서울대학교 환경대학원

김 대 진

BMS 자료를 활용한 버스교통부문 온실가스 배출량 예측

2012. 02. 18

목차

1_ 서론

2_ 기존문헌 고찰

3_ BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정

4_ 기존연구와의 비교

5_ 결론

발표순서

서론1

연구의 배경 및 목적

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지구온난화와 대기오염 등으로 인해 전세계적으로 온실가스에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있는 추세임

전체 온실가스 배출량 중 교통부문이 차지하는 비중은 약 20%정도 상당부문을 차지하고 있으나 온실가스 배출량 산정 방법에서 연구가 다소 연구가 부족한 실정임

국내 및 해외에서 CO2 배출량 산정방법은 대부분 교통 시뮬레이션 분석이나 연료소모량 등의 판매자료를 이용하여 개략적으로 CO2 배출량을산정하고 있음

실측 데이터를 바탕으로 온실가스 배출량을 산출함에 있어 정확성을

높이고, 도로부문의 온실가스 배출량에서 대중교통 부문이 차지하는 온

실가스의 비중을 파악하여 장래 대중교통 정책에 기여함

연구배경

연구목적

기존문헌 고찰2

기존문헌 고찰

도로철도 부문사업의 예비타당성조사 표준지침 수정보완 연구(제5판)

예비타당성조사 표준지침에서는 차종별속도별 오염

물질 배출개수를 제시하였으며, 대기오염비용 원단위를

제시하여 대기오염에 따른 비용을 산정함

예비타당성 조사 수행시 대기오염비용 추정시 교통

시뮬레이션 분석을 통함으로 오차가 발생할 수 있음

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기존문헌 고찰

2010서울시인벤토리감축_최종보고서

이동 배출원에서 연료를 연소하는 활동에서 발생하는 온실가스 양을 산정함

2006 IPCC 가이드라인의 수송 카테고리가 이에 포함되며 세부 카테고리로는 민간항공(국제선

및 국내선), 도로수송, 철도수송, 수상수송(국제선 및 국내선), 기타 수송(파이프라인 수송, 비 도로

용)이 해당됨

1990년부터 2008년까지 도로 이동오염원에서 배출된 온실가스 배출량 산정 시 일관성을 고려

하기 위하여 활동 데이터 확보가 가능한 차원에서 연료사용량과 배출계수를 고려하여 산정하는

Tier1 수준을 적용하여 산정함

- Tier1: 연료배출량(tCO2e)= 연료사용량(TJ)* 배출계수(kg/TJ)

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기존문헌 고찰

Who produces the most CO2 emissions for trips in the Seoul metropolis area?

joonho Ko 외 3인(Transportation Research Pard D 16(2011))에서는 서울시의 CO2 배

출량을 예측함

분석자료 : 2006년 가구통행실태조사 데이터 활용

- 기종점 간 통행량 및 통행거리(수단별)

- 사회경제지표

분석범위 : 수도권 전 지역(읍면동 : 1187개 소존, 시군구 : 79개 대존)

CO2 발생 원단위 : 승용차 135 CO2g/인/km, 버스 27 CO2g/인/km, 택시 138 CO2g/인

/km, 트럭 352 CO2g/인/km, 오토바이 57 CO2g/인/km을 적용

수도권 내 통행의 출발지를 기준으로 통행량, 분담률, 통행거리 도출

지역별 통행패턴 파악, 지역별 탄소배출량 산정

CO2 배출량 = 지역별 통행량 * 통행거리 * 수단별 CO2 배출원단위

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기존문헌 고찰

수송부분 온실가스 기후변화대응 시스템 구축

CO2 배출량은 속도가 낮을 수록 높으며 속도가 높을 수록 낮고, 그 차이는 속도에 큰 영향을 받음

연료, 차종별에 따라 CO2 배출량은 차이를 보임

따라서 잘못된 속도 예측을 통한 CO2 배출량의 예측은 오차를 크게 할 소지가 있음

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기존문헌 고찰 시사점

국내 및 해외에서 CO2 배출량 산정방법은 대부분 교통 시뮬레이션 분석이나 연료소모량

등의 판매자료를 이용하여 개략적으로 CO2 배출량을 산정하고 있음

대기오염원의 발생량은 차량의 종류 및 통행속도에 영향을 크게 받으므로 이에 대한 고려

가 필요하나, 대부분의 연구에서는 이에 대한 고려가 충분히 반영되지 못함

기존 연구에서는 연료의 총사용량 혹은 추정된 링크길이당 원단위를 통해서 대기오염원 발

생량을 추정하므로 지역적 대기오염원 발생량의 차이를 확인하기 어렵고, 정확한 예측이 힘듬

대부분의 연구에서는 추정된(배정된) 교통량 또는 속도자료를 사용하기 때문에 오차가 발

생할 가능성이 있음

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BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정3

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산정 방법론

출발시간 도착시간승/하차시간

2. 운행중1. 승/하차중

버스의 구간통행속도는 버스가 정류장에서 출발하여 다음정류장에 도착하는 시간을 기준으로 거리를 감안

하여 속도를 산정함

구간통행시간 및 통행속도 산정과 더불어 버스가 정류장에서 대기하고 있는 시간을 고려하여 CO2 배출량

을 산정함

BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정

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BMS 자료를 활용하여 노선별 CO2 배출량을 산출하고, 이를 바탕으로 구간별 버스의 CO2 배출량을 산

정하고, 서울시 전체 CO2 배출량을 산정함

서울시전체 CO2 배출량산정

자료: 국립 환경과학원

노선별CO2 배출량산정

구간별버스의CO2

배출량 산정

BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정

산정 방법론(계속)

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BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정

평가대상지역 설정 및 자료수집

평가대상지역은 BMS를 통해 버스자료의 수집이 용이한 서울시를 대상으로 함.

분석자료는 2009년 10월 27일 화요일 BMS 자료를 활용함.

BMS 자료의 형태는 표1와 같고, BMS 자료를

버스노선: 415개

버스 노선별로 왕복 평균 69개의 정류장를 통과함.

일평균 버스평균속도는 20.1km 이고,

정류장 평균 승/하차시간은 29.9초로 나타남.

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BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정

BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정

각 정류장간 통행시간과 정류장내에서의 승/하차시

간을 산출함.

정류장간 통행시간은 이전 정류장 출발시간과 다

음 정류장 도착시간 간의 차이로 산출하고,

정류장내 승/하차시간은 정류장 도착/출발 시간으

로 산출함.

STEP. 1 BMS 자료를통한구간

통행시간산출

정류장에서 버스의 도착/출발 정보가 수집되지

못하는 경우가 발생할 수 있으며, 본 연구에서 사

용된 BMS 자료 수집률은 91.4%임.

STEP. 2 결측자료보정

BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정

BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정(계속)

정류장간 통행시간과 정류장간 거리를 바탕으로 정류장간 통행속도를 산정함.

STEP. 3 구간통행속도산정

버스의 CO2 배출계수를 고려하여 구간별 CO2

배출량을 산정함. 승/하차시의 통행속도는 저속통행속

도 시간 4.7km/시로 설정함.

STEP. 4 구간별 CO2 배출량산출

BMS 자료를 통한 CO2 배출량 산정

CO2 배출량 산정 결과

서울시 버스의 배출량 산정 결과는 6,720Ton/일로 산정됨.

승/하차시에 정류장간 운행시보다 더 많은 온실가스가 배출되는 것으로 나타남.

BMS 실측자료를 통해 배출량을 산정하였으므로 시간대별 CO2배출량 산정이 가능함

산정결과 오전첨두 9시~10시에 가장 발생량이 많았으며, 오후첨두 20시~21시에 발생량이 높게 나타남

기존 연구와의 비교4

예비타당성 조사 지침 방법 적용

분석자료는 수도권장래교통수요예측 2009년 배포파일(서울 시정 개발 연구원)의 수단O/D자료와 네트워크 자

료를 사용하함. 2009년 수단별 O/D자료는 2006년과 2011년의 수단O/D자료를 보간법을 통해 적용함.

트랜짓라인 배포자료의 자료형태를 살펴보면 버스노선번호와 배차간격, 평균운행속도가 나타나있음.

트랜짓라인을 통해 운영되는 버스의 통행속도와 배차간격은 일평균으로 정해져 있는 값으로 시간대별 또는

링크통행량 등에 의해서 영향을 받지 않음

링크별 통행속도 및 통행량 산정은 EMME/3를 사용하였으며, 산정된 개별 링크별 버스 교통량과 버스 통행

속도에 차종별·속도별 오염물질 배출계수식을 적용하여 링크별 CO2 배출량을 산정함

기존 연구와의 비교

기존 연구와의 비교 결과

통행배정에 의한 배출량 산정과 BMS 자료를 통한 배출량 산정결과를 비교분석함

분석기준년인 2009년도의 BMS에 의해서 제공된 버스노선과 수도권 가구통행실태조사 배포자료 트랜짓라인

에 포함된 버스노선을 매치시키고, 매치된 노선을 대상으로 비교분석을 실시함

BMS 자료를 통한 배출량은 실시간 통행속도와 운행횟수가 반영되고, 특히 정류장 승하/차시의 발생량을 산

정할 수 있으나, 통행배정에 의한 배출량 산정시 정류장 승/하차시에 대한 고려를 할 수 없으며 실시간 통행속

도가 아닌 일평균 통행속도에 의해서만 운행됨을 가정하기 때문에 오차가 발생할 수 있음

산정결과, 통행배정에 의한 배출량보다 BMS 자료를 통한 배출량이 4배 이상으로 추정됨

기존 연구와의 비교

결론5

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결론

온실가스 배출량 산정시 속도는 중요한 변수임에도, 기존연구에서는 온실가스 배출량 산정시 교통

시뮬레이션 분석결과와 연료판매량에 의존하므로 속도를 제대로 반영하고 있지 못함.

대기오염원이 주로 발생하는 시간대 및 지역을 파악할 수 있으므로 온실가스 배출절감 전략 등에

중요한 자료로 활용될 수 있음.

구간 통행속도와 버스의 정차시간 등을 동시에 고려함으로서 분석의 정확성을 높일 수 있음.

본 방법론을 버스 뿐만 아니라 승용차, 택시, 지하철, 오토바이 등의 수단에 대하여 적용할 수

있음(GPS 자료와 교통량 자료 등을 통해 타 수단의 배출량을 예측할 수 있음)

향후 새로운 버스정책에 따른 온실가스 배출량 예측시 활용될 가능성이 있음.

Thank you