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과학기술 기반으로 미세먼지 대응 전략 새로 짠다과학기술로 미세먼지 위기를 넘어 신산업․신시장 창출 전략
전흥규 기자  |  jeonhg@hanmail.net
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승인 2016.12.06  15:34:21
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정부가 과학기술을 기반으로 한 중장기적인 미세먼지 대응 전략을 새롭게 내놓았다. 미래창조과학부․환경부․보건복지부는 지난 11월 과학기술을 통해 미세먼지 문제에 대한 근본적이고 혁신적 해결을 지원하기 위한 ‘과학기술기반 미세먼지 대응 전략’을 합동으로 발표하였다.

이번 전략은 ‘미세먼지 대응 기술개발’이 지난 6월의 ‘미세먼지 관리 특별대책’에 포함된 데 이어, 8월에 9대 국가전략 프로젝트 중 하나로 선정됨에 따른 구체적인 세부 이행계획(2017년~23년)이다.

   
 

정부는 지난 6월 관계 부처에서 추천한 전문가(48인)로 ‘범부처 미세먼지 연구기획위원회’를 구성하여 전략 초안을 마련하고, 두 번의 공청회와 부처 협의를 거쳐 이번에 최종 확정․발표하게 되었다.

정부는 이 전략에 따라, 2017년부터 3년간 우선 423억 원(정부안 기준)을 투자하여 미세먼지 대응 기술개발을 추진할 범부처 단일사업단을 발족할 계획이다.

그간 부처별․사업별로 소규모로 분산되어 진행되던 연구를 범부처 단일사업단을 중심으로 결집하고, 초미세먼지(PM2.5) 2차 생성 메커니즘 규명 및 유해 성분 분석, 집진․저감 기술의 획기적 성능개선 등 위해성 해소에 초점을 맞춘다.

종전의 미세먼지 관련 연구가 정책현안의 보조적인 수단이었다면, 앞으로는 과학기술을 통해 정책수립을 위한 합리적 근거와 정책 이행의 효율적 수단을 제공하게 된다.

아울러 미세먼지 대응 기술에 대한 정의와 분류체계를 정립하고, 전 부처 R&D 정보 공유를 통해 성과를 연계해 중복 투자를 방지하는 등 R&D 관리를 강화해 나가고, 기술개발 및 산업화 촉진 생태계 조성을 위해 관계 부처 TF 및 민관 협의회 등 협업체계를 구축․운영할 계획이다.

 

<종전 연구방식과 차이점>

구분

종전의 연구방식

금번 대응 전략

기본 방향

정책현안 해소를 위한 과학기술

(정책 우선)

과학기술․정책 간 연계 강화

(과학적 근거 및 기술적 수단 제공)

연구 방식

부처․영역별 개별 연구

(원인규명, 배출저감, 측정․예보 등 따로따로)

부처․영역간 칸막이 제거

(단일사업단에서 종합적 연구 수행)

R&D 투자

1차 배출 중심

(PM10 및 PM2.5 직접배출)

위해성 해소 중심으로 전환

(PM2.5 직접배출 및 2차 생성)

R&D 관리

정부 R&D 관리 부족

(기술정의 및 분류체계, 현황 관리 등)

정부 R&D 관리 강화

(기술정의 및 분류체계 정립, 현황 관리 강화)

민·관 협업

과학기술기반 협업생태계 미비

 

과학기술기반 협업생태계 구축

(범부처 TF, 민․관 협의회 등)

이번 전략은 국가전략 프로젝트 차원의 미세먼지 대응 중점기술 개발뿐만 아니라, 미세먼지 위기를 새로운 기회로 전환시키기 위한 기술 산업화 및 글로벌 협력, 정부 재정의 효과적 투자 및 성과창출 극대화를 위한 정부 R&D 중장기 투자방향 등 3대 부문으로 구성되었다.

   
 

미세먼지 대응 중점기술 개발

정부는 범부처 연구개발 협업체계인 ‘미세먼지 국가전략 프로젝트’를 통해 국민 삶의 질 개선을 위한 성공적 R&D 모델을 창출한다.

이를 위해 국가 R&D 역량을 집중하여 발생‧유입, 측정‧예보, 집진‧저감, 보호‧대응 등 4대 분야의 근본적‧과학적 해결책을 마련한다.

첫째, 발생․유입 대책으로 초미세먼지 발생원인과 발생원별 기여도 규명 등 기반연구를 강화한다. 집중 현장조사와 스모그챔버 실험 등을 통해 초미세먼지 생성‧변환 메커니즘을 규명하고 모수화(Parameterization)한다.

모수화는 미세먼지 예측 모델 개발과 정부 정책의 효과 분석 등에 활용 가능한 화학 반응식 도출로, 한‧미 공동 특별관측에 준하는 독자적인 항공관측 시스템 구축(2019), 대기오염 집중 측정소(백령도, 태화산 등) 학‧연‧관 공동 활용체계 구축(2017), 권역별 전략지점 상시 측정(2017~), 대형 스모그 챔버 구축(2020) 및 초미세먼지 생성‧변환 메커니즘 정량적 규명(2022) 등이다.

또 미세먼지 해외 유입량과 국내 주요 오염원별 기여도(1차 배출과 2차 생성을 포함)를 정량적으로 규명한다. 기존 자료를 활용한 권역별 오염원 기여도를 우선 산정(2018)하고, ‘특별대책’ 목표 달성을 위한 규제 대상 배출원 및 저감량 산정(2019), 대중소사업장 및 상업시설 등 오염원별 배출특성 프로파일 구축(2022), 배출원 정밀추적이 가능한 차세대 오염원 기여도 산정기술 개발(2022) 등을 추진한다.

미세먼지 측정과 예보도 실시간 농도‧성분 측정 원천기술을 확보하고, 미세먼지 정보를 통합 분석함으로써 중장기 정밀예보를 실시한다. 또 대도시‧육상 중심의 기존 관측망을 상공과 해상을 포함하는 실시간 입체관측망으로 확대한다.

이를 위해 기존의 국가‧지자체‧연구 관측망 연계 및 원격탐사 장비 확충(2021), MEMS 등을 활용한 초소형 초미세먼지 측정시스템 개발(2019~21), 차량 및 드론 등을 활용한 이동관측 플랫폼 개발 및 한반도 전역을 커버하는 3차원 실시간 입체 관측망 구축(2023) 등을 추진한다.

또한 빅데이터․인공지능 적용 등을 통해 미세먼지 예보정확도와 기간을 획기적으로 향상시킨 독자 예보모델 개발한다. 고농도 예보 정확도는 현재 62%이나 2020년까지 75% 수준으로 끌어올리고, 예보기간도 2일에서 7일로 늘린다.

한반도․아시아의 대기화학적 특성을 반영한 독자 미세먼지 예보모델도 개발(2020)한다. 이를 통해 국가 대기오염물질 배출량(CAPSS) 불확실성 개선(2019), 미세먼지 빅데이터 구축(2019) 및 인공지능을 적용한 중장기 예보시스템 개발(2023) 등을 추진해 나간다.

미세먼지 집진․저감에 대해서도 종전 대비 2배 이상의 성능을 가지는 고효율 저감기술(집진․탈황․탈질)을 개발하고, 그간 간과되었던 응축성 미세먼지와 비산먼지 저감기술을 개발한다.

화력발전소 및 제철소 등 대․중소사업장을 대상으로 한 비용효과적 저감기술을 개발하고, 공동 실증 등을 통해 확산을 지원해 나간다는 계획이다. 또 도로․지하철․건설현장 등 다양한 생활현장에서 발생하는 비산먼지 저감 기술을 개발한다. 이를 위해 무동력 집진장치 개발 및 차량 시범운행(2020~23), 지하철 및 터널용 저에너지형 저감시스템 개발(2020~23), 건설현장 유형별 저감기술 개발 및 실증(2020~23) 등을 추진한다.

 

기술산업화 및 글로벌 협력 강화

미세먼지로부터 국민을 보호하고 대응케 하기 위해 실질적인 미세먼지 노출량과 미세먼지의 위해성 정보를 제공하고, 노출저감 기술을 개발 및 확산을 지원한다.

이를 위해 주택․대중교통․지하공간․상업시설 등 생활환경에서 국민들의 미세먼지 노출을 저감(50% 이상)할 수 있는 기술을 개발한다. 가정 내 노출 저감기술 개발(외부유입 차단, 내부 공기 정화, 조리 시 배출저감 등)(2017~), 대중교통․상업시설․지하공간 등 미세먼지 저감기술 개발(2017~), 야외 운동자 및 근로자 등을 위한 착용형 정화장치 개발(2020~) 등이 추진된다.

미세먼지의 인체건강영향에 대한 과학적 정보 확보 및 제공으로 정부의 미세먼지 대응 정책과 국민의 능동적 대응을 지원한다. 인구집단․생활패턴별 미세먼지 노출량 평가(2017~), 코호트 및 생체 연구를 통해 미세먼지와 질환과의 연관성 연구(2017~), 미세먼지 유발질환 바이오마커 발굴 및 예방기술 개발(2019~) 등이다.

또한 분산․파편화되어 있는 미세먼지 관련 정보(농도, 배출량, 위해성 등)를 ICT 기반으로 통합하여 ‘개인 맞춤형 미세먼지 정보 체계’를 구축한다.

정부는 과학기술에 기반한 민․관 협력(기술개발 및 산업화, 글로벌 진출 등)을 통해 미세먼지 위기를 새로운 기회(신기술․신시장)로 전환한다.

먼저 공공부문의 R&D 성과를 민간에 확산하고 민간의 기술개발 및 산업화를 촉진한다. 이를 위해 정부 실증사업에 기업참여 보장, 공공․민간의 기술수요 정기 조사 및 공개, 공공부문 연구성과의 조기 사업화 지원 등을 추진한다.

기술발전에 부합하는 ‘스마트 미세먼지 규제시스템’도 구축한다. 기술개발 속도와 발맞춰 미세먼지 배출원 관리는 강화하는 한편, 새로운 저감기술 개발 및 산업화 저해 규제는 개선한다는 기본 방향을 설정하고, 구체적인 내용은 관계부처․기업․연구자․시민단체 등과 함께 논의를 통해 마련해 나갈 계획이다.

또한 2017년 초부터 미세먼지 문제해결과 신성장 동력 창출을 위해 부처간(범부처 TF)․민관간(미세먼지 대응 기술협의회) 협업 생태계를 구축해 운영한다.

아울러, 국내 환경기술의 글로벌 진출과 미세먼지 해결을 위한 국제 연구협력을 활성화한다. 이를 위해 국내 환경설비기업의 중국 현장실증을 확대하고 친환경제품의 중국수출 전 과정을 지원한다.

또 동북아 국가 간 미세먼지 문제해결을 위한 정부 간 협력을 확대하고 민간 차원의 연구협력을 지원한다. ‘아시아 미세먼지 기술협력 포럼’을 통해 미래지구(Future Earth), 지속가능발전해법네트워크(SDSN) 등 국제 협력네트워크와 연계하여 초학제적 연구협력을 강화한다.

   
 

정부 R&D 중장기 투자방향

중장기적 관점에서, 정부의 미세먼지 R&D 투자에 대한 전략성을 강화하고 철저한 기술관리를 통해 사회․경제적 성과창출을 극대화한다.

R&D 현황 관리, 투자 전략 수립 및 성과연계 등의 기반이 되는 ‘미세먼지 대응 기술’의 개념 및 기술분류 체계(대분류 3개, 중분류 10개, 세부기술 25개)를 정립하였다. 종전에는 대기환경연구의 국소분야로 간주되어 중요성에 비해 별도의 개념정의 및 기술분류 체계가 없어 R&D 현황 관리 및 효율적 투자에 한계가 있었다.

미세먼지 대응 기술은 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5) 및 관련 원인물질(SOx, NOx, VOC 등)을 대상으로 피해 예방 및 저감을 주목적으로 하는 기술이다. 정부 R&D 투자 규모는 2015년 말 기준 420여억 원이며, 기술은 최고기술 보유국 대비 평균 70.5% 수준으로 7.5년의 기술격차를 보이고 있다.

이에 새롭게 마련된 기술분류 체계에 근거하여 분야별(10개 중분류) 정부 R&D 투자, 국내외 논문․특허, 기술수준 조사 결과, 시장 및 산업동향 등을 종합적으로 분석하여 중장기 투자 방향을 마련하였다. 분야별 투자전략은 국가과학기술심의회 심의 등을 통해 최종 확정할 예정이다.

 

<분야별 투자 방향(안)>

대분류

중분류

중점 투자분야(예시)

현상규명 및 예측

원인규명

ㆍ분산된 연구역량 결집

현상진단 및 측정조사

ㆍ실시간 성분농도 측정 원천기술 개발

대기질 모델링

ㆍ예보 정확도 제고 등 정책현안 해결

미세먼지 배출저감

고정오염원

ㆍ초미세먼지 고효율 저감기술 확보

도로 이동오염원

(자동차, 이륜차 등)

ㆍ초미세먼지 원인물질 저감 핵심소재부품 국산화

비도로 이동오염원

(선박, 항공, 철도 등)

ㆍ소형(연안)선박 배출현황 조사 및 저감기술 개발

비산먼지

ㆍ도로비산먼지 저감수단 확보(현재는 살수차 수준)

국민생활 보호

건강영향평가

ㆍ미세먼지 노출독성위해성 평가 장기 지원

미세먼지 노출저감 기술

ㆍ신소재 필터 및 핵심부품(고감도 센서 등) 개발

정책 및 정보 서비스

ㆍ미세먼지 정보 공개 확대

분야별 투자전략은 미세먼지 대응 기술 투자 뿐 아니라 정부 전체에서 다양한 연구주체들이 수행하고 있는 R&D 활동 정보를 미세먼지기술로드맵(PTR)으로 집대성하고, 주기적으로 갱신․활용할 계획이다.

정부는 ‘과학기술기반 미세먼지 대응 전략’의 차질 없는 추진을 통해, 2023년까지 사업장 초미세먼지 배출량을 절반으로 줄이고, 총 47조원의 국내외 시장 창출에 기여할 것으로 기대하고 있다.

한편, 동 전략의 주관부처인 미래창조과학부의 홍남기 제1차관은 “미세먼지 대응 기술개발, 정책․제도개선, R&D 투자방향 등을 포함하는 큰 틀에서의 전략이 도출된 만큼, 환경부․보건복지부 등 관계 부처와 함께 차질 없이 이행될 수 있도록 잘 챙겨나가고, 미세먼지 문제에 대해서는 과학기술로 근본적으로 해결할 수 있도록 기술개발 및 관련 제도개선 등에 만전을 기하겠다”고 밝혔다.

전흥규 기자  jeonhg@hanmail.net

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