배귀남 국가전력프로젝트 사업단장

“다양한 분야의 전문가들과 함께 지혜를 모아 과학적 근거와 기술적 수단을 정부·지자체의 정책과 융합시켜 실타래처럼 엉켜있는 미세먼지의 정체를 소상하게 밝혀내고, 이를 해결할 수 있는 합리적 솔루션을 만들어 국민들에게 제시하겠습니다.”

지난 달 초 미세먼지 국가전략프로젝트 사업단장으로 선임된 배귀남 한국과학기술연구원 (KIST) 책임연구원은 “과학기술에 기반을 둔 미세먼지 솔루션을 찾아 내 제시하겠다”고 각오를 다졌다.

미세먼지 사업단은 미래창조과학부와 환경부 보건복지부가 공동 발족한 관계부처 단일사업단이다.
앞서 정부는 미세먼지를 9개 국가전략프로젝트의 하나로 선정한바 있다.

국가전략프로젝트는 4차 산업혁명 시대에 선제적으로 대비해 미래 신산업을 창출하고 핵심 원천기술을 확보하기 위해 국가 차원에서 추진하는 연구개발(R&D)사업이다.

배 단장은 “최근 미세먼지 오염으로 많은 국민들이 매우 힘들어하는 모습을 보면서 미세먼지를 연구하는 사람으로서 매우 부끄럽고 사회적 책임을 통감하고 있었다”고 안타까움을 표시하며 “국가적 과제로 부상한 미세먼지의 국가전략프로젝트 단장을 맡아 막중한 책임감을 느낀다”고 소감을 밝혔다.

미세먼지에 관한한 우리나라 최고 전문가로 꼽히는 배 단장은 “미세먼지가 매우 복잡한 사회문제 가운데 하나로 그 해법 또한 매우 어렵고 정답이 없는 사안”이라는 점을 언급한 후 국민이 걱정을 덜고 안심시킬 수 있는 해법을 찾는데 연구자, 기업인, 정책담당자들이 최선을 다해 지혜를 모아 줄 것을 기대했다.

그러면서 “시행착오를 줄이기 위해서는 무엇보다 전문가들의 역할이 중요하다”며   “문제 해결을 놓고 다양한 시각이 있기 때문에 과학적 근거를 기반으로 이해당사자들이 토론을 통해 합리적 방안을 도출할 수 있는 사회적 분위기가 조성돼야 한다”고 강조했다.

“그 동안 미세먼지 관련 연구들이 제한적으로 수행돼왔다. 이제는 국가 차원에서 큰 틀을 만들어 각자의 역할을 다시 정립하고, 누락돼 있는 사각지대를 찾아내 지원하는 노력이 필요합니다.”

배 단장은 “미세먼지 오염이라는 매우 어려운 문제에 직면했지만 이 문제에 잘 대응한다면 우리도 환경 분야의 선진국 반열에 오를 수 있는 희망이 있다”면서 “국민, 기업, 정부가 함께 힘을 합친다면 이러한 힘든 도전을 충분히 이겨낼 것”이라고 강조했다.

배귀남 사업단장(오른쪽 두번째)이 대기환경 측정차량 앞에서 연구진들과 사진촬영을 하고 있다.

초미의 관심사로 떠오른 미세먼지의 ‘해결사’로 나선 배 단장을 만나 미세먼지 연구의 현주소와 향후 계획을 들었다.

▲ 먼저 미세먼지 국가전략프로젝트 사업단은 어떤 일을 수행하는지? 또 앞으로 사업단을 어떻게 이끌어 나가실 계획인지?

=사업명이 의미하듯이 당면한 미세먼지 문제를 국가 차원에서 전략적으로 어떻게 해결할 것인지에 주안점을 둬 작년에 기획했다. 지금까지 수행된 미세먼지 연구는 대다수 단기간에 적은 비용으로 당면한 현안 문제에 대응하는데 치중해 최근 빈번하게 발생되는 고농도 미세먼지 오염에 대한 해법을 제시하지 못하고 있는 실정이다.

먼저, 사회적 현안 이슈로 부상된 미세먼지 문제의 솔루션을 원점에서 찾아나갈 계획이다. 이를 위해 국민들이 가장 궁금해 하는 미세먼지의 발생원인과 중국, 몽골을 포함한 해외유입 비율을 규명하겠다. 상층 대기질을 조사하는데 필수적인 항공측정시스템과 실험실에서 스모그 현상을 모사할 수 있는 중형 스모그챔버를 구축해 국제적 수준의 연구환경에서 우수한 성과를 얻고자 한다.

두 번째로 현재 한반도 지표 중심으로 이뤄지는 미세먼지 관측자료 활용의 한계를 극복하기 위해 동아시아 지역의 미세먼지 연직분포, 위성관측 자료를 실시간으로 활용할 수 있는 관측 네트워크를 통합할 계획이다. 대기오염 측정망의 1시간 평균 미세먼지 농도가 실시간으로 인터넷에 공개되고, 하루에 4차례씩 미세먼지 농도가 예보되면서 미세먼지의 오염도 수준에 따라 우리들의 일생생활이 바뀌고 있다.

날씨와 더불어 미세먼지 오염도에 대한 관심이 크게 높아지면서 현재 낮은 수준의 미세먼지 예보 정확도에 대해 국민 불만이 많다. 이에 따라 본 사업에서는 동북아시아 지역의 기상, 배출 등 환경특성을 보다 상세하게 반영시켜 예보 정확도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 한국형 미세먼지 예보 모델링 시스템을 개발할 계획이다.

세 번째로 사업장을 대상으로 굴뚝에서 직접 배출되는 미세먼지를 고효율로 제거하는 집진기술과 굴뚝에서 가스 상태로 배출된 후 대기 중에서 햇빛, 습기 등 기상여건에 따라 입자로 변환되는 미세먼지 생성의 원인물질인 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)을 효율적으로 제거하는 탈황·탈질기술을 현장에서 실규모로 실증한다. 이를 통해 기술의 우수성을 객관적으로 입증시켜 기업이 제품의 국내 및 해외 사업화를 앞당길 수 있도록 지원하겠다.

마지막으로 실제 아파트 생활환경을 모사한 실환경 평가 테스트베드를 구축해 공기청정기, 환기설비, 레인지후드 등과 같은 생활보호제품을 대상으로 실사용 조건에서 미세먼지 제거성능, 에너지소비, 유지관리의 편리성 등을 평가하는 인증규격을 개발하고 정책 협의를 거쳐 제도화시키겠다. 주택에서 조리 시 발생되는 미세먼지에 빈번하게 노출되는 가정주부를 대상으로 건강영향 추적조사를 실시해 미세먼지의 인체 위해성을 평가하고, 이 건강자료를 근거로 건강편익 평가모형을 개발한다. 생활보호제품 사용에 따른 비용과 건강편익을 비교해 소비자가 합리적으로 선택할 수 있는 정보를 제공하겠다.

아울러 우수기술의 실증을 통한 사업화 지원, 동북아시아 지역에서 민간차원의 국제협력 지원, 대국민 교육·홍보 업무도 중점적으로 추진할 계획이다. 특히, 미세먼지 이슈의 복잡성을 국민들과 함께 공유하면서 해결방안을 모색하기 위해 지자체, 유관 학회 등과 공동으로 공개강좌를 통해 (가칭)미세먼지 파수꾼 1,000명을 양성한다.

미세먼지사업단은 크게 4개 분야의 세부사업단으로 구성되고, 이들 세부사업단은 다시 2-5개 정도의 세부과제로 이뤄진다. 각 세부과제는 정부출연연구소, 대학, 기업 등으로 구성된 연구팀이 주도적으로 수행한다. 사업단의 사무국은 이들 세부과제의 선정·평가·정산 등의 기본적인 관리 업무를 맡는다.

사업단장으로서 전문가들이 정부, 기업, 국민들과 더불어 미세먼지 솔루션을 만들 수 있도록 공개포럼 등을 통해 다양한 이해당사자들이 함께 협력하는 분위기를 적극적으로 조성하겠다.       
    
▲ 미세먼지는 우리 사회에 어떤 영향을 미치는지?

=미세먼지는 약방의 감초처럼 오랜 옛날부터 인류가 살아오면서 항상 곁에 있었다. 최근 국가적 문제로 대두된 것은 많은 사람들이 미세먼지 오염을 심각하게 받아들이는 사회적 분위기가 조성됐기 때문이다.

황사, 산불, 화산폭발, 해염입자 등은 자연적으로 발생되는 대표적인 먼지이고, 이 중에서 10μm(1mm의 1/100 크기)보다 작은 크기의 먼지를 미세먼지라고 부른다. 인위적으로는 불을 사용하는 과정에서 유해가스와 함께 다량의 미세먼지가 발생된다. 발전소, 자동차, 조리기구, 흡연, 촛불, 향 등이 연소과정과 관련된 미세먼지 발생원이다. 도로에서 자동차 타이어의 마모입자, 흙먼지, 지하철 전동차 차륜의 마모입자, 건설현장 등 비산먼지의 일부도 미세먼지에 해당된다.

미세먼지는 크게 빛을 산란시켜 앞을 흐리게 하는 시정장애, 호흡이나 피부 등을 통해 인체에 침투해 질병을 일으키거나 악화시키는 건강영향, 식물의 성장이나 건축물 표면을 손상시키는 생태계 영향으로 구분할 수 있다. 또한, 미세먼지 중의 일부는 빛을 흡수해 지구 표면의 기온을 상승시키는 역할을 하고, 다른 일부는 빛을 산란시켜 기온을 낮추는 상반된 역할을 통해 기후변화와 관련돼 있다. 특히, 전 지구를 이동하면서 기후변화에 영향을 미치는 이산화탄소와 달리 미세먼지는 대기 중 체류시간이 짧아 발생원 근처에 큰 영향을 미치는 지역적 특성이 강한 기후변화 유발물질이다.      

▲ 미세먼지에 대응하는 기술개발 현주소는?  그리고 향후 추진전략은?

=유럽이나 미국 등 선진국도 산업화 과정에서 극심한 미세먼지 오염에 시달렸고, 런던 스모그처럼 미세먼지 오염으로 많은 사람들이 사망한 사례도 보고됐다. 당시 대기질 개선에 대한 국민들의 거센 요구에 정치권이 법·제도를 마련했고 오랜 기간 시행착오를 겪으며 대기질이 개선돼 오늘에 이르렀다. LA 스모그로 유명한 미국도 초기에는 스모그의 정체도 제대로 모르고 허둥대다가 과학적 연구에 나선 후 런던 스모그와는 다른 광화학 스모그 과정을 밝혀내고 자동차 배출가스 규제 등을 통해 스모그 오염에 대처해왔다.

우리나라도 1970년대 이후 급속한 산업화 과정에서 많은 환경오염을 겪었고, 미국, 유럽, 일본 등 선진국의 환경정책 경험을 받아들여 환경문제에 대처해왔다. 산업화로 경제적 여유가 생겨 사람들이 삶의 질에 관심을 갖게 되면서 2000년대 초 수도권 미세먼지 오염에 대한 불만도 매우 높아졌다.

이에 정부는 ‘수도권 대기환경개선에 관한 특별법’을 제정해 막대한 예산을 투자하고 규제정책을 실시했다. 서울시 연평균 미세먼지(PM10) 농도가 2002년 76μg/m3에서 2012년 41μg/m3까지 낮아졌다가 2013년 1월 중국 전역의 극심한 스모그가 발생된 이후 45~46μg/m3 수준으로 다소 증가했다. 2015년 서울시 연평균 초미세먼지(PM2.5) 농도는 23μg/m3으로 미세먼지의 절반을 차지하고 있다.

고농도 스모그가 발생될 때 국민은 미세먼지 오염을 심각하게 받아들인다. 미세먼지는 크기에 따라 빛을 산란시키는 정도가 다른데, 주로 0.1~1μm 크기의 작은 먼지가 빛을 잘 산란시켜 시계를 흐리게 만든다. 이러한 작은 먼지는 오염원에서 직접 배출되기도 하지만, 오염원에서 기체 상태로 배출돼 대기 중에서 기상여건에 따라 물리화학적 반응을 통해 변환된 것들이 많다. 지금까지 미세먼지는 주로 사업장, 자동차 등 오염원에서 직접 배출되는 미세먼지를 중점적으로 관리했고, 미세먼지로 변환되는 원인물질인 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 휘발성유기화합물(VOCs) 등은 대기오염물질로 관리해왔다.

2012년까지는 이러한 접근방법이 어느 정도 효력을 발휘했으나, 2013년 이후 한계에 직면했다. 1차 배출 미세먼지뿐만 아니라 2차 생성 미세먼지의 원인물질(SOx, NOx, VOCs 등)을 미세먼지 관점에서 통합적으로 관리하는 새로운 패러다임이 요구되고 있다. 이같은 여건 변화를 반영해 지금까지 소홀하게 다뤘던 기체 상태의 오염물질이 먼지로 변환되는 과정을 과학적으로 밝혀내는 연구가 우선적으로 추진되고 있다.

이러한 과학적 데이터를 토대로 발전소, 자동차 등에서 배출되는 대기오염물질의 미세먼지 기여도가 객관적으로 평가돼야 하고, 이를 근거로 현재 배출가스 규제기준의 보완이 이뤄져야 이해당사자들도 수용할 수 있을 것으로 생각한다.

근래에 사업장 배출가스 처리시설에 대한 국내 수요가 많지 않아 기술개발이 원활하게 이뤄지지 못했다. 또한, 개발한 기술의 사업장 적용 실증 데이터를 확보하지 못해 환경기업의 해외진출에 큰 장해요인이 되고 있다. 미세먼지에 대한 국민적 관심이 매우 높고, 유럽 등에서도 배출량 삭감정책이 추진되고 있다.

이에 따라 배출가스 규제 강화에 대비해 현재 개발 중인 집진·탈황·탈질 기술을 대형사업장에 적용해 실증 시험자료를 확보함으로써 기술의 우수성을 객관적으로 입증해 국내에서 조기 사업화를 이끌어내고, 이를 토대로 글로벌 시장에 진출하도록 적극 지원하려고 한다. 중국 등 대기오염방지시설에 대한 수요가 증가할 것으로 예상되는데, 글로벌 시장에서 경쟁할 수 있는 우수기술이 많이 부족하므로, 이 사업을 통해 미래 수요에 대비한 배출가스 저감 원천기술도 발굴해 지원할 계획이다.

▲ 미세먼지에 대응하는 해외 사례 중 눈여겨 볼만한 것은?

=2000년대 초 미국, 캐나다, 멕시코를 포함하는 북미지역에서는 전문가들이 정책입안자들이 활용할 수 있도록 당시까지 수행된 연구자료를 근거로 미세먼지의 다양한 과학적 지식과 한계를 정리해 책으로 발간했다. 미세먼지 관리를 위한 프레임워크를 설계하고, 핵심구성요소인 대기환경, 노출과 영향, 분석 및 정부정책을 상세하게 분석해 정리한 것이 인상적이었다. 특히, 정책결정과정에서 사회적 요인과 더불어 대기과학적 분석이 중요한 역할을 수행하도록 설계돼 있었다. 현재 우리나라에 취약한 부분이 대기과학적 분석이라는 것을 알 수 있다.

또한, 북미에서 9개 지역을 선정해 연구자료를 분석한 후 지역별 환경오염 특징을 밝혀내고, 정책적 시사점을 제시하는 개념모델을 제안했다. 현재 수도권 중심의 대기환경관리정책이 권역별로 전환돼야 실효성 있는 미세먼지 관리가 가능하다는 것을 시사한다. 나아가 복잡한 미세먼지를 합리적으로 관리하기 위해서는 전문가들의 적극적인 참여를 통한 정책 가이드가 매우 중요함을 새삼 느꼈다.
 
▲ 미세먼지의 발생원인에 대해 정확한 파악이 우선돼야 한다는 목소리가 상존한다. 발전사의 경우 발전소가 미세먼지의 주범처럼 인식돼서는 곤란하다는 의견도 있다. 어떻게 생각하시는지?

=발전사, 자동차회사 등과 같이 거대기업은 사회적 책임이 크다. 발전소의 굴뚝에서 다량의 대기오염물질이 배출되고 미세먼지 오염에 영향을 끼친다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 이에 따라 정부는 선진국 수준의 배출가스 규제기준을 설정해  관리하고 있고, 발전사는 규제기준을 만족시킬 수 있는 배출가스처리시설을 운영하고 있다. 현재의 발전사 대응수준은 대기오염에 대한 최소의 의무를 수행하고 있는 것이라고 생각한다.

발전사의 굴뚝에서는 규제항목 이외의 다양한 오염물질이 배출되고 있다. 이러한 것들이 대기로 확산되면서 어떻게 대기질과 국민들의 건강에 영향을 미치는지에 대해 선제적으로 조사하는 활동도 병행돼야 거대기업으로서 사회적 책임을 이행하고 있다고 판단할 수 있다. 그런데 이에 대한 관심과 노력이 거의 이뤄지지 않아 국민들의 합리적 의심에 적절하게 대응하지 못하고 있다. 지금까지의 관점에서는 억울하다고 생각할 수 있지만, 그 동안 사회적 책무를 다하지 못해 생긴 불가피한 과정이라고 생각된다. 앞으로는 이러한 사회적 영향도 함께 고려하는 명실공히 글로벌 기업으로 거듭날 수 있는 계기가 되길 기대한다.   

▲발전사들이 석탄화력에서 배출되는 미세먼지를 세계적 수준으로 감축하는 다각적인 방안을 추진 중이다. 어떻게 평가하시는지? 또 바라는 바는?

=자동차는 편리한 교통수단인 반면에 대기오염물질을 배출하는 환경오염원이다. 발전사도 전기를 생산해 국민이 편리한 생활을 영위하는데 크게 기여하고 있다. 반면에 석탄을 연료로 사용해 전기를 생산하는 과정에서 불가피하게 다량의 대기오염물질을 배출하고 있다. 경제적 관점에서 정부에서 제시하는 배출가스 규제기준을 만족시키는 소극적인 자세에서 벗어나 굴뚝뿐만 아니라 사업장 전반에서 대기로 배출되는 오염물질이 무엇이고, 이것들이 대기질과 국민건강에 어떤 영향을 미치는지 지속적으로 조사·연구하는 선도적 자세가 매우 필요한 시기이다.

선진국을 모방하는데 만족하지 말고 대기오염 관리도 세계 1등이 되겠다는 자세로 노력한다면 따가운 국민들의 시선도 점차 부드럽게 변할 것이다. 미세먼지 오염으로 대표되는 대기오염은 매우 복잡해 전문가들도 모르는 것이 많다. 현재의 사회적 상황을 타개하는 단편적인 대응이 아니라 세계 최고 수준의 지식과 기술을 적용해  미세먼지를 관리하겠다는 의지와 투자가 함께 이뤄지는 날이 빨리 올 수 있기를 기대한다.

▲ 미세먼지에 관한한 어느 한 곳의 문제가 아니다. 종합적인 대응이 필요해 보인다. 연구계와 대학, 기업에 바라는 바는?

=우리가 말하는 미세먼지는 스모그, 디젤입자, 조리입자, 해염입자 등 시공간적으로 다르게 나타나고, 국민들이 체감하는 정도도 다르다. 복잡한 특징을 갖고 있는 미세먼지에 대해 정확하게 이해하고, 국민들이 관심을 갖고 있는 현안 이슈에 합리적으로 대응할 수 있는 방안을 마련하는 것이 무엇보다 중요하다. 미세먼지 이슈는 단기간에 해결하기 어려우므로, 과학적 근거를 기반으로 합리적으로 관리할 수 있는 미세먼지 관리체계를 구축해 정책에 반영될 수 있도록 추진하고자 한다.

또한, 지금까지는 주로 정부, 기업의 역할만 논의됐지만, 최근 학교와 관련된 미세먼지 이슈처럼 건강피해의 당사자인 국민들의 역할도 매우 중요하다. 즉, 정부, 기업, 국민들이 다 함께 힘을 합쳐 미세먼지 문제에 대응할 수 있도록 전문가들의 적극적인 사회적 역할이 필요한 시기이다.

미세먼지는 우리가 풀어야 할 고난이도의 사회적 문제이다. 연구과제의 수행, 제품의 판매 관점이 아니라 국민의 걱정을 덜고 안심시킬 수 있는 해법을 찾는데 연구자, 기업인, 정책담당자들이 최선을 다해 지혜를 모아 주시길 기대한다.

▲ 응축성 미세먼지 감시체계를 서둘러 구축해야 한다고 주장하신 바 있다. 제시 배경은 무엇인지?

=LA 스모그는 자동차에서 배출된 기체 상태의 질소산화물과 휘발성유기화합물이 햇빛을 받아 광화학반응을 일으켜 매우 작은 씨앗 먼지가 생긴 후 이것이 점차 빛을 산란시킬 수 있는 크기로 커져 일어나는 대기오염 현상이다. 증기가 표면에 닿으면 물방울이 맺히듯이 응축되는 성질이 있는 기체가 많이 모여 특정 조건이 되면 씨앗 먼지가 생기고 씨앗 먼지의 표면에 계속 기체가 달라붙어 먼지가 커진다. 이러한 과정은 대기과학 연구를 통해 밝혀지고 있으며, 아직 모르는 것도 많다.

석탄, 석유, 천연가스를 사용하는 보일러의 굴뚝에서 필터에 잡힌 먼지와 응축성 먼지를 측정해 응축성 먼지가 필터에 잡힌 먼지보다 더 많다는 사례가 2000년 미국 학술지에 발표된 바 있다. 최근 정부연구기관도 응축성 먼지를 관리하기 위해 준비하고 있다. 경유자동차의 디젤게이트에서 볼 수 있듯이 단순하게 현재의 배출가스 규제기준을 만족시키고 있다고 안심할 수 없다.

국민의 건강을 보호하기 위해 최신 정보를 파악하고, 이에 선제적으로 대응하는 노력이 발전사에 요구되고 있다. 늦었지만 지금까지 사각지대에 놓여 있던 응축성 미세먼지의 관리를 서둘러야 할 것이다. 미국은 20여 년 전에 이미 검토된 사실을 우리 발전사는 까맣게 모르고 대응하지 않았다는 것이 국민들이 발전사를 미덥지 않게 생각하는 이유가 될 수 있다. 

▲ 한국실내환경학회 회장으로도 활발한 활동을 전개하고 계신다. 학회 역할 등 소개 부탁드린다

=2003년 실내공기질관리법이 제정되면서 실내환경 연구를 수행하는 전문가 집단이 사회적으로 필요해졌다. 2004년 환경, 보건, 건축, 기계 등 다양한 분야의 대학, 연구소, 기업, 정부기관의 전문가들이 참여해 한국실내환경학회를 설립했다. 그동안 새집증후군, 석면, 라돈 등 사회적 이슈에 대응하고 실내공기질관리법을 정착시키는데 크게 기여했다. 2009년 조사에 의하면 한국인들은 85% 이상을 실내에서 생활하고 있다. 우리가 숨 쉬는 공기가 신체에 유입돼 건강에 나쁜 영향을 미치므로, 실내환경 관리가 매우 중요하다.

최근 미세먼지 여파로 건강에 대한 관심이 높아지면서 공기청정기 판매가 늘어나는 추세다. 우리의 생활 속에서 미세먼지 노출을 줄이기 위해 공기청정기, 레인지후드, 환기설비 등 생활보호 제품 종류도 많아졌다. 그런데 소비자들이 이들 제품을 정확하게 이해하지 못해 적절하게 사용하고 있지 못하는 실정이다. 이에 따라 작년부터 제가 회장을 맡으면서 생활보호 제품이 잘 보급될 수 있도록 전문가, 기업, 소비자들과 함께 포럼을 운영해 현재의 문제점과 개선방안을 함께 논의하고 있다. 국내 물산업이 성숙기에 이르렀는데, 공기산업은 아직 태동기이다. 향후 새로운 먹거리로 자리매김할 수 있도록 소통하는 자리를 자주 만들고 있다.

우리 학회는 다양한 전공의 사람들이 활동하고 있고, 실내환경은 매우 복잡한 요소가 관여돼 있다. 이에 단기강좌, 실내환경관리사 교육을 통해 전문지식을 공유하고, 전파시키는 노력도 기울이고 있다. 매년 봄에는 시사적인 주제를 선정해 전문가 초청 강의와 심포지엄을 열고, 가을에는 연구결과를 발표하는 연차학술대회를 개최하고 있다. 현재 후학 양성을 위해 대학 교재로 사용할 수 있는 실내환경학 개론을 학회 임원들이 집필하고 있다.