

정계수의 부호는 우리가 예상했던 것과 일치하였다. 예를 들어 NL 모형에서 에

너지 자급률, 매립지 수명, 일자리 창출의 추정계수들은 양(+)의 부호를 가지고

있다. 즉, 이것은 위 속성들의 수준이 증가 할수록 응답자는 현재대안보다 다른

선택대안들을 선택할 확률이 증가한다는 것을 의미한다. 반면 가격에 대한 계수

가 음(-)의 부호라는 것은 가격수준의 증가가 응답자의 효용을 감소시킨다는 것

을 의미한다. Wald 통계량을 사용하였을 때 추정된 방정식들은 유의수준 1%에

서 통계적으로 유의하였다.

공변량을 제외한 모형의 추정결과

변수명Multi-nomial logit

추정계수(-통계량)

Nested logit

추정계수(-통계량)

ASC -0.6184** (-8.11) -0.6083** (-10.06)

에너지 자급률 0.0552** (3.35) 0.0363** (3.49)

매립지 수명 0.0537** (4.28) 0.0226* (2.29)

일자리 창출 0.0004 (0.33) 0.0023** (2.88)

가격 -0.2429** (-26.21) -0.1529** (-10.15)

a 0.5193** (9.25)

관측치 개수 4,000

로그-우도값(Log-likelihood) -3,911.49 -3,886.69

Wald statisticd(-value)a 733.46** (0.000) 309.10** (0.000)

주) ①a는 Wald-통계량에 대한 귀무가설은 모든 추정계수가 0이라는 것으로 이에 대응하는

-value가 통계량 아래의 괄호 안에 제시되어 있음.② *, **는 각각 유의수준 5%와 1%에서 통계적으로 유의함을 의미함.

- x -

라-① 공변량을 포함한 모형의 추정결과

공변량을 포함한 nested logit 모형의 추정결과는 과 같다. 추정결과

는 모두 유의수준 5%에서 통계적으로 유의하였다.

공변량을 포함한 nested logit 모형의 추정결과

변수명 추정계수(-통계량)

ASC -0.9136** (-4.98)

에너지 자급률 0.0360** (3.65)

매립지 수명 0.0217* (2.33)

일자리 창출 0.0020** (2.91)

가격 -0.1536** (-24.54)

소득 -0.0382** (-3.29)

연령 -0.0133** (3.96)

교육수준 -0.1736* (-2.40)

성별 -0.1444* (-2.15)

관측치 개수 4,000

로그-우도값(Log-likelihood) -3,862.23

주) *, **는 각각 유의수준 5%와 1%에서 통계적으로 유의함을 의미함.

라-② 속성별 한계 지불의사액 추정

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대에 의한 개별 속성들의 MWTP 추정치들

은 에 제시되어 있다. 모형에서 에너지 자급률에 대한 MWTP는 가구당

237원이다. 다음으로 매립지 수명에 대한 응답자의 MWTP는 가구당 148원이다.

일자리 창출에 대한 MWTP은 가구당 15원이다. 세가지 속성에 대한 MWTP은

모두 유의수준 5%에서 통계적으로 유의하였다. 대중들은 에너지 자급률 향상에

가장 높은 가치를 부여하였다. 하지만 사람들은 일자리창출에 대해서는 덜 민감

해했다.

더 나아가 우리는 개별 속성들의 MWTP에 대한 하나의 추정치만을 제시하

지 않고 이 추정치에 대한 불확실성을 반영하기 위해서 각 추정치에 대한 신뢰

- xi -

구간을 제시하고자 하였다. 개별 속성들에 대한 MWTP 추정치의 95% 신뢰구

간을 계산하기 위하여 Krinsky and Robb(1986)이 제안한 몬테칼로 모의실험

(Park et al., 1991)을 이용하였다. 이 값 또한 에 제시되어 있다.

한계지불의사액 추정 및 신뢰구간

속 성

가구당 연간 한계지불의사액

추정치

(t-통계량)a95% 신뢰구간b

에너지 자급률

(단위 : 1%p)

237원

(3.63)**106원∼367원

매립지 수명

(단위 : 배)

148원

(2.35)*20원∼275원

일자리 창출

(단위 : 명)

15원

(2.84)**5원∼26원

주) ① a는 표준오차는 델타법(Delta method)을 사용하여 계산하였음.

②b는 신뢰구간은 5,000회 복원추출에 의한 Krinsky and Robb의 몬테칼로 모의실험을 이

용하여 계산하였음.

③ *, **는 각각 유의수준 5%와 1%에서 통계적으로 유의함을 의미함.

4. 유기성 폐기물 시설 확대의 경제적 파급효과

산업연관분석(inter-industry analysis) 중 수요유도형 모형(demand-driven

model)을 적용하여 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대가 가져올 경제적 파급효

과를 분석하고자 한다. 산업연관분석을 이용하면 구체적인 경제구조를 분석하는

데 유리하며, 거시⋅미시 분석이 모두 가능하므로 경제계획의 수립 및 예측 또

는 산업구조정책의 방향 설정 등에 자료 제공이 가능하다(김태영 외, 2013). 특

히, 유기성 폐기물 에너지화 부문을 외생부문으로 취급하는 외생화(exogenous

specification) 분석을 통해 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대를 중심으로 경제

적 파급효과를 보다 정확하게 추정할 수 있다. 결과적으로 본 연구는 산업연관

분석을 통하여 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대에 따른 생산유발효과, 부가가

치 유발효과, 취업유발효과를 분석한다.

가. 유기성 폐기물 에너지화 부문의 재분류

본 연구에서는 과 같이 한국은행 30부문 대분류 방식에 근거하여

새롭게 정의한 유기성 폐기물 에너지화 부문을 제31부문으로 분리해내어 산업연

- xii -

관분석을 수행한다. 이때, 수요유도형 모형을 적용하여 유기성 폐기물 에너지화

시설 확대의 생산유발효과, 부가가치 유발효과, 취업유발효과를 분석하여 유기성

폐기물 에너지화가 타 산업에 미치는 경제적 파급효과를 도출한다.

유기성 폐기물 에너지화 부문의 산업연관표 재분류

부문

코드부문명

부문

코드부문명

부문

코드부문명

01 농림수산품 11 기계 및 장비 21음식점 및

숙박서비스

02 광산품 12 전기 및 전자기기 22정보통신 및

방송 서비스

03 음식료품 13 정밀기기 23금융 및

보험 서비스

04 섬유 및 가죽제품 14 운송장비 24 부동산 및 임대

05 목재 및 종이, 인쇄 15 기타 제조업 제품 및 임가공 25전문, 과학 및

기술서비스

06 석탄 및 석유제품 16유기성 폐기물 에너지화 제외

전력, 가스 및 증기26 사업지원서비스

07 화학제품 17 수도 및 재활용서비스 27 공공행정 및 국방

08 비금속광물제품 18 건설 28 교육서비스

09 1차 금속제품 19 도소매서비스 29보건 및

사회복지서비스

10 금속제품 20 운송서비스 30문화 및

기타서비스

- - 31유기성 폐기물

에너지화

나. 분석 결과

먼저, 유기성 폐기물 에너지화 부문의 생산유발효과는 유기성 폐기물 에너

지화 시설 확대로 인한 1원 생산 또는 투자의 증가로 각 산업부문에서 직⋅간접

적으로 유발되는 생산액 수준을 나타낸다. 분석 결과를 살펴보면, 유기성 폐기물

에너지화 시설 확대에 따른 1원 생산 또는 투자의 증가는 타 산업에서 0.0798원

의 생산을 유발시키는 것으로 분석되었으며, 국민경제 전체에서는 1.0798원의 생

산을 유발하는 것으로 나타났다. 부문별로 자세히 살펴보면 ‘화학제품’(7부문)의

생산유발효과가 0.0119원으로 가장 크며, 다음으로는 ‘석탄 및 석유제품’(6부문)

0.0073원, ‘도소매서비스’(19부문) 0.0066원으로 생산유발효과가 큰 것으로 분석되

었다. 생산유발 효과가 가장 작은 부문으로는 ‘교육 서비스’(28부문)가 0.0001원

으로 나타났다. 이와 같은 분석결과는 유기성 폐기물 에너지화 시설에서 생산되

- xiii -

는 SRF, 바이오가스 등이 발전소의 연료로 사용되어 중간재로서의 역할을 하기

때문인 것으로 판단된다.

다음으로 유기성 폐기물 에너지화 부문의 부가가치 유발효과는 유기성 폐

기물 에너지화 시설 확대에 따른 1원 생산 또는 투자의 증가로 각 산업부문에서

직⋅간접적으로 유발되는 부가가치액 수준을 나타낸다. 유기성 폐기물 에너지화

시설 확대로 인한 타 부문 부가가치 유발효과의 경우 ‘도소매서비스’(19부문)의

부가가치 유발효과가 0.0034원으로 가장 크며, ‘화학제품’(7부문) 0.0023원, ‘금속

제품’(10부문) 0.0017원 순으로 부가가치 효과가 큰 것으로 나타났다. 이 부문들

은 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 산출이 증가하여 부가가치가 유발되는

산업이라 할 수 있다. 부가가치 유발효과가 가장 작은 부문은 ‘교육서비스’(28부

문) 부문으로 0.0000원이었다. 아울러 유기성 폐기물 에너지화 부문의 총 산출에

서 부가가치가 차지하는 비중은 0.1481로 분석되었다. 따라서 유기성 폐기물 에

너지화 시설 확대로 인한 1원 생산 또는 투자의 증가는 타 산업에 0.0258원, 자

기산업에 0.1481원의 부가가치를 유발하여 국민경제 전체적으로 0.1739원의 부가

가치를 유발한다.

유기성 폐기물 에너지화 부문의 취업유발효과는 유기성 폐기물 에너지화

시설 확대에 따른 10억원 생산 또는 투자의 증가로 각 산업부문에서 직⋅간접적

으로 유발되는 취업자 수를 의미한다. 분석결과를 살펴보면, ‘도소매서비스’(19부

문) 부문이 0.0899명으로 취업 유발효과가 가장 크며 다음으로는 ‘사업지원서비

스’(26부문) 부문이 0.0627명, ‘운송서비스’(20부문) 부문이 0.0294명 순으로 분석

되었다. ‘석탄 및 석유제품’(6부문)의 경우는 0.0005명으로 가장 낮은 취업유발효

과를 갖는 것으로 분석되었다. 아울러 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대로 인

한 10억원 생산 또는 투자에 따라 국민경제 전체적으로 발생하는 취업유발효과

는 0.8820명이다.

5. 시장 편익

국내외 유기성 폐기물 에너지화 시설에서의 시장편익은 시설에서 생산된

전기를 판매함으로써 수익을 얻고 있으며 이를 시장편익으로 보았다. 그리고 본

연구에서는 실제로 시장에서 거래되고 있는 사례를 정리하였다.

국내 사례 중 「고양시 열병합발전사업」의 경우 편익을 4가지로 나누어

분석하였다. 먼저 바이오가스 생산설비의 편익, 공급설비의 편익, 이용설비의 편

- xiv -

익, 열병합발전에 따른 편익으로 나눴으며, 각각 그 편익은 63,989백만원(바이오

가스 판매가 대비 100%), 13,101,607천원(열 에너지 판매 수익의 현가 + 부담금

현가), 6,433,166원(난방비용 절감액 현가), 14,314백만원으로 산출되었다. 다음으

로 「강원충북권역의 환경에너지 종합타운」시행으로 인한 바이오가스화시설(음

식물류폐기물 포함)을 통한 편익은 장기계획(2017년 착공하여 2019년 완공, 2020

년부터 15년간 운영하는 것으로 가정), 광역화로 가정하였을 경우 총 25.3억/년

(전력판매비 + 유기물 + 원유대체효과 + 배출권판매)으로 나타났다. 「안성시

유기성 폐기물 바이오가스화 시설」의 경우 편익은 위탁처리비(2,509백만원/년)

와 발전보조금(2,832백만원/년)을 합하여 5,341백만원/년으로 추정되었다. 이외에

도 23개 권에 대한 바이오가스화 시설로 인한 편익을 추정한 사례도 있다.

국외의 경우, 먼저 독일의 경우 유기성 폐기물을 활용한 바이오가스 설비에

의한 편익을 2008년 기준 약 6억 5천만 유로로 추정하였다. 덴마크의 경우는 집

중형 바이오가스 생산시설 에너지 판매매출을 2007년 기준 약 8,670원/m3으로

추산하였고, 일본은 2008년 기준 매전단가를 3엔㎾h로 산정하였다. 국외 자료의

경우, 국내와 달리 시설에 대한 편익을 항목별로 추정한 최근 논문 및 보고서를

찾는 데는 한계가 있었다. 또한 유기성 폐기물 에너지화 시설에 대한 연구가 있

었으나, 그 편익을 구분하여 결과를 추정한 연구는 찾기가 어려웠다.

6. 요약 및 시사점

가. 요약

기후변화에 대응하고 환경오염을 줄이기 위한 한 가지 수단으로 폐자원을

에너지로 활용하는 정책이 주목받고 있다. 특히 런던협약에 따라 2012년부터 가

축분뇨 및 하수 슬러지의 해양투기가 금지되고 2013년부터는 음식물 쓰레기의

해양투기가 금지되면서, 축산분뇨, 음식물 쓰레기, 하수 슬러지의 효과적인 처리

를 위한 방안으로서 유기성 폐기물 에너지화 정책이 각국에서 마련되고 있다.

본 연구에서는 전 세계적으로 관심이 집중되고 있는 유기성 폐기물 에너지화 시

설 확대에 대한 경제적 편익을 추정하고 그 투자에 대한 경제적 파급효과를 분

석하여 제시하고자 하였다.

이를 위해 공공재를 평가할 때 널리 활용되고 있는 진술선호 평가법 중 조

건부 가치측정법과 컨조인트 분석법을 활용하여 유기성 폐기물 에너지화 시설

- xv -

확대에 대한 비시장적 편익을 추정하고 기존에 분석되지 않은 시설 확대로 인한

국민경제적 파급효과까지 다양한 효과를 분석해 보고자 하였다.

첫 번째로 조건부 가치측정법을 적용하여 추정한 결과 유기성 폐기물 에

너지화 시설 확대에 대한 가구당 연간 WTP는 3,598원으로 추정되었으며 이 값

은 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 또한 전 국민을 대상으로 한 연간

총편익은 약 673억원으로 추정되었다.

두 번째로 컨조인트 분석법을 적용하여 추정한 결과 유기성 폐기물 에너지

화 시설 확대에 대한 한계지불의사액은 각각 가구당 연간 237원, 148원, 15원으

로 추정되었다.

마지막으로 산업연관분석을 통해 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경

제적 파급효과를 분석한 결과 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대가 국민경제 전

체적으로 1.0798원의 생산유발효과, 0.1739원의 부가가치 유발효과, 10억원 생산

및 투자에 대해 0.8820명/10억원의 취업유발요과를 유발하는 것으로 분석되었다.

나. 시사점

한편, 본 연구는 학술적인 뿐만이 아니라 정책적인 측면에서도 중요한 의미

를 제공한다. 본 논문에서는 처음으로 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 외

부편익을 측정하였으며, 결과 또한 유의미 하였다. 따라서 이러한 결과는 현재

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대 관련 사업을 시행하고 있거나 계획하고 있는

지방자치단체 등에서 사업의 적정 재정규모를 파악하는 데 유용한 정보로 사용

될 수 있을 것이다. 본 논문의 방법론과 연구결과는 향후 유사한 정책의 타당성

분석에 사례로써 응용이 가능할 것이며, 공공의 이익을 제공하는 사업에 유용한

정보를 제공해 줄 것이다. 또한 경제적 파급효과는 에너지 산업 공급변화의 경

제적 파급효과를 사전적으로 예측하는데 활용 될 수 있을 것으로 판단된다. 본

연구의 결과를 활용한다면, 향후 관련 정책 입안자들에게 유용한 기초자료로 활

용될 것으로 기대된다.

- xvi -

목 차

요 약 문 ·················································································································································ⅰ

제1장 서 론 ····················································································1

1. 연구 배경 및 목적 ···········································································1

2. 연구의 내용 및 추진방법 ·······························································2

3. 연구성과 및 활용방안 ·····································································3

4. 기존연구와의 차별성 ·······································································4

제2장 국내외 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황 ·············8

1. 유기성 폐기물 에너지화 시설이란? ·············································8

2. 국내 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황 ·································11

가. 국내 유기성 폐기물 에너지화 시설 보급 현황 ··························11

3. 국외 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황 ·································17

가. 유럽의 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황 ·······························17

나. 미국과 일본의 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황 ··················22

4. 소결 ···································································································25

제3장 경제적 편익의 추정 방법론 ········································27

1. 경제학적 접근법 ·············································································27

2. 비경제학적 접근법 ·········································································29

3. 현시선호 접근법 ·············································································31

4. 진술선호 접근법 ·············································································33

5. 소결 ···································································································36

제4장 경제적 편익의 추정 및 파급효과 분석 ···················37

1. 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 편익 추정개요 ···········37

- xvii -

가. 조건부 가치측정법 ···········································································37

나. 컨조인트 분석법 ···············································································42

2. 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 편익 추정 ···················57

가. 조건부 가치측정법 ···········································································57

나. 편익 추정의 절차 ·············································································60

다. 추정모형의 개요 ···············································································61

라. 설문방법 및 표본설계 ·····································································62

마. 컨조인트 분석법 ···············································································67

3. 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 편익 추정결과 ···········78

가. 선행 연구사례 ···················································································78

나. 응답자들의 사회 경제학적 특성 ···················································79

다. 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대 편익의 추정결과 ············80

4. 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 파급효과 ·······88

가. 배경 및 목적 ·····················································································88

나. 분석방법론: 산업연관분석 ······························································89

다. 분석모형 ·····························································································94

라. 결과 ···································································································101

5. 소결 ·································································································104

제5장 유기성 폐기물 에너지화 시설의 시장편익 사례 ···· 105

1. 국내 ·································································································105

가. 고양시 바이오가스 열병합발전사업 타당성 조사 ···················105

나. 강원충북권역 환경에너지 종합타운(원주시) 타당성조사 ······ 108

다. 유기성 폐기물 자원화 사업 연구용역 ·······································109

라. 사업장 유기성폐자원을 이용한 바이오가스화 사업 타당성 조사 연구··· 112

2. 국외 ·································································································116

가. 독일 ···································································································116

- xviii -

나. 덴마크 ·······························································································117

다. 일본 ···································································································118

3. 소결 ·································································································118

제6장 결론 및 시사점 ·····························································120

1. 결론 ·································································································120

2. 시사점 ·····························································································121

가. 조건부 가치측정법 ·········································································121

나. 컨조인트 분석법 ·············································································121

다. 경제적 파급효과 분석 ···································································122

참고문헌 ·····················································································123

부록: 설문지 및 보기카드 ·····················································131

- xix -

표 목 차

1단계사업과 2단계사업의 연구 개요 7

국내 유기성 폐기물의 발생 및 처리현황 12

2011년 가축분뇨 발생 및 처리현황 13

유기성 폐기물 에너지화 시설 운영 현황 16

유럽에서 발생한 유기성오니의 처리현황 국가별 비율 20

미국 바이오가스 주요 선도기업 현황 23

일본 바이오가스 주요 선도기업 현황 25

컨조인트 분석법을 적용한 환경분야 연구사례 44

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 속성 및 수준 72

본 연구와 관련된 선행연구 사례-컨조인트 분석 78

전국조사 표본의 인구통계학적 특성(소득수준) 80

WTP 응답의 분포 81

평균 WTP의 추정결과 82

응답자들의 사회경제적 특성 83

공변량을 포함한 혼합 모형의 추정결과 84

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익 확장 85

공변량을 제외한 모형의 추정결과 86

응답자들의 사회경제적 특성 87

공변량을 포함한 Nested Logit 모형의 추정결과 87

한계지불의사액 추정 및 신뢰구간 88

통합 전 3부문의 산업연관표 92

통합 후 2부문의 산업연관표 92

유기성 폐기물 에너지화 부문의 산업연관표 재분류 100

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 파급효과 분석 결과 103

바이오가스 생산설비의 편익 분석 106

열 에너지 판매 비용 산정 106

- xx -

바이오가스 공급설비의 편익 분석 107

바이오가스 이용설비의 편익 분석 107

바이오가스의 열병합 발전에 따른 편익 분석 108

바이오가스화시설로 인한 편익분석(단위: 억원/년) 109

통합 바이오가스화시설 운영수익 예측을 위한 가정 111

통합 바이오가스화시설 운영수익 예측치 111

바이오가스화 시설에서 전력생산에 따른 수입 113

바이오가스화 시설에서 스팀생산에 따른 수입 114

바이오가스화 시설에서 정제가스 생산에 따른 수입 115

독일의 유기성 폐기물을 활용한 바이오가스 생산 및 효과 117

- xxi -

그 림 목 차

본 연구의 기대성과 및 활용방안 4

유기성 폐기물의 과거/현재 처리방법 비교 9

혐기성소화조 시설 10

바이오가스저장조 시설 10

충주시 유기성폐자원 에너지화 시설 전경 15

유럽에서 발생한 유기성오니의 처리현황 전체 비율 19

네덜란드 Rijesenhout 의 혐기성 소화 설비 22

스위스 Volketswil 의 혐기성 소화 설비 22

150톤/일급 폐기물가스화 가스엔진 발전 플랜트 22

용수 수요함수와 소비자 잉여 28

헤도닉 가격기법의 운용 절차 32

CVM의 개요 38

허베이 스피리트호 연구에서의 CVM 적용 절차 38

컨조인트 분석법의 적용절차 45

실제 설문에 사용된 조건부 선택법 선택대안의 예시 47

조건부 순위결정법 및 조건부 등급결정법 선택대안의 예시 49

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대 CVM 설문에서 제시된 보기카드 1 63

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대 CVM 설문에서 제시된 보기카드 2 64

설문지에 제시된 사업 내용 65

설문지에서의 지불수단 부분 65

WTP 질문 부분 66

실제 설문에 사용된 선택대안의 예시 73

유기성폐기물 에너지화시설확대컨조인트 설문에서 제시된 보기카드 1 76

유기성폐기물 에너지화시설확대컨조인트 설문에서 제시된 보기카드 2 76

유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 컨조인트 설문지에 제시된 내용 77

전국조사 표본의 성비와 연령대 79

- xxii -

전국조사 표본의 인구통계학적 특성(교육수준) 79

산업연관표의 구조 91

현 유기성 폐기물 처리방법 110

개선된 유기성 폐기물 처리방법 110

- 1 -

제1장 서 론

1. 연구 배경 및 목적

최근 기후변화에 대응하고 환경오염을 줄이기 위한 한 가지 수단으로 폐자원

을 에너지로 활용하는 정책이 주목받고 있다. 특히 런던협약에 따라 2012년부터

가축분뇨 및 하수 슬러지의 해양투기가 금지되고 2013년부터는 음식물 쓰레기의

해양투기가 금지되면서, 축산분뇨, 음식물 쓰레기, 하수 슬러지의 효과적인 처리

를 위한 방안으로서 유기성 폐기물 에너지화 정책이 각국에서 마련되고 있다.

예를 들어, 유럽연합에서는 유기성 폐기물 에너지화 시장이 점차 확대되고

있는데, 여러 국가에서 시행되고 있는 발전차액지원제도(feed-in-tariff)가 중요

한 역할을 하고 있다. 독일과 네덜란드를 중심으로 살펴보면, 독일은 7,200개의

유기성 폐기물 에너지화 시설을 통한 발전량이 신재생에너지 발전량의 1/3, 전

체 발전량의 6%를 차지하고 있으며, 네덜란드는 약 140개의 유기성 폐기물 에

너지화 시설을 운영하고 있다(한국환경정책평가연구원, 2013).

우리나라는 2008년 ‘폐자원 및 바이오매스 에너지대책’을 수립하여 폐기물 매

립량을 획기적으로 줄이면서 보다 안정적인 자원순환사회를 구축하려 하고 있

다. 예를 들어, 2009년부터 2013년까지 유기성 폐기물 에너지화 시설 21개소 설

치를 계획하였고 이를 2020년까지 32개소로 확대할 계획이며(환경부, 2012), 이

를 위해 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대를 위한 투자를 늘리고 있다. 따라서

국민들의 세금으로 조성된 재원으로 시행되는 공공정책에 해당하는 유기성 폐기

물 에너지화 시설 확대에 대한 효과를 추정하여 제시하는 연구가 필요한 실정이

다.

그러나 이와 같은 필요성에도 불구하고 현재 국내에서 유기성폐기물 에너지

화와 관련하여 기술개발에 대한 편익을 구한 사례는 있으나, 시설 확대에 대한

편익을 엄밀한 경제이론에 근거하여 보다 정확하게 사회경제적 가치를 평가한

연구는 없다. 따라서 본 연구는 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대에 대한 경제

적 편익을 추정하고 그 투자에 대한 경제적 파급효과를 분석하여 제시하고자 한

다.

이를 위해 우선 국내외 유기성폐기물 에너지화 시설 확대에 대한 정책 현황

- 2 -

및 시설 현황을 살펴보고자 한다.

다음으로 유기성폐기물 에너지화 시설 확대에 대한 경제적 가치를 추정할 수

있는 다양한 경제학적 방법론을 정리하고자 한다. 흔히 공공재와 같은 비시장재

화는 시장에서 거래가 될 수 없기 때문에 이에 대한 가치를 측정하기가 어렵다.

따라서 이러한 재화의 가치를 추정하는 경제학적 방법으로 널리 활용되고 있는

방법론을 활용하여야 하므로 미국의 NOAA, 우리나라 KDI 등 각국의 주요기관

에서 공공재를 평가할 때 사용하는 진술선호 평가법을 활용하여 유기성 폐기물

에너지화 시설 확대에 대한 비시장적 편익을 추정하고 기존에 분석되지 않은 시

설 확대로 인한 국민경제적 파급효과까지 다양한 효과를 분석해보고자 한다.

그리고 현재 국내에서 평가된 유기성 폐기물 에너지화 시설에 대한 시장적

편익을 추정한 사례를 살펴보고 끝으로 결론 및 시사점을 제시하여 유기성 폐기

물 에너지화 시설 확대에 대한 경제적 편익 구도를 정립하고 유기성폐기물 에너

지화 시설확대로 인한 편익 및 그 파급효과와 관련된 유용한 정보를 제공하자

한다.

2. 연구의 내용 및 추진방법

본 연구의 내용 및 추진방법을 정리하여 요약하면 아래와 같다.

가. 연구의 내용 및 범위

- 유기성 폐기물 에너지화 시설의 현황 및 과제

- 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익 추정을 위한 선행연구

조사 실시

- 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익 및 파급효과 분석을

위한 경제이론 및 연구방법론 정리

- 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익의 시범적 실증 조사

- 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익에 대해서 국민이 부여

하는 가치가 얼마인지 평가하기 위한 설문조사를 실시

- 유기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익 및 파급효과 분석 후

연구결과의 활용범위에 대한 논의 및 시사점 도출

- 3 -

나. 연구의 추진방법

- 연구방법론 및 사례에 대한 국내외 문헌조사

- 전문가 자문 및 연구진 논의를 통한 연구방법론 선정

- 국내외 사례분석을 통해 선정된 연구방법론의 적정성 검토

- 정부 승인통계 간행물, 이해당사자를 대상으로 한 설문조사 등을 통해 분

석자료 확보

- 국가지정 통계(통계청) 자료를 이용하여 객관적인 자료이용

- 연구 책임교수 지도하 연구원 업무 분장을 명확하게 하여 연구 효율성

도모

- 객관적인 데이터 수집을 위해 논의를 통해 전문 설문조사 업체를 선정하

고 설문조사 수행

- 전문 설문조사 업체는 객관적인 응답 자료를 얻기 위해, 연구의 핵심내용

을 설문조사자들에게 충분히 인지시킴

- 원시자료(통계자료 및 설문조사 자료)를 통계패키지를 통한 실증분석 실

시

- 실증분석을 통해 도출된 편익 분석결과를 종합하여 결론을 제시하고 시

사점 도출

3. 연구성과 및 활용방안

본 연구를 통하여 얻을 수 있는 기대성과 및 활용방안은 에 제

시하였다. 수도권 매립지공사에서 주관하는 인력양성 사업의 지원을 받아 수행

된 본 연구는 연구에 참여하는 연구원들이 현장교육에 직접 참여하여 연구를 수

행함으로써 연구의 이해력을 도모하고 기초 자료 수집을 용이하게 함으로 실질

적으로 연구에 도움이 되는 연구교육이 수행되었다고 할 수 있다. 특히 현장 방

문의 기회가 별로 없는 대학원생들의 지식 습득 및 학위논문 작성에 필요한 다

양한 정보 수집에 매우 효과적이다. 연구성과는 주요 학술지에 투고함으로써 유

기성 폐기물 에너지화 시설 확대의 경제적 편익 및 파급효과를 대외적으로 홍보

하는데 활용하고 더불어 학술적 성과도 달성하였다.

또한, 유기성폐기물 에너지화에 대한 산업적인 측면, 기술적 측면에서는 검

토되어 왔으나 시설확대에 대하여 국민들이 인식하는 경제적 편익 및 파급효과

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에 대한 연구사례는 미흡한 실정이다. 이에 따라, 유기성폐기물 에너지화 시설

확대에 대한 경제적 편익 분석 방법론 연구 및 추정 구도를 정립하고, 유기성

폐기물 에너지화 시설에 대한 현장기술정보를 습득하는 경험을 통해 대학원생들

이 졸업 이후의 진로 결정에 도움을 줄 수 있다.

연구를 통하여 얻어진 주요 분석결과물은 예산 당국 및 국민을 설득시킬

수 있는 홍보자료로 활용할 수 있기에, 본 프로그램을 위한 안정적 예산 확보

및 사업의 계속성 유지에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 유기성 폐기물

에너지화 정책 추진과 관련되어 의미 있는 연구결과 도출을 기대할 수 있다.

본 연구의 기대성과 및 활용방안

4. 기존연구와의 차별성

가. 1단계 사업

1차년도 연구과제는 주택에서 사용되는 에너지를 기존의 화석연료에서 바

이오매스를 이용하여 발생된 에너지로 대체하여 사용할 경우의 경제적 편익 추

정에 관한 것으로서 소비자 지불의사액 개념을 적용하여 바이오매스 에너지의

경제적 가치를 추정하였다. 주택용 에너지는 전력뿐만 아니라 열, 온수 등 일반

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가정에서 사용되는 모든 부분을 고려하였으며, 이는 사회의 발전과 생활수준의

향상 등에 따라 증가하고 있다. 소비자 지불의사액은 숙련된 면접원이 무작위로

추출된 전국 600가구의 세대주에게 일대일 설문조사를 수행한 결과를 가지고 추

정하였으며, 설문지는 1.5경계 양분선택형과 스파이크모형을 적용하여 작성되었

다. 이 연구의 결과로, 화석연료를 바이오매스로 전환하는 것에 대한 편익으로

2012년 기준 소비자 지불의사액이 평당(3.3㎡) 26,912원으로 나타났다. 이를 국민

주택규모 26평(85㎡)으로 환산하면 약 70만원에 해당되며, 위례 신도시와 같은

새로 개발되는 도시에 공급하는 에너지를 바이오매스로 생산한 에너지로 교체할

경우, 위례 신도시에 공급 예정인 총 가구수를 곱하여 계산하면 약 320억의 경

제적 편익이 있는 것으로 분석되었다.

2차년도 연구과제의 주요내용은 가정에서 수거되는 비닐이나 종이와 같은

폐기물을 보일러나 발전소에서 연료로 사용될 수 있도록 고형연료화 및 에너지

화 하는 것에 대한 경제적 편익을 추정한 것이다. 엄밀히 말하면, 현재 폐기물에

너지는 전체 에너지 소비에서 약 1.89%를 차지하고 있는데, 이를 2020년까지

5%까지 확대하는 것에 대한 외부편익을 측정한 것이다. 2차년도 연구는 1차년

도 연구와 동일한 조건부 가치측정법을 적용하였으며, 폐기물 에너지화의 경제

적 편익을 추정하기 위해 WTP모형을 통해 편익을 도출하였다. WTP를 추정하

기 위해 서울시 500가구를 대상으로 일대일 면접 설문조사를 실시했다. 지불의

사 유도방법으로 1.5경계 양분선택모형과 영(0)의 WTP를 처리하기 위한 스파이

크 모형을 결합한 분석모형을 적용하였고, 분석결과 폐기물 에너지화에 대한 매

월 가구당 평균 WTP는 2,724원으로 추정되었다. 이는 유의수준 5%에서 통계적

으로 유의하게 추정되었다. 그리고 가구당 평균 지불의사액을 서울시 전체로 확

장하면 연간 137억원에 달한다.

3차년도 연구과제에서는 폐기물 기반 바이오가스 보급 확대의 편익을 정

량적으로 추정하였다. 조건부 가치측정법을 적용하였으며, Arrow et al.(1993)의

여러 가지 지침에 근거한 설문 설계, 최근에 개발된 표본설문조사 표집기법 및

인터뷰 기법의 운용 등 특별하게 요구되는 여러 조건들을 충분히 만족시키면서

본 연구가 수행되었다. 특히 비교적 최근에 제안된 지불의사 유도방법으로 단일

경계 모형의 비효율성을 개선시킬 수 있으면서도 이중경계 모형의 편의를 줄일

수 있는 1.5경계 모형을 적용하였다. 영(0)의 WTP를 명시적으로 다룰 수 있는

모형인 스파이크 모델을 결합하였다. 주요 연구결과로서 전국 1,000가구 설문을

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통해서 폐기물 기반 바이오가스 보급 확대를 위해 매월 가구당 2,539원의 추가

적인 WTP를 가지고 있었으며, 이를 모집단인 전국 전체가구수로 확장하면 연

간 총편익이 약 469억원에 달한다.

요약하자면, 1차년도 연구는 위례 신도시의 건설계획에 맞춰 입주자들의 신

재생에너지 사용에 대한 경제적 편익을 다루고 있는데, 평가대상의 수혜자가 위

례 신도시의 입주자로 한정되어 있으며, 2차년도 연구의 경우 설문조사 범위가

서울시로 국한되어 있어서, 3차년도의 전국단위 설문조사와는 규모의 차이를 보

인다.

나. 2단계 사업의 필요성

앞서 살펴본 바와 같이 1단계 사업의 1차년도 사업은 전반적이고, 일반적

이며, 포괄적인 내용을 중심으로 연구가 이루어졌으며, 2∼3차년도 사업에서 구

체화하였다. 지난 1단계 사업의 간략한 분석과 본 연구의 필요성은 아래와 같이

요약할 수 있으며, 에 이를 제시하였다.

▪ 그동안의 연구는 가연성 폐기물을 중심으로 연구를 진행함으로써 연구범위의 확대가 필요하였음(유기성 폐기물 연구 부재)

▪ 지난 연구에서는 분석측면에서 경제적 편익만을 분석하였음(경제적 파급효과 연구 부재)

▪ 경제적 효과분석에는 시장적 편익과 비시장적 편익이 존재함. 기존 연구에서는 비시장적 편익에 집중하여 분석이 이루어졌음(시장적 편익 분석부재)

▪ 위와 같은 이유에서, 본 연구는 “유기성 폐기물 시설 확대에 대한 경제적 편익 및 경제적 파급효과”에 대한 연구를 진행함으로써, 그동안 이루어지지 않았던 유기성폐기물과 관련된 경제적 파급효과와 시장적 편익을

함께 분석하고자 함

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1단계사업과 2단계사업의 연구 개요

구분

1단계 사업 2단계 사업

1차년도 2차년도 3차년도 1차년도

연구

과제명

화석연료를

바이오매스로

전환하는 경제적

편익의 추정

조건부

가치측정법을

이용한 폐기물

에너지화의

경제적 편익

추정

폐기물 기반

바이오가스 보급

확대의 경제적

편익 분석

유기성폐기물

에너지화

시설확대의

경제적 편익 및

파급 효과 분석

연구

수행연도2012년 2013년 2014년 2015년

평가대상

화석연료를

대체하는

신재생에너지

사용에 대한

경제적 편익

폐기물의

에너지화에 대한

경제적 편익

폐기물로 만든

바이오가스의

보급 확대에

대한 경제적

편익

유기성폐기물

에너지화 시설

확대에 따른

편익과 파급효과

설문조사

규모전국 600가구 서울시 500가구 전국 1,000가구 전국 1,000가구

모집단위례신도시 입주

가구수

서울시 전체

가구수

전국 전체

가구수전국 전체 가구수

연구방법조건부

가치측정법

조건부

가치측정법

조건부

가치측정법

① 조건부가치측정법

② 컨조인트 분석법

③ 산업연관분석

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제2장 국내외 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황

1. 유기성 폐기물 에너지화 시설이란?

유기성 폐기물의 정의에 앞서 우선, 폐기물관리법 상에서 정의하는 폐기물

의 정의를 살펴볼 수 있다. 폐기물관리법 상의 ‘폐기물’ 이란, 쓰레기, 연소재, 폐

유, 폐산, 폐알칼리 및 동물의 사체 등으로써 사람의 생활이나 사업 활동에 필요

하지 않게 된 물질을 말한다(폐기물관리법 제2조). 또한, ‘유기성 폐기물’ 에서의

‘유기성’ 은 무기성이 아닌 모든 것을 통칭하는 개념이며 일반적으로 생분해성을

의미한다. 따라서 유기성 폐기물은 음식물쓰레기, 하수슬러지, 가축분뇨 등을 중

심으로 다룬다(한상운 외, 2013).

정확하게 유기성 폐기물은 열화학적, 생물학적 반응을 통해 생성되는 메탄

가스로 열, 전기 등 에너지를 생산·판매하는 산업을 지칭한다. 유기성 폐기물을

이용한 에너지 생산의 기본 원리는 혐기성 소화 작용이다. 혐기성 소화

(anaerobic digestion) 작용이란 산소 없이 유기물을 분해하기 위해 미생물을 이

용하는 생물학적 공정으로 가수분해, 산 생성, 메탄 생성 단계로 구분된다. 1kg

의 유기물질이 혐기 소화되면 약 0.35㎥의 메탄가스가 생성되며 메탄가스는 1㎥

당 35,800KJ)의 열량을 가져 37,300KJ의 열량을 가지는 천연가스(LNG) 1㎥와

유사한 용도로 사용이 가능하다 (산업은행, 2015). 아래 은 유기성

폐기물의 과거 및 현재의 처리방법을 비교한 것이다.

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유기성 폐기물의 과거/현재 처리방법 비교자료) 청주시 유기성 폐기물 에너지화시설 홈페이지

주요 유기성 폐기물 에너지화 시설에는 혐기성소화조와 바이오가스 저장조

가 있다. 혐기성소화조는 유기성 폐기물을 혐기성상태에서 발효시키는 에너지화

시설의 주공정이며 사양은 다단 일체형 중온 혐기성소화이다. 원리는 단일 소화

조에서 산발효와 메탄발효를 동시에 수행하는 것이다. 바이오가스 저장조의 경

우는 발생된 바이오가스를 에너지자원으로 이용 가능하게 하기 위한 설비로, 이

중 맴브레인 타입의 사양이며 용량은 2,000m2 이다. 아래의 와 은 혐기성소화조 시설과 바이오가스 저장조를 각각 나타낸 것이다.

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혐기성소화조 시설자료) 청주시 유기성 폐기물 에너지화시설 홈페이지

바이오가스저장조 시설자료) 청주시 유기성 폐기물 에너지화시설 홈페이지

그 외에 유기성 폐기물의 처리 과정에서 발생하는 악취를 제거하고 포집하

기 위한 악취설비와 발생된 폐열을 혐기성소화조 가온 및 소내 냉·난방으로 활

용하는 발전기 등의 시설이 있다.

또한, 유기성 폐기물 같은 폐기물의 에너지화 기술을 살펴보면 앞서 언급한

폐기물가스화와 고형연료화, 목재칩 및 펠릿의 연료화, 열분해 유화 등이 있다.

고형연료화는 폐합성수지류, 폐종이류, 폐목재류 등과 같은 가연성폐기물을 이용

하여 수거 및 원료전처리 과정을 거쳐 고형연료를 생산하고 열병합발전 및 혼

소, 전용보일러기술을 이용하여 최종적으로 전기와 열을 생산하는 기술이다. 목

재칩 및 펠릿의 연료화는 목질계 바이오매스 및 폐목재를 이용하여 수거 및 원

료 전처리 과정을 거쳐 고형연료를 생산하며 열병합발전 및 혼소, 전용보일러기

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술을 이용하여 최종적으로 전기와 열을 생산하는 기술이다. 열분해는 초본계 및

목질계 바이오매스와 가연성폐기물을 이용하여 열분해 공정을 통해 열병합발전

등으로 전기와 열을 생산하는 기술이다. 「폐자원 및 바이오매스 에너지대책」

(2008) 및 ‘실행계획’ (2009)에 따르면 2020년까지 에너지화 관련 기술을 선진국

의 90∼95% 수준까지 달성하는 것을 목표로 잡고 있다(한국환경산업기술원,

2013).

2. 국내 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황

가. 국내 유기성 폐기물 에너지화 시설 보급 현황

폐기물 관리에 대한 정책목표가 기존 ‘쾌적한 생활환경 조성’에서 ‘지속가능

발전을 위한 자원순환형 사회 구축’으로 이동하면서 효과적인 폐기물 처리 대안

으로 폐기물 에너지화가 부각되고 있다. 이에 따라 CO2 감축 및 환경영향 최소

화를 위한 자원순환형 폐기물 관리 정책이 수립되었고, 각국의 정부와 국민들의

폐기물 재활용 및 자원화에 대한 관심이 증가했다. 또한 과거 환경

(environment)과 경제(economy)를 중심으로 한 2Es 환경관리정책에서 에너지

(energy)까지 포괄하는 3Es 패러다임이 부각되면서, 폐기물을 대체 에너지 자원

으로 인식하여 현재 폐기물은 화석연료 고갈 및 환경오염에 대한 대비책으로 활

용되고 있다. 국내에서도 새로운 패러다임 변화에 맞추어 07년 7월 ‘제2차 국가

폐기물관리 종합계획’을 통해 적극적인 대처방안을 모색했다. 감량화, 재활용, 에

너지 자원화 등이 주요 정책 수단으로 추진될 예정이며, 그 중 환경규제 이슈에

대한 가장 직접적이고 효과적인 대안으로 에너지화의 비중이 증가해왔다 (산업

은행, 2015).

유기성 폐기물 에너지화 시설을 살펴보기에 앞서, 유기성 폐기물의 에너지

화 현황을 살펴보도록 한다. 국내에서 발생되는 대표적인 유기성 폐기물 중 음

식물쓰레기를 보면 대부분 사료화·퇴비화 방식으로 처리되며 바이오가스화 방식

으로 처리되는 양은 연간 142,000톤(3%)이다. 그러나 2013년부터 음폐수의 해양

투기가 금지되었고 사료화·퇴비화의 경우는 음식물의 높은 함수율 및 높은 염도

로 실효성이 낮은 것으로 평가 받고 있어 바이오가스화 방식이 확대되고 있는

실정이다. 가축분뇨의 경우에는 음식물쓰레기의 약 10배가 배출되는데 3천7백만

톤(88%)이 퇴비화·액비화되고 있으며 공공처리장 및 개별정화시설에서 정화방

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류되고 있는 양은 3백5십만 톤(8%)이다. 가축분뇨 역시 2012년부터 해양배출이

금지되었으며 퇴비화·액비화의 경우 사용처의 제한 및 호기성시설 가동으로 인

한 다량의 전력소모 및 퇴비로 인한 부영양화 등의 문제를 유발할 수 있기 때문

에 자원화와 더불어 에너지화가 함께 추진되고 있다.

하수슬러지의 경우는 2011년 기준 연간 3백만 톤이 생산되고 있으며 백만

톤(42.7%)이 해양투기되고 나머지는 재활용, 소각, 매립, 연료화 등의 형태로 나

타났다. 그러나 이 통계는 수처리 공정을 거쳐 최종적으로 발생하는 탈수슬러지

가 대상인 관계로 아래 표에서는 바이오가스화 시설에 투입될 수 있는 하수슬러

지를 ‘가용 하수슬러지’라 명명하고 그 양을 추정하여 유기성 폐기물의 발생량을

산정하였다(한상운 외, 2013). 에서는 바이오가스가 에너지화된 연간

투입량 및 국내 유기성 폐기물의 발생, 처리현황을 알 수 있다. 2011년에 음식물

쓰레기는 연간 4,941천 톤 발생하였고, 가축분뇨는 42,681천 톤, 가용 하수슬러지

는 63,990천 톤 발생하였다. 약 500만 톤의 음식물쓰레기 발생량 중에서 바이오

가스화 된 유기성 폐기물은 221천 톤 이었으며, 가용 하수슬러지에서는 1/6 가

량을 차지하였다(한상운 외, 2013).

국내 유기성 폐기물의 발생 및 처리현황

처리현황

폐기물 종류

(통계년도)발생량

퇴비화

액비화사료화

정화방

류매립 연료화

바이오

가스화소각 재활용 해양투기 기타

음식물쓰레기

(2011년)

4,941

(천톤/년)1,558 1,936 106 61 - 221 170 - 889

가축분뇨

(2011년)

42,685

(천톤/년)37,396 - 3,584 - - - - - 767 938

가용

하수슬러지

(2011년)

63,990

(천톤/년)11,963 52,027

하수슬러지

(2011년)

3,096

(천톤/년)- - - 261 223 - 689 802 1,010 110

주: 1) 음식물쓰레기 발생량은 약 500만 톤으로 미분리 혼합배출·수거한 음식물·채소류의 양

(273톤/일)과 재활용을 위해 분리배출·수거한 남은 음식물의 양(13.264톤/일)을 합산하여

연간 발생량 산출하였으며 바이오 가스화 양은 2011년 전국 55개 바이오가스화 시설에

투입된 음식물쓰레기 양임

2) 통계상 1일 발생량은 1년으로 환산하였으며 천 단위에서 반올림하였음

3) m2 로 표시된 단위의 경우 밀도(단위부피당 중량)를 1톤/m3 로 가정하여 톤으로 환산함

자료) 환경부(2012a); 환경부 환경통계포털; 농림축산식품부(2013); 환경부(2011a)

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다른 유기성 폐기물의 경우, 유기성오니(산업폐수/폐수오니)는 고형물 중 유

기성 물질의 함량이 40% 이상인 것으로 도시하수처리장, 식품공장 등의 배출

폐기물이 주이며 부패성이 높다. 유기성오니와 관련된 현황으로는 매립장의 신

규건설이 어렵다는 점, 오니류 매립에 따른 매립지 안정화 지연 및 침출수 과다

발생 등의 이유로 직매립을 금지한 점으로 해양배출 의존도가 컸던 실정이나

2012년부터 런던협약 96의정서가 발효됨에 따라 유기성오니류의 해양 투기 금지

에 따른 대책이 시급해졌다. 따라서 유기성오니류의 적정처리 방안 모색 및 관

련 기술 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이다. 이에 대한 대안으로 외국의 사

례들처럼 농토를 재이용하거나 소각을 통한 재의 자원화, 녹농지 등에의 이용

및 기타 재활용 방향 등으로 진행되고 있다. 이는 환경문제에 대한 관심이 고조

되면서 유기성오니의 처리방법을 개선하고 환경적으로 안정화되고 재자원화 할

수 있는 방법을 찾는 지향추세가 뚜렷하게 반영된 결과이다(한국화학융합시험연

구원, 2014).

유기성 폐기물 중 가축분뇨는 위탁처리에 주로 의존하는 실정이며 특성상

수분함량이 많아 처리가 어려운 양돈분뇨가 주요 관리대상이 된다. 축산가구의

자체적 자원화는 주로 퇴·액비화 되고 위탁처리에는 공공처리시설 유입처리, 재

활용신고자에 위탁처리, 해양배출(2012년부터 금지), 분뇨처리업자에 위탁처리

등이 있다.

2011년 가축분뇨 발생 및 처리현황

2011 가축분뇨

발생량

처리현황

자원화 정화방류해양

투기기타

소계 퇴비 액비 개별처리 공공처리장

42,685(천톤/년) 37,396 34,393 3,003 1,527 2,057 767 938

100% 87.6% 81% 7.7% 4.3% 4.8% 1.8% 2.2%

자료) 농림축산식품부(2013)

한편 유기성 폐기물 에너지화 분야를 처리하는 행정 주무 부처로는 환경부,

산업통상자원부(구: 지식경제부), 농림축산식품부가 있다. 환경부, 농림축산식품

부에서는 시설 설치 및 운영을 담당하며 산업통상자원부는 생산에너지 보급 등

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에 주로 관여하고 있다. 특히 환경부는 사업추진 주관 부서로서 중장기 실행계

획을 수립하고 국고확보 및 지원, 관련법령의 지침을 개선하는 등 유기성 폐기

물 에너지화 사업을 총괄 관리하는 중추역할을 한다. 유기성 폐기물 중 음식물

및 음·폐수는 폐자원 관리과, 축산폐수는 수질관리과, 하수에너지 자립화 사업과

관련해서는 생활하수과에서 관리하고 있으며 자원순환국 폐자원에너지과에서 에

너지화 관련 업무를 총괄하고 있는 실정이다. 이와 관련된 정책들로는 경제살리

기와 기후변화대응을 위한 폐기물 에너지화 종합대책(2008), 폐자원 및 바이오매

스 에너지대책 실행계획(2009), 하수처리장 자립화 기본계획(2010) 등이 있다. 특

히 환경부가 2008년 폐기물의 에너지화를 통해 경제살리기와 기후변화 대응 계

기를 마련한다는 정책비전으로 수립한 「경제살리기와 기후변화대응을 위한 폐

기물 에너지화 종합대책」에서의 주요내용은 해양투기 금지 런던협약 등의 국제

적인 이슈에 능동적으로 대처하기 위하여 시설을 확충한다는 것이다(대덕연구개

발특구지원본부, 2010).

또한, 환경부 외 6개 부처가 발표한 「저탄소에너지 생산·보급을 위한 폐자

원 및 바이오매스 에너지대책 실행계획」은 앞서 언급한 「폐자원 및 바이오매

스 에너지대책」의 후속조치로서 2013년까지 국가의 신재생에너지 보급 목표율

3.78% 달성을 위해 폐자원 및 바이오매스로 목표율의 83.9%에 해당하는 3.17%

를 실현하고, 2020년에 4.16%, 2030년에 7.12%를 달성하는 것을 목표로 하고 있

다. 이 대책은 총 사업비 7,225억 원(국고 2,462억 원)을 투입하여 22개의 바이오

가스화 시설의 설치 추진을 골자로 하고 있다(국회예산정책처, 2012).

일례로 유기성폐기물 에너지화 분야를 맡은 행정 주무 부처 중 하나인 산

업자원부 산하의 한국가스기술공사는 국내 순수기술로 바이오가스 전처리 정제

기술을 개발하여, 미래형 바이오가스 플랜트 EPC 및 O&M 사업 기술경쟁력 강

화를 위한 연구를 수행하고 있다. 한국가스기술공사는 국내 유기성폐기물 처리

환경에 적합한 순수 국산 바이오가스 전처리 및 정제기술로 도시가스 공급 및

차량용 연료공급 품질 기준을 충족하고 다양한 수요처에 에너지를 공급할 수 있

는 플랜트 기술을 보유하여 다양한 Biomass 조건에 대응할 수 있는 바이오가스

플랜트 최적화 설계 및 효율증대를 위한 기술고도화 추진 중이다. 그에 따른 연

구 성과로는 CMS(Carbon Molecular Sieve), Zeolite와 같은 흡착제를 이용하여

CO2를 가압 흡착과 감압 탈착을 통해 분리하는 흡착법(Pressure Swing

Adsorption)방식의 바이오가스 정제 공정 설계 완성과 가스투과도 차이에 따른

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분리막(Membrane) 방식의 바이오가스 정제 공정 기술 완성이 있으며, 음식물쓰

레기(80톤/일)를 처리하여 바이오메탄(220㎥/hr)를 생산하는 실증 플랜트 상업화

운전이 2016년 5월 예정이다. 아래 는 한국가스기술공사가 관여한

충주시의 유기성폐자원 에너지화 시설 전경이다(한국가스기술공사, 2015).

충주시 유기성폐자원 에너지화 시설 전경한편, 유기성폐기물 시설에서 도시 유기성 폐기물을 이용한 대규모 에너지

화 시설은 현재 상용화가 되어 있으며 국내외 여러 곳에 설치되어 있다. 그러나,

대규모 폐기물 에너지화 시설까지 도시 유기성 폐기물을 운송하는 것은 많은 수

송비와 노력이 수반되어야 한다. 이에 따라 도시 유기성 폐기물의 배출이 많은

인구가 집중되어 있는 도시지역에서는 분산형 형태로 도시 유기성 폐기물을 처

리할 수 있는 도시 유기성 폐기물 에너지화 시설에 대한 요구가 증가되는 추세

이다. 이러한 분산형 도시 유기성 폐기물 에너지화 시설은 소규모로 많은 개수

가 도시에 설치되어야 하므로 유지관리가 분산형 도시 유기성 폐기물 에너지화

시설의 성능을 좌우하는 중요한 요소가 된다. 분산형 도시 유기성 폐기물 에너

지화 시설은 악취를 제거하는 시설, 유기성 폐기물과 바이오 가스 등의 유출입

시설, 도시 유기성 폐기물 농축조 및 소화조 등으로 나누어 질 수 있다. 이와 같

은 시설 중 분산형 도시 유기성 폐기물 에너지화 시설 내 소화조는 분산형 도시

유기성 폐기물 에너지화 시설의 바이오 가스 발생량에 가장 큰 영향을 미치는

중요한 시설이다. 그리고, 분산형 도시 유기성 폐기물 에너지화 시설은 대규모

유기성 폐기물 에너지화 시설과는 다르게 유입되는 유기성 폐기물 양의 패턴이

일정하지 않으며, 유입 도시 유기성 폐기물의 일최대값과 일최소값의 편차가 크

다. 이에 따라 분산형 도시 유기성 폐기물 에너지화 시설은 유입 변동성에 대처

하기 위해 큰 규모의 농축조가 설치되어, 분산형 도시 유기성 폐기물 에너지화

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시설의 농축조와 소화조 체류시간 비는 대규모 유기성 폐기물 에너지화 시설에

비해 상대적으로 큰 특징을 지니고 있다. 이처럼 유기성 폐기물 에너지화 시설

은 처리 방법이나 설치 장소 선정 등에 따라 다양한 형태로 고안되어 운영되고

있다(한국과학기술원, 2012).

유기성 폐기물의 시설 운영 현황을 살펴보면, 에서 2011년 가축분

뇨 발생 및 처리는 퇴비, 액비로 3,740만 톤이 에너지화 되었고 358만 톤(9.1%)

은 정화처리, 해양투기로는 77만 톤(1.8%)가 되었음을 알 수 있다. 이러한 운영

기술을 노하우로 해서 국내 기업 중 매립가스 발전과 바이오가스 자원화, 고형

폐기물 연료화 사업에 주력하는 신재생에너지 전문기업인 에코에너지홀딩스는

해외시장도 공략하고 있다. 탄자니아 유기성폐기물 자원화사업을 추진 중이며

필리핀 바이오매스 에너지화, 방글라데시 대중교통 폐기물 에너지활용 지원 사

업 등에 참여하고 있다. 최근 러시아·스리랑카와 매립가스 자원화 사업 협약도

체결했다. 러시아 주정부의 2020년까지 100~150개 바이오매스 플랜트 건설 계획

에 맞춰 KOTRA와 함께 공략하고 있다 (Etnews, 2015).

유기성 폐기물 에너지화 시설 운영 현황

유기성 폐기물

에너지화 시설

시설 종류 공공 민간

단독 처리시설

(38)

음식물 (2) 2 0

음·폐수 (9) 8 1

가축분뇨 (7) 4 3

하수슬러지 (20) 20 0

병합시설 (17) 병합처리 (17) 13 4

계 (55) 47 8

자료) 유기성 폐자원의 효율적 에너지화(한상운 외, 2013)

현재까지 진행된 국내의 유기성 폐기물 시설 현황을 종합적으로 보면, 음식

물쓰레기, 축산분뇨, 하수슬러지 분야는 일부 실용화되었고, 축산분뇨를 이용한

바이오가스 플랜트 시설은 일부 지역에 실규모 플랜트가 건설되어 운영되고 있

으나, 혐기성소화 후 부산물을 경제적으로 처리할 수 있는 시스템개발이 미진한

상황이다. 기존 기술의 문제점으로 농가보급형 혐기성소화 처리는 비경제적이고

잦은 문제발생으로 인해 효율적으로 운영되고 있지 않고, 생분뇨 액비화에 따라

품질저하 및 고농도 악취 발생문제가 대두하였다. 2010년도 기준으로 국내 바이

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오가스 발생량은 157,074천㎥/년이었으며 석유환산톤으로 72,984TOE 이고, 국내

일일 발생하는 유기성폐기물인 168,138톤을 전량 바이오가스화 할 경우 연간

756,807TOE의 원유대체 효과(경제적 효과 약 8,500억원)가 있는 것으로 조사되

고 있다. 따라서 상당한 경제성이 있는 것으로 판단되지만, 유기성 폐기물 처리

관련 기술 중 상당수는 해외 기술 도입에 의존하는 실정이므로 기존 상용화 문

제를 해결하여 국내 기술력 확보를 통해 해외시장에 진출할 수 있는 폐자원 에

너지화 연구개발 추진이 필요하다(한국환경산업기술원, 2013).

또한, 낮은 사회적·정책적 관심으로 정부의 신재생에너지 보급사업 중 유기

성 폐기물의 지원비중은 낮은 편이다. 2003∼2009년간 지방보급사업에서 신재생

에너지 전체 지원금액 중 태양광·태양열이 50%, 풍력이 15%인데 반해 바이오·

폐기물은 4% 수준에 불과했다. 유기성 폐기물의 에너지화는 국내 에너지 산업

내 비중이 낮고, 폐기물을 처리하면서 발생되는 부산물 성격이 강해 산업정책으

로서의 관심이 미비한 실정이다. 발전차액지원제도에 의한 지원가격도 낮게 책

정되어 태양광은 kWh당 고정요금이 677∼711원 수준이나 바이오가스 및 매립

지가스는 68∼85원 수준이며 변동요금도 SMP+5∼15원 (2009년 기준 109.5∼

119.4원) 수준이다. 설비 설치비의 일부를 정부에서 무상보조 하는 보급 보조금

도 태양광, 풍력 등은 60%이나 폐기물은 30%로 낮게 책정되었고, 융자지원에서

타 신재생에너지는 지원한도가 40억원, 5년거치 10년분할 상환이나 바이오가스

는 30억원, 3년거치 5년 분할상환으로 불리하다. 민간에서도 유기성 폐기물 에너

지화보다 태양광, 풍력 등에 관심 집중되어 태양광, 풍력 등은 이미 수십조원의

시장이 형성된 반면, 유기성 폐기물 시장전망은 아직 불명확하다. 업계의 2008년

신재생에너지 투자금액은 태양광이 1조 5천억원인 반면 유기성 폐기물을 포함한

바이오에너지 전체가 80억원 수준인 것을 고려해 정부 차원에서 성공적인 국내

관련 기업 사례 등을 발판삼아 적극적으로 유기성 폐기물 에너지화 정책을 확

대·보급할 필요가 있다(산업은행, 2015).

3. 국외 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황

가. 유럽의 유기성 폐기물 에너지화 시설 현황

전 세계적으로 대체에너지의