▲ 사업장 VOCs 저감을 위해 설치되는 RTO(축열식소각로)에는 수억원의 정부 예산이 지원된다.

정부 수억원대 RTO 설치 보조, ‘Hot By-pass’ 악용 정책 지원 무색

소규모 방지시설 예산 급감, 선별지원·기업 부담 완화·신기술 도입 필요

■발암·미세먼지·악취 유발하는 VOCs

휘발성유기화합물(VOCs:Volatile Organic Compounds)은 비점(끓는 점)이 낮아서 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물을 총칭하는 것이다. 악취를 유발하고, 광화학반응에 의해 오존을 발생시키며, 2차 미세먼지의 원인물질이 되는 탄화수소화합물을 일컫기도 하는데 벤젠이나 포름알데히드, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌, 스틸렌, 아세트알데히드 등이 여기에 속한다. 공단을 지나갈 때 주로 맡을 수 있는 구릿하거나 비릿한 냄새도 VOCs와 관련이 깊다.

VOCs는 대기 중에서 질소산화물(NOx)과 함께 광화학반응으로 오존(O3) 등 광화학산화제를 생성하여 스모그를 유발하는 인체 유해한 발암성 화학물질이자 지구온난화의 원인물질로서 대기환경보전법상 대기오염 물질로 분류되고 있다. 특히 벤젠과 같은 물질은 발암성물질로서 작업자에게 매우 유해하며, 스티렌을 포함하여 대부분의 VOC는 악취를 일으키는 물질로 분류할 수 있다.

이에 우리나라는 2000년부터 서울, 인천 등 대도시를 대기환경규제지역으로 정하고 VOCs 배출을 규제하고 있으며, 서울시 대기오염측정소에서는 VOCs를 가스크로마토그래피법으로 56종 물질의 농도를 측정하고 있다. 대기환경기준에는 벤젠만 그 기준이 설정되어 있다.

▲ ‘2021년 국가 대기오염물질 배출량’ 중 VOCs 배출 현황(환경부, 2023년 12월)

■생활 반경 인근 VOCs 배출량 많아

VOCs 배출원은 산업체에서 많이 사용하는 용매에서 화학 및 제약공장이나 플라스틱 건조공정에서 배출되는 유기가스에 이르기까지 매우 다양하다. 주요 배출원으로는 인쇄소 등 유기용제사용시설, 페인트나 접착제를 사용하는 도장시설, 세탁소, 저유소, 주유소 및 자동차 배기가스 등의 인위적 배출원과 나무와 같은 자연적 배출원이 있다.

환경부가 2023년 12월 발표한 ‘2021년 국가 대기오염물질 배출량’ 산정 결과에 따르면 국내에서 배출된 VOCs는 약 100만톤으로 배출원 별로는 유기용제 사용이 54%로 가장 많았고 생산공정(18%), 생물성 연소(8.4%) 순으로 나타났다. 지역별 배출량은 경기도가 약 19만톤으로 압도적으로 많았고 전남(10만톤), 경남(9.4만톤), 경북(8.3만톤), 울산(7.9만톤), 서울(6.2만톤) 등으로 나타났다.

VOCs 배출원 별로는 도장시설이 33만톤으로 가장 많았고 기타 유기용제 사용(16.7만톤), 세정시설(2.5만톤), 세탁시설(2만톤) 순으로 집계됐다. 세부항목으로 들어가면 기타 유지용제 사용 중 가정 및 상업용 유기용제가 13.6만톤으로 가장 많았고 도장시설 중 건축 및 건물이 11.5만톤으로 뒤를 이었다.

여기서 주목할 부분은 VOCs가 제조공장이 위치한 곳에서 주로 발생하는 다른 대기오염 물질과 달리 주거지 인근에서 가정 및 상업용으로 사용되는 유기용제에서 발생하는 경우가 많아 우리 생활에 직접적인 영향을 미친다는 점이다.

▲ 최근 10년간 국내 VOCs 배출량 추이

■정부, 주거지 등 인근 악취저감 민원 빈발 VOCs 방지시설 지원 우선

VOCs는 산업단지와 주거지역이 인근에 위치한 수도권 근로자는 물론 주거지역의 주민 건강에 영향을 미치고 있어 저감 관리가 절실하다.

안산녹색환경지원센터가 성균관대 산학협력단에 의뢰해 지난 2017년 작성한 ‘반월·시화 산업단지 대기 유해물질 배출현황조사’에 따르면 반월시화 산단 내에 조립금속 13,858개소, 석유화학 1,382개소, 섬유의복 534개소, 목재·종이·인쇄 251개소 등 기업이 위치해 있으며 산단지역과 인근 주거지역의 농도를 분석한 결과 벤젠을 제외한 대부분의 VOCs는 산단지역이 주거지역보다 2~5배 정도 높아서 근로자와 인근 주거지역 주민이 유해대기오염물질에 상시로 노출될 가능성이 높다고 밝힌바 있다.

인천녹색환경지원센터가 2022년도에 작성한 ‘소규모 사업장 방지시설 설치지원 사업에 따른 방지시설 사후관리 방안 마련’ 보고서에 따르면 인천시 내 대기오염물질 배출시설은 남동국가산업단지, 서부산업단지 등 15개 산업단지와 더불어 4,5종 소규모 사업장의 주거지 인근에 다수 분포하고 있어 대기오염물질에 의한 주민 피해가 발생할 수 있으므로 소규모 사업장에 대한 사후관리 방안이 필요하다고 제언했다.

인천시에서 배출 중인 대기오염물질 중 VOCs가 차지하는 비중은 5.3%(5만2,915톤)으로 가장 많았고, 배출 원인은 유기용제 사용과 생산공정이 77.1%를 차지하고 있는 것으로 나타나 먼지보다는 황산화물과 VOCs 처리 방안에 중점을 둘 필요가 있는 것으로 조사됐다.

환경부는 지난 2022년 12월 27일, 제3차(2023년~2032년) 대기환경개선 종합계획을 통해 미세먼지와 오존의 저감 목표를 발표하며 배출허용기준을 상향하고 총량관리제를 시행하는 등 규제를 강화하고 있으나 전체 사업장의 69.1%를 차지하고 있는 소규모 사업장의 경우 방지시설 관리 미흡과 노후화로 인해 배출 기준을 충족하지 못하고 있다.

이에 환경부는 대기환경보전법 제81조에 따라 중소사업장의 방지시설 설치 부담 완화 및 미세먼지 저감을 위해 지난 2019년부터 보조금을 투입해 먼지, SOx, NOx 등과 VOCs 등 특정대기유해물질을 배출하는 전국 4~5종 사업장을 대상으로 노후된 방지시설을 교체하는 ‘소규모 사업장 방지시설 설치 지원 사업’을 추진 중이다. 특히 주거지 등 인근에 위치한 민원 유발 사업장, 10년 이상 노후 방지시설 운영 사업장 등이 우선 지원 대상이다.

▲ 국내 대기오염 방지시설 종류(환경부, 대기오염물질 배출시설 인허가업무 가이드 라인)

■관리 안 되는 RTO ‘Hot By-pass’, 보조금 투입 무색

VOCs 처리 기술은 연소공정, 촉매 산화, 활성탄 흡착, 바이오필터, 응축, 흡수, 막분리, 플라즈마 등 다양하다. VOCs는 일반적인 여과 집진을 통한 농도 저감에 한계가 있으며 고농도로 배출되는 VOCs는 흡착 공정을 이용해서 완벽히 제어하기 어려운 것으로 알려져 있다.

정부는 중소기업이 기 설치된 노후 방지시설을 교체하거나 배출허용기준 강화에 따라 신규 설치가 필요할 경우 설치비용의 90%를 보조금으로 지원하고 있다.

산업계에서 연소공정의 일환으로 VOCs 저감 장비로 널리 사용되며 방지 성능이 뛰어나나 설치비가 비싼 RCO(Regenerative Catalytic Oxidizer: 축열촉매연소장치)와 RTO(Regenerative Thermal Oxidizer:축열식소각로)의 경우에는 설치비 한도 최대 6.2억원, 보조금 한도는 최대 5.6억원을 지원하고 있다.

인천시의 경우 2019년부터 2020년까지 RTO 설치 보조금을 총 17억원(국비+지방비) 투입했으며 기업은 6억원을 자체 부담했다.

이처럼 VOCs 제거를 위해 대당 수억원대의 정부 보조금이 투입됐지만 관리가 제대로 안 돼 대기오염과 악취가 발생하는 일이 빈번히 발생하고 있다.

중견 이상 규모의 인쇄·코팅, 도장· 유기용제 사용 등 사업장에서 VOCs 저감 장비로 주로 사용하는 RTO는 축열재를 이용해 800℃ 이상의 온도에서 직접 VOCs 소각시키는 방식이다. VOCs 제거 효율이 약 98% 수준으로 높은 편이지만, 이러한 효율 성능을 유지하기 위해서는 연소실의 온도를 상시 800℃ 이상으로 유지해야하는데 VOCs 유입 농도가 낮을 경우 열을 발생하는데 필요한 LNG 또는 LPG 연료비용이 만만치 않다.

또한 설계치 이상의 고농도 VOCs를 처리하지 못하는 단점이 있다. 특히 RTO 장비의 온도가 약 900℃에 육박하면 장비 과열 및 폭발 방지를 위한 안전조치로 미처 처리되지 못한 가스를 대기 중으로 방출(Hot By-pass) 시켜 연소실의 온도를 적정하게 유지해야한다. 또한 고온에서 휘발성화합물을 취급하는 장비의 특성상 화재·폭발 예방관리가 까다롭게 이뤄져야하지만 인식부족과 설비관리, 관리소홀, 운전실수 등 운전미숙으로 설비가 제 역할을 하지 못하는 경우도 종종 발생하고 있다.

일례로 지난 2006년 5월23일 전남 여수에 소재한 회사에서는 ABS 및 PS수지 압출공정에서 발생하는 흄 및 악취를 제거하기 위해 설치된 RTO 내부에서 폭발이 발생해 인입닥트 중에 설치된 응축물 수집기(trap)를 포함한 배관설비 일부가 파열되고 공장동 유리창이 파손되는 사고가 발생했다. 시험결과 RTO 내부의 화재로 RTO 하단의 응축물의 온도가 190℃ 이상으로 가열되면서 발생된 가연성가스가 폭발분위기를 형성하여 폭발한 것으로 밝혀졌다.

이로 인해 손쉽게 안전을 이유로 하루에도 수 차례에서 수십 차례 Hot By-pass가 이뤄지면서 고농도 VOCs가 미처 처리되지 못하고 대기 중으로 배출되면서 배출 허용 기준을 초과하거나 악취가 발생하는 사업장이 점차 늘고 있어 사회적 문제로 대두되고 있다.

안산녹색환경지원센터가 지난 2014년 미래환경에 의뢰해 RTO 설치 사업장 20곳을 대상으로 조사한 ‘반월시화공단 RTO 설치업체의 RTO 운용실태 조사 및 개선 제안을 위한 연구’에 따르면 전문화된 관리 인력의 부재 및 비정상적 운전 원인 파악 미흡으로 악취 민원 등 문제가 있으며, 적정한 운영이 되지 않을 경우에는 오염물질의 배출량이 매우 많아지기 때문에 이를 해결하기 위한 연구과제 수행이 필요하다고 지적했다.

또한 RTO 설치 업체들은 연료비 부담과 축열재 막힘 문제를 가장 큰 운영상 애로사항으로 꼽았는데 미처리된 타르나 메탈 분진에 의한 축열재의 막힘 현상으로 배출가스의 온도가 설정온도 이상으로 상승하면 Hot By-pass가 필요하기 때문에 VOCs가 배출되고 있음을 유추할 수 있다.

이밖에도 RTO 설치 전과 비교해 설치 후 작업량이 늘어나는 경우가 많아 Hot By-pass가 빈번히 발생하는 것으로 나타났다.

방지시설 보조금을 받은 기업은 방지시설 설치 후 3년간 자가측정(측정대행 포함) 및 점검결과를 제출해야하는데 여기에 Hot By-pass로 인한 배출량이 포함되지 않기 때문에 그냥 덮고 지나가는 분위기다. 환경부에 문의한 결과 Hot By-pass에 대한 문제점을 정확히 인지하지 못하고 있으며 관련 규정이 필요하다면 규정을 마련해야 한다는 원론적인 입장을 밝혔다.

■‘25년 방지시설 지원사업 예산 대폭 삭감

환경부는 ‘소규모 사업장 방지시설 설치 지원 사업’을 통해 소규모 사업장의 대기오염 방지시설 설치를 독려하기 위해 전체 설치비의 10%만 부담할 수 있도록 보조금을 지원하고 있다. 대기오염 방지시설 운영에 있어 제 구실을 못하는 사례가 발생하고는 있지만 아예 없는 것보다는 낫다. 또한 방지시설 지원사업은 관련 기업 매출 및 일자리 창출에도 기여하고 있다.

환경부가 지난 2019년과 2020년 방지시설 지원기업을 대상으로 조사한 성과분석 자료에 따르면 설치 지원 이후 오염물질 중 먼지의 경우 평균 40~66%가 저감됐으며, 황산화물 평균 50~80%, 질소산화물 평균 63~87%, 총 탄화수소(유기화합물) 49~70% 등 배출농도 저감 효과를 달성한 것으로 나타났다.

경기연구원에서 2021년에 작성한 ‘사업장 대기오염 방지시설 성과분석 및 개선’ 보고서에 따르면 경기도가 대기오염 방지시설 교체사업으로 방지시설 설치 전보다 미세먼지가 64.6% 저감했고 일자리도 총 1,800여명 정도 늘어난 것으로 조사됐다.

그러나 정부의 방지시설 관련 지원 예산은 최근 급감하고 있다. 예산 추이를 살펴보면 △2020년 4,400억원(국비 2,200억, 지방비 1,760억, 자부담 220억) △2021년 2,993억원(국비 1,496억5천만원, 지방비 1,197억2천만원, 자부담 299억3천만원) △2022년 2,252억원(국비 1,126억원, 지방비 990억8천만원, 자부담 225억2천만원) △2023년 2,120억원(국비 1,060억원, 지방비 848억원, 자부담 212억원) △2024년 984억원(국비 492억원, 지방비 393억6천만원, 자부담 98억4천만원) 으로 집계됐다. 환경부에 따르면 내년 예산은 정부안 기준 150억원 수준으로 대폭 삭감됐다.

이에 대해 환경부는 재정상황이 열악한 중소기업의 참여가 저조하고 중도포기 등의 사유로 예산이 지속 이월되면서 중소기업의 경영여건 및 집행가능성을 고려해 대폭 감액했다고 밝혔다. 국회예산정책처가 지난 7월 발간한 ‘2023 회계연도 결산 환경노동위원회 분석’에 따르면 2023년 전국 소규모 사업장 방지시설 공모 결과 총 4,883개 중소기업이 신청했으며 이 중 2,299개 기업이 최종 선정돼 평균경쟁률은 2.1:1에 불과했다. 또한 사업에 선정되고도 중도에 설치를 포기하는 기업은 2021년 3.5%에서 2022년 9.5%, 2023년 12.2%로 증가 추세다.

국회예산정책처는 사업예산 감액에도 불구하고 선정기업의 중도포기 비율이 계속 증가하고 있는 점을 고려하면 환경부의 당초 의도와는 다르게 사업개선 효과가 뚜렷하게 나타날 수 있을지는 확신할 수 없을 것으로 보여진다고 진단했다.

▲ 2023년 소규모 사업장 방지시설 설치 지원 사업 지자체별 실집행률 및 집행 부진 사유(국회예산정책처)

■선별적 지원·기업 부담 완화·신기술 적극 도입 필요

우리나라 오염물질 배출 절감과 주거지 인접지역 악취 등 민원을 해결하기 위해선 오염물질을 많이 배출하지만 관리 사각지대에 있는 소규모 중소기업의 대기오염 방지시설 교체 및 신규 설치가 필수적이다. 그러나 방지시설 설치 및 운영인력에 필요한 투자는 재정 상황이 열악한 중소기업들에게 큰 부담이기 때문에 정부가 보다 적극적인 지원에 나설 필요가 있다.

이를 위해선 정부가 △선별적 지원 △기업 부담 완화 △신기술 적극 도입 등에 나서야한다는 의견이 제시되고 있다.

국회예산정책처는 ‘2023 회계연도 결산 환경노동위원회 분석’을 통해 방지시설 지원사업 수혜자가 오염물질을 많이 발생·배출시키는 제조업과 재정상황이 열악한 개인서비스업 등이 대부분인 점을 고려해 설치비용의 10%를 일률적으로 부담시키는 것이 아니라 매출액, 사업장규모, 신용등급 등 재정상황을 종합적으로 고려해 선별적으로 지원하고 이를 기반으로 집행 가능한 규모로 예산을 편성하는 노력이 필요가 있다고 제언했다.

기업부담 완화를 위한 방지시설 유지보수에 대한 지원도 확대가 필요하다. ‘인천녹색환경지원센터’에서 발간한 ‘소규모 사업장 방지시설 설치지원 사업에 따른 방지시설 사후관리 방안 마련’ 보고서에 따르면 인천시 수혜기업 중 514개 사업장 중 163개 사업장에 요청해 45개 사업장이 설문 답변한 결과 93%가 유지보수 비용에 대한 부담과 설비 상태 및 관리를 위한 환경 전문 기술인이 없어서 어렵다는 응답이 전체의 93%로 조사됐다.

센터는 소규모 사업장의 비용 및 인력에 대한 지원이 없는 한 방지시설 설치 지원사업의 효과가 지속되기 어렵기 때문에 사업 이후 적절한 방지시설 관리가 가능토록 방안 지원이 필요할 것으로 판단된다고 밝혔다.

또한 업종별 상황과 대기오염 방지기술의 발전에 발맞춰 신기술을 적극 인정하고 지원하는 정책도 필요하다. 현재 지자체별로 신기술 심의위원회를 통해 보조금을 지원하고 있는데 신기술에 매우 인색한 편이다.

일례로 그라비아 인쇄업종의 경우 사업장에서 발생하는 VOCs가 저농도에서 고농도로 불규칙하면서 간헐적으로 발생하는 경우가 많은데 RTO를 설치하면 고농도 VOCs 발생시 연소 온도가 급격히 상승해 폭발의 위험성이 커져 Hot By-pass를 해야 하는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하는 방법으로 열교환기를 사용해 기존 축열재 RTO 대비 연료 사용량을 획기적으로 줄인 기술이 새로 등장하고 있는데 한 지자체에서는 해당 RTO가 축열재가 아닌 열교환기를 사용한다는 이유만으로 RTO로 인정하지 않아 보조금이 90% 삭감됨에 따라 기업들이 설치를 포기한 사례도 있었다.

대기오염 방지시설은 눈에 보이지 않지만 국민의 건강에 큰 영향을 미치는 오염물질 저감을 위한 최소한의 장치다. 또한 소규모 사업장 방지시설 지원의 효율성을 높이기 위한 예산 배분과 지원도 지속돼야 한다.

환경부는 지난 2021년 11월 소규모 사업장 방지시설 설치 지원사업에 대한 성과분석을 실시한 이후로 성과분석을 하지 않다가 지난 4월에야 2억원 규모로 ‘소규모사업장 방지시설 설치 지원 사업 성과분석 및 발전방향 연구’에 대한 용역을 입찰공고 한 바 있다.

이번 성과분석을 통해 만성적인 불경기로 인해 경영상 어려움이 날로 커지고 있는 소규모 기업의 입장을 고려해 이들이 보다 적극적으로 사업에 참여할 수 있는 ‘당근’을 제시하고 대기오염을 효과적으로 줄일 수 있는 중장기 사업계획이 도출되기를 기대해 본다.