Ⅰ. 연구의 필요성 및 목적
□ 연구 필요성
ㅇ 디지털 기반의 물관리 가속화를 통한 신사업의 적극적 발굴(디지털 뉴딜)과 지속가능한 물순환 및 녹색 전환 미래사회를 위한 전환적 뉴딜(그린 뉴딜)이 융합된 정책추진 요구
ㅇ 디지털 물관리체계의 구축을 위한 국가 정책적 기반과 지원체계의 마련은 「물관리기본법」 제정에 따른 미래지향적 통합물관리의 실현을 위한 매우 중요한 요소로서, 국내 물시장의 디지털 물 서비스 개발을 위한 국가의 장기적 목표를 제시하여 구체적이고 광범위하게 통합물관리 이해관계자, 운영자 및 사회에 명확한 신호 제공 필요
□ 연구 목적
ㅇ 한국판 뉴딜사업을 중심으로 국내외 디지털 물관리의 사업추진 현황과 물관리 통합정보체계 구축 사례의 분석과 시사점 도출
ㅇ ICT기반 통합물관리 실현을 위한 디지털-그린 뉴딜 정책의 중장기적 추진방안과 물관리 디지털 전환 가속화를 위한 혁신적 정책지원 방안 모색
Ⅱ. 연구의 주요내용
□ 물관리 여건과 물산업 현황
ㅇ 기후변화 대응을 위한 사회·경제적 논의가 본격화되고 4차 산업혁명에 따른 디지털 전환이 가속화되는 환경변화 속에서, 한국판 뉴딜은 통합물관리의 실현과 물산업 육성을 위한 새로운 기회를 열어주고 있는 동시에 기회를 가로막는 기존 물관리 제도의 과감한 전환을 요구
ㅇ 물관리 일원화와 「물관리기본법」의 제정으로 통합물관리를 위한 법적 기반과 유역단위 물관리 거버넌스 체계가 마련되었으나, 여전히 통합물관리 이행을 위한 재정체계와 정책적 관리도구의 개발은 미진한 것으로 평가
ㅇ 물산업은 운영관리 시장이 주도하는 상황 속에서 꾸준히 성장하고 있으며 디지털 물산업의 지속적 성장과 기술 보유가 급속히 진행되고 있으나, 우리나라의 물산업은 여전히 제조업과 건설업의 비중이 높은 편으로 운영관리 영역에 대한 물산업 경쟁력 제고가 필요
□ 한국판 뉴딜과 디지털 물관리
ㅇ 현재 물분야 뉴딜사업은 하천 및 댐·저수지의 원격제어 및 실시간 모니터링 체계 구축, ICT 기반의 스마트 상하수도 관리체계 구축 등 경제위기 극복에 초점을 두고 2025년까지 추진 중
ㅇ 물관리 뉴딜을 통한 미래 지향적인 통합물관리 체계를 구현하기 위해서는 중장기적인 로드맵과 그에 따른 투자 및 사업관리 계획의 제시를 통해 물산업 생태계 육성을 위한 정책적 지원이 필요
ㅇ 스마트 상하수도 관리체계 구축사업은 감시체계 강화를 통한 사고발생 방지 및 신속 대응을 위한 디지털 계측시설 설치와 공정자동화에 중점을 두고 노후화된 관로시설의 개량화와 함께 모니터링 및 제어시스템 구축에 집중 투자를 하고 있으나, ICT 솔루션의 표준화, 비즈니스 프로세스 및 제도적 체계 구현과 관련한 성숙도는 아직 낮은 상태로 상하수도 디지털 전환 로드맵 수립 시 투자사업 관리계획 수립과 디지털 기반 통합운영시스템 기능과 운영체계의 정립이 필요
ㅇ 수자원 관리 부문은 대부분 국가하천, 댐의 원격제어시스템, 센서 등을 통해 빅데이터를 수집하고, AI 등의 디지털 기술을 활용하여 현장에 적용하는 사업으로 기초자료의 양적·질적 향상과 데이터의 활용성 강화 방안 모색이 필요하며, 대국민 서비스 강화와 장기적인 관점의 기술개발 및 정책 방향의 설정이 필요
ㅇ 물환경 정보는 다수의 시스템과 법에 따라 분산되어 생성, 수집, 관리 및 제공이 되고 있어 항목의 구성과 관리 절차가 복잡하고 활용성이나 정보공유 체계의 한계를 가지고 있어, 물환경 정보에 대한 체계적 분류와 연계 활용을 위한 표준화가 필요
□ 물관리 정보화와 데이터 활용
ㅇ 그간의 물정보는 수자원·수질수생태·상하수도 등 분야별로 그 목적(물이용, 물안전, 물환경 등)에 따라 기관별 조사·관측·정보화가 관리되어 물관리 의사결정을 위한 활용의 한계와 분석·예측 정보의 단절로 효과적인 물관리 정책 수립의 한계를 가짐
ㅇ 통합물관리를 위한 유역 중심의 수질-수량 통합정보관리체계로 개선하여 물정보의 공유 확대, 자료 활용성 제고 등 통합물관리의 실행력 확보 필요
ㅇ 물관리 관련 데이터는 상하수도, 물환경, 수자원 등 각 부문별로 개별법에 근거하여 수집되어 다양한 정보시스템을 통해 제공되고 있고, 부문별 세부 영역을 담당하는 기관별로 물관리 데이터를 관리하고 정보시스템을 구축·운영하는 기존의 방식은 데이터의 관리나 정보시스템의 운영 등 관리 측면에서는 효율적일 수 있으나 사용자 관점에서 정보 접근성과 활용성이 낮음
ㅇ 물관리 데이터의 개방과 통합 정책의 추진을 위해서는 우선 통합관리 관점에서 정보 플랫폼의 구축과 물관리 정보의 활용성 제고를 위해 추가적인 정보화전략계획과 정책방안의 수립과 국내 여건에 맞고 의사결정에 활용될 수 있는 물계정 체계 구축이 필요
ㅇ 물관리 각 부문별로 이루어지는 조사와 데이터 관리 및 보고체계의 표준화 등의 기준 마련이 선행되어야 물 데이터의 통합 및 표준화 역시 물계정 개발 및 구축과 밀접하게 연계되어 이루어질 수 있음
Ⅲ. 정책 제언
□ 스마트 도시 물관리 기술육성
ㅇ 도시 물관리 영역은 에너지와 자원 절감 최적화를 위한 노력에 기여하는 바가 크지만, 아직까지 국내 도시 물관리 분야의 탄소배출 수준의 평가와 저감을 위한 한계비용 등에 대한 총체적 검토가 미흡한 상황
ㅇ 하수도시설의 장래 확충 및 신설 시 도시 물순환을 고려한 분산형 하수도시스템 구축과 이를 연계한 중수도 및 하수 재이용 활성화 정책에 대해 고려가 필요
ㅇ 제도적으로 '물재이용(하수·중수·빗물 등 이용)'에 국한된 현행 「물재이용법」 법률체계를 건전한 '물순환이용'의 개념으로 전환하여 새롭게 개편되는 국가 및 유역 물관리 체계와의 정합성을 반영한 지속가능한 물순환이용 체계로 전환 요구
ㅇ 스마트 물관리는 지속가능한 발전과 새로운 도전에 대처하는 핵심요소로서, 통합물관리기반의 새로운 개방형 혁신 환경에서 의사결정권자 및 새로운 물산업을 주도하기 위한 디지털화 정책 방향의 설정과 탄소중립도시와 유역통합물관리구축을 위한 정책 수요기반의 기술개발과 제도지원 강화 요구
ㅇ 물관리 탄소중립의 핵심은 스마트 도시 물관리와 이를 위한 기술과 산업 육성이라 할 수 있으며, 이를 위한 핵심 구성요소는 ① 물의 가치, ② 디지털 물기술, ③ 물-에너지 넥서스, ④ 회색-녹색 인프라 조합이 될 수 있음
□ 전략적 연구-혁신 메커니즘 정책 모델 개발
ㅇ 연구개발 사업의 다양한 사업화 노력이 필요
- 수자원의 궁극적인 관리자로서 정부는 혁신 의제의 중심에서 민첩한 다중 이해관계자 거버넌스 모델로 전환하고 새로운 기술을 테스트하고 개선하는 방법에 대한 새로운 정책 프레임워크와 프로토콜 개발 필요
- 싱크탱크에서 NGO, 연구기관, 기존의 민관 파트너십에 이르기까지 이러한 변화를 탐색할 수 있도록 구조와 접근 방식을 조정할 필요가 있으며 공동개발하고 테스트할 수 있는 새로운 플랫폼 필요
ㅇ 그린-디지털 물관리의 체계적인 전환을 지원하는 정책지원 메커니즘 필요
- 디지털-그린 뉴딜의 실현을 위한 기존 법률에 대한 평가, 분석 및 설계가 요구됨
- 정책 또는 입법 제안 고려 시 혁신에 대한 영향을 충분히 평가하고 해결 필요
ㅇ 사전예방적 메커니즘의 정책 개발 노력 필요
- Horizon Scanning(HS)의 체계적 실행과 사후관리 정책으로 제도화된 규제 개선 지침의 마련이 필요하며, 다양한 형태의 이해관계 거버넌스의 활용강화가 요구됨
- 물관련 리빙랩(Living Labs)의 생성 및 지속가능한 유지 관리를 위한 다중 이해관계자 거버넌스 활성화 방안도 좋은 대안이 될 수 있음
□ 물산업 생태계의 전환과 물가치 창출 촉진을 위한 물관리 규제와 시장 활성화
ㅇ 공공성을 가진 물의 가치 창출을 위해서는 독점규제 접근 방식과 시장에서 더 큰 역할을 수행하게 하는 체계구축을 통해 촉진되어야 함
ㅇ 규제된 시장 내 혁신을 통한 경쟁 촉진 방안을 모색하는 것이 필요
- 인위적 사업 주체의 구조 개편 보다 사업자의 경쟁 촉진을 위한 경제규제 기능을 강화하여 구조 개편을 유도하는 방안을 모색하는 것이 우선되어야 함
ㅇ 가치 창출은 수요자 중심의 탄력적인 공공서비스 제공을 위한 새로운 접근이 요구됨
- 물 서비스 수요자가 원하는 것을 발견하고 이를 가장 잘 전달하는 방법을 찾도록하는 물관리 사업 규제제도의 개혁이 필요함
ㅇ 전문 운영관리를 통한 물 시장의 활성화가 필요함
- 물산업의 활력 회복과 새로운 물 시장 창출을 위해서는 국내뿐만 아니라 해외 진출을 위한 물관리 전문성을 보유한 기업의 육성이 필요하며 공업용수 사업에 대해서는 민간 참여를 열어주는 제도개선 방안이 필요함
□ 물정보 통합관리와 데이터 개방체계 구축
ㅇ 분산된 수문기상, 수질수생태, 상하수도 등의 개별 정보시스템 간 정보 표준화와 통합·연계를 통해 품질관리를 고도화하여 정확한 통합물관리 정보의 제공 및 활용기반 마련이 되어야 함
- 사용자 관점에서의 정보 접근성 및 활용성 제한, 관리자 관점에서의 중복관리 및 자료 일관성 문제 등 개선 여지가 확인됨
- 「물관리기본법」에 데이터의 통합 및 활용성 제고를 위한 조항이 마련되었지만 캘리포니아의 「개방·투명물데이터법」과 같이 구체적인 내용을 반영한 제도적 보완이 필요
ㅇ 물관리 데이터의 개방 및 통합에 대한 노력도 적정한 연계성을 갖고 추진된다면 물계정의 작성 가능성과 신뢰성을 높이고 물관리 의사결정에의 활용성 제고 필요
ㅇ 물관리 데이터의 개방 및 통합, 물계정 구축 등 물관리 데이터의 정보화 및 이를 통한 활용성 제고를 위해서는 물관리 데이터를 제공하는 정보시스템의 형태에 대한 결정이 우선 필요함
- 정보시스템의 구축방향, 데이터를 수집·관리하는 과정의 표준화·효율화 방법, 물관리 정보화를 위한 중장기 인력과 예산, 인력과 예산 확보방안에 대한 논의 필요
- 컨트롤타워와 실무조직의 구성 및 운영에 대해 구체적인 안이 수립되어야 하며, 뉴딜사업에 적극 반영하는 노력과 이러한 방안을 실행할 수 있는 법적 정비가 필요
ㅇ 장기적으로 지속가능하고 효율적인 방안을 찾기 위해서는 다양한 이해관계자들의 참여가 필요하고, 특히 정보 이용자의 관점에서 많은 논의가 이루어져야 함
ㅇ 물관리 정보화 관련 정책의 추진 여건이 마련된 만큼 기회를 놓치지 않도록 적극적인 추진 필요
- 수자원-물환경 통합조사·평가체계, 물관리 정보의 유역통합관리 플랫폼 구축과 표준화를 포함하는 의사결정 지원 등 데이터 활용 및 개방 체계 구축방안 마련 필요

Ⅰ. Purpose of the Study
□ The need for research
ㅇ There is a high demand for policies that combine the active discovery of new businesses through the acceleration of digital-based water management (Digital New Deal) and the transformational New Deal for a sustainable water cycle and green transition for the future society (Green New Deal).
ㅇ Establishing the policy base and developing a support system to build a digital water management system is an essential factor in realizing the future-oriented integrated water management in accordance with the Framework Act on Water Management. It is necessary to give a clear signal to the stakeholders, operators, and society of integrated water management in a concrete and broad way by presenting the long-term goals of the country.
□ Research purpose
ㅇ Focusing on the Korean New Deal project, this study aims to analyze the current status of domestic and overseas digital water management projects, examine the examples of integrated water management information system, and deduce implications.
ㅇ It also aims to seek mid- to long-term plans to implement digital-green new deal policies to realize ICT-based integrated water management and innovative policy support measures to accelerate digital transformation of water management.
Ⅱ. Main Content of the Study
□ Water management conditions and water industry status
ㅇ While social and economic discussions on responding to climate change are in full swing, digital transformation is accelerating due to the Fourth industrial revolution, and environmental changes are accelerating. The Korean New Deal opens the door for integrated water management and water industry, and at the same time, it calls for a drastic change in the existing water management system that blocks opportunities.
ㅇ With the unification of water management and the enactment of the Framework Act on Water Management, a legal basis for integrated water management and a watershed-based water management governance system have been established, but the development of a financial system and policy management tools for implementing integrated water management is still rated as insufficient.
ㅇ With the water industry showing a steady growth and the operation and management market taking the lead, the digital water industry is continuously growing and technology is rapidly progressing. Korea's water industry still has a high proportion of manufacturing and construction industries, so it is necessary to enhance the competitiveness of the water industry in the area of operation and management.
□ The Korean New Deal and digital water management
ㅇ The New Deal projects currently promoted in the water sector mainly focus on overcoming the economic crisis, including the development of the remote control and real-time monitoring system for rivers, dams, and reservoirs and ICT-based smart water and sewerage management system, scheduled by 2025.
ㅇ In order to implement a future-oriented integrated water management system through the Water Management New Deal, policy support for fostering the water industry ecosystem is needed by presenting a midto long-term roadmap and investment and business management plans accordingly.
ㅇ The project to establish a smart water and sewerage management system focuses on the installation of digital measurement facilities and process automation to prevent accidents and ensure rapid response through a strengthened monitoring system, and invests heavily in developing monitoring and control systems, as well as in improving aging pipelines. However, the level of achievement related to the standardization of ICT solutions, business process arrangement, and implementation of institutions is still low.
ㅇ Most of the New Deal projects in the water resource management sector are the projects on collecting big data through remote control systems and sensors of rivers and dams and applying digital technologies such as AI to the field. It is necessary to seek ways to improve the quantity and quality of basic data and to strengthen the usability of data. It is also necessary to improve public services, develop technology from a long-term perspective, and set policy directions.
ㅇ Water environment information is generated, collected, managed, and provided in a distributed manner according to a number of systems and laws, so the composition and management procedures of items are complicated and there are limitations in terms of the usability and sharing system. It is evaluated that standardization for the systematic classification and integrated use of water environment information is necessary.
□ Water management informatization and data utilization
ㅇ Water information so far has been managed by each institution according to its purpose (water use, water safety, water environment, etc) for each field such as water resources, water quality, water ecology, water and sewerage, and so on. Therefore, there are limitations in utilizing water management information in decision-making processes. Also, no linkage is secured between the analysis and the prediction of information. There are also limitations in terms of the effective policy development for water management.
ㅇ It is necessary to improve the current system in order to secure the basis for the execution of integrated water management such as expanding water-related information exchange and enhancing data utilization, so that the integrated management of water quality and quantity centered on watersheds can be carried out.
ㅇ Water management-related data is collected based on individual laws for each sector, such as water and sewerage, water environment, and water resources, and is provided through various information systems. The existing method of operation may be effective in terms of management, such as data management or information system operation, but information accessibility and utilization are limited from the user's point of view.
ㅇ In order to release water management data and promote integrated policies, it is necessary to establish an information platform from the perspective of integrated management. In addition, to enhance the usability of water management information, it is necessary to establish additional informatization strategy and policy measures, and to establish a water accounting system that can be used for decision-making in accordance with the domestic conditions by setting clear standards for its development and establishment.
ㅇ The integration and standardization of water data can be achieved in close connection with the development and establishment of water account only after the establishment of relevant standards takes place, including the standardization of surveys currently conducted by each water management sector and standardization of data management and reporting systems.
Ⅲ. Policy Suggestions
□ Smart city water management technology development
ㅇ It is necessary to consider establishing a distributed sewerage system in consideration of urban water circulation and develop policies to promote reuse of gray water and sewage in connection with it when expanding the current sewerage systems or constructing new ones in the future.
ㅇ By converting the current Water Reuse Act legal system, which is institutionally limited to 'water reuse (use of sewage, gray water, rainwater, etc)', into the concept of a sound 'circular water use', it is required to switch to a sustainable circular water use system that has consistency with the newly reorganized national and watershed water management systems.
ㅇ Smart water management is a key element for sustainable development and addressing new challenges. In the new open innovation environments based on integrated water management, it is necessary to set the policy direction for digitalization to lead decision makers and the new water industry, and to develop policy demand-based technology and strengthen institutional support for the establishment of a carbon-neutral city and integrated watershed management system.
ㅇ The keys to achieving carbon neutrality in the water management sector are smart city water management and the development of technologies and industries for it. The key components for this can be ① the value of water, ② digital water technology, ③ water-energy nexus, and ④ combination of gray-green infrastructure.
□ Policy model development for strategic research-innovation mechanism
ㅇ Various commercialization efforts are required for R&D projects.
- As the ultimate manager of water resources, the government should consider shifting from the innovation agenda-based model to an agile multi-stakeholder governance model and develop new policy frameworks and protocols for testing and improving new technologies.
- From think tanks to NGOs to research institutes to existing public-private partnerships, structures and approaches need to be adjusted to navigate these shifts, and new platforms are required for co-development and testing.
ㅇ A policy support mechanism is needed to support the systematic transition of green-digital water management.
- Evaluation, analysis, and designing of the existing laws are required for the implementation of the Digital-Green New Deal.
- When considering policy or legislative proposals, the impact of innovation needs to be fully evaluated and addressed.
ㅇ Efforts are needed to develop policies for preventive mechanisms.
- The systematic implementation of Horizon Scanning (HS) and follow-up management policies are needed to develop guidelines for institutionalized regulatory improvement, and reinforce the use of various forms of stakeholder governance.
- A plan to promote multi-stakeholder governance for the creation of water-related Living Labs and their sustainable maintenance can also be a good option.
□ Water management regulations and market revitalization to promote the transformation of the water industry ecosystem and creation of water values
ㅇ Value creation of public water should be promoted through taking an approach of regulating monopoly and the establishment of a system that allows the market to play a larger role.
ㅇ It is necessary to seek ways to promote competition through innovation in regulated markets.
- Rather than artificial restructuring of business entities, it should be prioritized to seek ways to induce restructuring by strengthening the function of economic regulation to promote competition among business operators.
ㅇ Value creation requires a new approach to provide consumer-oriented and flexible public services.
- It is necessary to reform the regulation on water management businesses in order to identify the needs of water service consumers and find the best way to address them.
ㅇ It is necessary to revitalize the water market through professional operation and management.
- In order to revive the water industry and create a new water market, it is necessary to nurture companies with water management expertise not only targeting the domestic markets but also overseas ones.
□ Integrated water information management and the establishment of a data open system
ㅇ It is necessary to provide accurate information on integrated water management and lay the foundation for utilization by advancing quality management through standardization, integration, and establishment of a linkage between individual information systems such as those regarding distributed hydrometeorology, water quality and water ecology, water supply and sewerage, and so on.
- There is room for improvement in some areas such as restrictions on access and usability of information from the user's point of view, and duplication management and data consistency issues from the manager's point of view.
- Although the Framework Act on Water Management has the provisions for data integration and enhancement of usability, it is necessary to supplement the system so that it can include specific details as California's Open and Transparent Water Data Act.
ㅇ If efforts to disclose and integrate water management data are carried out with necessary linkages provided, it can enhance the possibility and reliability of building water accounts, and it is necessary to strengthen its utilization in water management-related decision making.
ㅇ In order to promote informatization of water management data, including the disclosure and integration of data and building water accounts, and to improve the usability through it, it is necessary to first decide on the type of information system.
- It is necessary to discuss the direction for building the information system, how to standardize and improve efficiency in terms of data collection and management, and human resources and budget for water management informatization from mid- to long-term perspective.
- Specific plans for the composition and operation of the control tower and working-level organization should be established, and efforts to actively reflect these measures in the New Deal projects and institutional arrangements for implementation are required.
ㅇ In order to establish a long-term sustainable and efficient plan, the participation of various stakeholders is necessary, and a a great deal of discussion should take place, especially from the perspective of information users.
ㅇ As the conditions for implementing policies related to water management informatization have been prepared, active promotion is required so as not to miss the opportunity.
- It is necessary to establish a plan for data utilization and the development of a disclosure system, such as an integrated investigation/evaluation system for water resources-water environment and the support for decision-making including integrated water information management platform for watersheds and standardization.

□ 물관리일원화정책 시행('18.6) 이후 약 3년이 지난 시점에서 정책 시행에 따른 그간의 변화와 효과를 파악하면 앞으로 물관리 발전을 위한 정책 추진 방향을 설정하는 데 중요한 근거가 될 수 있음.
□ 본 연구에서는 해외 물관리 및 물개혁 사례를 조사하고 시사점을 도출한 후 국내 물관리일원화 전후 나타난 주요 정책 주제의 변화와 한계점을 파악하였음.
□ 이후 현재 물관리일원화정책에서 제외되었으나, 물관리 발전을 위해 필요한 농업용수와 하천의 유역단위를 통합 관리하는 방안을 제시하기 위해 각 분야의 관리 현황을 파악하고 문제점을 도출하였음.
□ 마지막으로, 효과적인 하천 및 농업용수 통합관리를 위한 10년 단위의 정책 추진 로드맵을 제시하였음.
□ 이를 수행하기 위해 다음의 연구 진행 절차를 수행했음.
ㅇ 해외 사례 조사
- 일본, 호주, 독일의 물관리 정책 및 물개혁 사례 조사
- 물관리 거버넌스, 수리권, 수리시설 및 수질관리, 데이터 기반 물관리 측면에서의 시사점 도출
ㅇ 물관리일원화 전후 주요 정책 주제의 변화와 한계점 파악
- 부처별 물관리 법령 및 계획의 변화 조사 및 법정계획 정비 추진 현황 조사
- 수량관리 기반의 수질 개선 효과 조사
- 물관리 조직개편 현황 조사 및 물관리 재정 변화 현황 파악
- 국가·유역물관리위원회의 주요 기능 및 의제 이행 현황 파악
ㅇ 하천 및 농업용수 관리 현황 분석
- 소하천, 지방하천, 국가하천 관리 현황 파악
- 하천관리의 지방이양 정책 현황 조사 및 영향 파악
- 지자체의 하천관리 사업예산 변동 현황 파악
- 농업용수의 법적 정의 및 법정계획 추진 현황 파악
- 농업용수 산정방법에 따른 문제점 파악 및 개선 방안 도출
- 농업용수의 수질 및 수생태계 관리 현황 파악
- 농업용수 분야 정보화 현황 및 비점오염원 관리 현황 파악
ㅇ 물관리 발전을 위한 정책 제안 및 통합관리 로드맵 제시
- 하천 및 농업용수 관리의 문제점 도출
- SWOT 분석을 통한 전략 목표 도출
- 분야별 세부 전략 도출 및 하천 및 농업용수 통합관리 추진 전략 로드맵 제시

□ Understanding the changes brought about by the unification of water management and its effect after three years of implementation (in effect since June 2018) will serve as an important basis for setting the policy direction for future water management
□ This study examined cases of overseas water management and water reform and their implications, and identified the changes in major policy topics after the unification of domestic water management and its limitations.
□ In order to present an integrated management plan for agricultural water and rivers, which is currently excluded in the schemes related to the unification of water management but required for improved water management, the management status and problems of each sector were identified.
□ Finally, a ten-year policy implementation roadmap for effective integrated management of rivers and agricultural water was presented.
□ This study was conducted in accordance with the following procedure:
ㅇ Overseas case studies
- Case studies of water management policies and water reform in Japan, Australia, and Germany
- Implications of water management governance, water rights, the management of irrigation facilities and water quality, and data-based water management
ㅇ Identify changes in major policy topics after the unification of water management and its limitations
- Investigation of changes in water management laws and plans by department and the status of the revision of statutory plans
- Investigation of the effect of water quality improvement based on water quantity management
- Investigation of the current status of organizational reforms in water management bodies and identifying changes in water management finances
- Identifying major roles of the National/Basin Water Management Committees and the implementation status of agenda items
ㅇ Analysis of the management status of rivers and agricultural water
- Identifying the management status of small rivers, local rivers, and national rivers
- Investigation of the current status of the local transfer of river management and identifying its impact
- Identifying changes in the local budget for river management projects
- Identifying the legal definition of agricultural water and the implementation status of the statutory plans
- Identifying problems of estimating agricultural water by method and developing improvement plans
- Identifying the quality of agricultural water and the management status of aquatic ecosystems
- Identifying the current status of informatization in the agricultural water sector and the management of non-point pollution sources
ㅇ Present policy proposals and an integrated management roadmap for improved water management
- Identifying problems in river and agricultural water management
- Setting strategic goals through SWOT analysis
- Building detailed strategies for each sector and presenting a roadmap for integrated management of rivers and agricultural water

Ⅰ. 서 론
ㅇ 그린뉴딜 정책기조에 따라 재생에너지 확산이 가속화하는 가운데, 지역사회에서는 재생에너지 시설의 입지와 관련한 갈등이 다수 발생하고 있어 환경성과 주민수용성 확보 방안이 필요한 상황
ㅇ 이에 본 연구는 미시적 환경자원에 대한 모니터링과 주민들의 참여를 높이는 계획입지제도의 효과적인 실현을 위하여 Q 방법론을 기반으로 새만금 지역을 대상으로 참여지도 형태인 '갈등지도'를 시범으로 작성하고, 지역 이해당사자와 과학자 간의 인식차이를 줄이는 환경정책 및 공간계획 수립방향을 제안
ㅇ 본 연구의 핵심적인 내용은 다음과 같음
- 첫째, [질문 1] 재생에너지 주민수용성을 지원하기 위해 도입하는 계획입지제도를 안착하기 위한 방안은? ▶ 기존 공간에 대한 서로 다른 의견을 정리하지 못함에 따라 계속되는 갈등을 해결하기 위해 공간에 대한 이해당사자의 선호를 지도화하고 인식차이에 기반한 협력적 공간계획을 수립하여 국내 사정에 맞는 계획입지제도를 지원하는 연구를 수행
- 둘째, [질문 2] 갈등지도를 활용한 재생에너지 주민 수용성 제고를 위해 어떠한 정책과제와 제도적 지원이 필요한가? ▶ 갈등지도를 활용하여 체계적인 주민수용성 관련연구를 수행하기 위해서는 계획입지제도에 갈등지도 관련 제도를 접목한 발전 방안수립을 제안
Ⅱ. 선행연구 분석
1. 갈등지도
ㅇ 계획입지제도는 지방정부가 주도적으로 재생에너지 입지를 선정할 수 있다는 점에서, 지역의 미시적 환경정보를 기반으로 계획을 세울 수 있는 기회
- 계획입지제도 운영 시 주민수용성을 높이기 위해서는 주민참여를 기반으로 수행해야 하며, 환경변화에 대한 지역주민들의 이해관계 반영이 필요
- 재생에너지 계획입지제도는 지역사회의 미시적 환경변화에 따른 주민들의 이해관계를 반영해야 하나, 이러한 정보를 기반으로 공간을 분석할 수 있는 방법론은 미흡한 상황
ㅇ 본 연구는 공간에 대한 인식차이를 지도화하여 보여주는 공간 Q 방법론을 통해 '갈등지도'를 작성하여, 그동안 난개발이라는 비판을 받아온 재생에너지 발전시설 설치공간 문제를 공론화(표 1 참조)
- 지역 이해당사자가 알고 있는 미시적 환경정보와 행동패턴에 기반한 공간선호를 표현하는 '갈등지도'를 작성함으로써, 주체 간 인식차이가 큰 지점을 발견하여 과학자들에게 정밀한 조사를 의뢰
- 모든 주체들이 인식을 같이하는 지점을 기반으로 재생에너지 발전시설 부지에 대한 우선순위를 결정하여, 갈등을 줄이고 지역별 특색에 맞는 재생에너지 보급 공간계획을 수립
2. 계획입지제도
ㅇ 영국, 네덜란드, 덴마크 등 해상풍력 발전이 활발히 이루어지는 국가에서는 국가 또는 국가가 지정한 전담기관에서 해상풍력 개발예정지구를 지정하고, 공모 등을 통해 사업자를 선정하여 해상풍력 발전을 진행(표 2 참조)
- 비용과 시간이 많이 소요되는 해상풍력에 대해 국가 주도의 계획입지제도를 통해 난개발을 방지하고 개발사업자가 안정적으로 사업을 진행할 수 있도록 유도
- 대체로 정부기관의 자원 조사 및 환경영향평가를 바탕으로 한 입지선정과 경쟁입찰을 통한 발전사업자 선정 및 운영의 형태로 이루어짐
ㅇ 재생에너지 계획입지제도를 본격 시행하기에 앞서 2020년에 재생에너지 집적화단지제도를 우선 도입(그림 1 참조)
- 2020년 7월, 정부는 40MW 규모 이상의 해상풍력 등 재생에너지원에 대해서 집적화단지제도를 도입할 계획을 밝힘
- 2020년 9월, 「신재생에너지법」 제27조(보급사업)의 '환경친화적 신·재생에너지 집적화단지(集積化團地) 및 시범단지 조성사업'을 근거로 하여 동법 시행령(제27조의2)에 '집적화단지 조성사업의 시행 등' 조항을 신설
- 개정 시행령에 따르면, 시·도지사는 집적화단지 위치 및 면적, 사업의 개요 및 시행방법, 환경성 및 주민수용성 확보계획 등을 포함한 집적화단지 개발계획을 산업통상자원부 장관에게 신청하고, 장관은 정책심의회 심의에 따라 단지를 지정
Ⅲ. 재생에너지 갈등 관련 주요 쟁점 및 관리 현황 파악
1. 재생에너지 주요 갈등 쟁점
ㅇ 전 세계적으로 화석연료 이외 저탄소 재생에너지 사업에서도 크고 작은 갈등이 지속
- 에너지전환 관련 사업과 정책이 자동적으로 친환경성과 사회적 포용성을 보장하지 않음을 시사
ㅇ 기존 연구들을 종합하여 재생에너지 갈등 유형과 수용성 쟁점을 <표 3>과 같이 정리
2. 재생에너지 갈등관리 현황
ㅇ 재생에너지 갈등 예방 및 해결을 포함한 갈등관리 방안은 <표 4>와 같이 기술환경적 방안, 시민참여적 방안, 이익공유적 방안으로 나누어 접근 가능
ㅇ 재생에너지 갈등관리의 세 가지 방안은 서로 경합하는 것이 아니라 상호 보완 및 종합적인 구상 아래 적용할 것이 요청되며, 재생에너지 계획입지제도는 세 가지 속성을 모두 포함
Ⅳ. 재생에너지 주민수용성 제고를 위한 갈등지도 작성
1. 연구설계
ㅇ 수상태양광 발전단지 건설 예정지의 갈등구조를 분석하기 위하여 일반 Q 방법론과 공간 Q 방법론을 병행하여 이해당사자별 갈등정책과 갈등공간의 형태를 확인
- 지역 이해당사자(주민, 환경단체, 교수, 어민, 공무원, 관계기관 등)를 대상으로 면접조사를 수행하고, 지역 환경단체 활동가들과의 워크숍을 토대로 재생에너지 발전시설 설치과정 중 나타나는 25개의 갈등 요인과 공간을 확인
- 지역 이해당사자(P sample)를 설정하고, 설문(Q sorting) 과정을 거쳐, 설문 결과에 대한 SPSS 22.0을 통해 Q 요인분석을 수행한 뒤 ArcGIS 10.3으로 지도화하여 인터뷰 내용과 함께 해석
ㅇ 재생에너지 갈등지도 작성을 위해 국내 최대 규모 재생에너지 단지인 새만금 수상태양광단지를 연구대상지로 선정하여 연구 진행
2. 분석 결과
ㅇ Q 요인분석 결과, 이해당사자 집단 1(어민, 환경단체, 주민)과 이해당사자 집단 2(공무원, 사업자, 개발공사)로 나뉨(그림 2 참조)
- 이해당사자 집단 1(생태 선호)은 주로 환경단체, 어민 및 지역주민으로서 해수유통, 생태보전, 수산업에 대한 강한 선호를 바탕으로 기존 인프라를 따르는 선형 수상태양광 배치를 선호
- 반면 이해당사자 집단 2(재생에너지 선호)는 공무원, 사업자 및 개발공사 직원으로서 재생에너지 관련 시설의 분산배치, 해상풍력 개발, 수익분배 등을 선호하며, 수상태양광은 밀집된 형태의 배치를 선호
ㅇ 요인 1(생태)과 요인 2(재생에너지)의 인식차이 가운데 협력을 이끌어 낼 방법은 수질관리, 수상태양광 처리, 관광 프로그램 계획을 세우고, 설치용량은 변화시키지 않는 것
- 이러한 결과는 지역의 환경계획을 먼저 세우고, 생태관광을 통해 현재 상황에서 얻을 수 있는 이윤을 먼저 얻는 방안으로 나타남
- 공간계획상으로는 남북도로 동서측에 수상태양광을 설치하는 방안 추천
ㅇ 이 결과는 기존 송전선로를 유지한 채 한국농어촌공사가 소유한 미간척지의 수상태양광과 도로 위에 설치하는 태양광을 연계하는 방안으로, 투자비가 가장 적고 생태적으로도 우수하며 지금의 계획안을 약간만 변경하면 되는 안
- 관계부처의 협의를 필요로 하지만, 약간의 변형을 통해 갈등관리 가능성 확인
- 갈등예방을 위해서는 풍력발전, 해수유통, 어류, 배후도시 분산, 수산업에 대한 이슈는 차후에 논의할 것과 새만금 상류지역 계획은 차후에 세울 것이 요청됨
3. 검증
ㅇ 본 연구결과의 검증을 위해 제3자 평가와 보완을 진행한 결과, 분석 내용이 새만금 현장의 갈등을 기술하고 주체의 의견 특성을 우수하게 분석하여 외적 타당성을 갖춘 것으로 평가
- 기존 연구결과를 보완하기 위해 진술문의 세부사항 및 해석에서 다듬어야 할 보완사항들이 제시되었으며 이를 제4장의 '2. 분석 결과'에 반영
Ⅴ. 계획입지제도의 재생에너지 갈등지도 활용방안
1. 결론
ㅇ 본 연구는 재생에너지 계획입지제도를 위해 공간기반의 주민참여 의사소통을 통한 공간계획(Communicative Planning) 도구로서 갈등지도를 활용했다는 데 의의를 둠
- 갈등지도를 통해 주민들은 그들이 가지고 있는 지역지식을 활용하여 에너지 공간계획의 빈틈(중복 및 누락)을 보완
- 기존 공간에 대해 서로 다른 의견을 정리하지 못해 계속되는 갈등을 해결하기 위해 공간에 대한 이해당사자의 선호를 지도화하여, 인식차이에 기반한 협력적 공간계획을 수립하고 국내 사정에 맞는 계획입지제도를 지원
ㅇ 갈등지도 작성을 통해 주민참여 의사소통 강화, 공간기반 합의형성, 갈등관리의 절차적 합리성 제고 등의 효과를 얻을 수 있음
2. 시사점
ㅇ 구체적으로 갈등지도는 수상태양광 시설의 입지, 집적화단지 결정, 환경영향평가과정 등에서 <표 5> 및 <그림 3>과 같이 활용 가능
3. 연구의 한계 및 향후 연구방향
ㅇ 본 연구에서 다룬 갈등지도는 Q 방법론이 가지는 일반화의 한계와 작성과정에서 연구자가 모든 관련 내용을 Q 진술문으로 정리하지 못할 수 있다는 단점 존재
ㅇ 향후 재생에너지와 관련해서는 송수신 선로에 관한 연구가 필요하고, 갈등지도 자체적으로는 기존의 다른 환경데이터와 연계 방안에 대한 연구가 요청됨

Ⅰ. Introduction
ㅇ Despite the acceleration of the spread of renewable energy with the Green New Deal policy, many conflicts have arisen regarding the location of renewable energy facilities in the local community. Hence, measures are required to secure environmental performance and acceptability of residents.
ㅇ To effectively realize the location planning system that monitors micro-environmental resources and increases the participation of residents, a “conflict map” for the Saemangeum area, a form of public participation map, was prepared and piloted based on the Q methodology. A direction for establishing environmental policies and spatial plans that reduce the gap between stakeholders and scientists is suggested.
Ⅱ. Previous Research Analysis
1. Conflict map
ㅇ The location planning system allows local governments to take the initiative and select renewable energy locations and, therefore, provides an opportunity to make plans based on local micro-environmental information.
- To increase the acceptability of residents when operating the location planning system, it must be conducted based on residents' participation and reflect the local residents' interests in environmental changes.
- The location planning system for renewable energy should reflect the interests of residents according to the micro-environmental changes, but the methodology of analyzing the space based on such information is insufficient.
ㅇ A “conflict map,” which maps and shows differences in perceptions of space was prepared using the spatial Q methodology. The issue of installation space for renewable energy power generation facilities, which has been criticized for reckless development, was thereby publicized.
2. Location planning system
ㅇ In countries where offshore wind power is actively generated, such as the UK, the Netherlands, and Denmark, the government or a government-designated institution designates planned offshore wind power development districts, and selects business operators through an open call for offshore wind power generation.
- Preventing sprawl through the introduction of the nationally-led location planning system for costly and time-consuming offshore wind farms, and encouraging developers to conduct business stably
- In general, this is done in the form of site selection based on resource surveys and environmental impact assessments of government agencies, and selection and operation of power generation business operators through competitive bidding.
ㅇ In Korea, prior to the full-scale implementation of the renewable energy planning site system, renewable energy clusters and model housing complexes were first introduced in 2020.
- In September 2020, based on Article 27 (Distribution Projects) of the Act on the Promotion of the Development, Use, and Diffusion of New and Renewable Energy, an Enforcement Decree of the same Act (Article 27-2) was added for “Projects for creating environmentally-friendly new and renewable energy clusters and model housing complexes”.
- According to the revised Enforcement Decree, the Mayor/Do Governor applies to the Minister of Trade, Industry, and Energy for a cluster development plan, including the location and area, outline and implementation method of the project, and a plan to secure the environment and acceptance of residents; the Minister may designate a cluster according to the deliberation of the Policy Council.
Ⅲ. Identify Major Issues and Management Status Related to Renewable Energy Conflicts
ㅇ Around the world, other than fossil fuel projects, large and small conflicts persist in low-carbon renewable energy projects.
- It suggests that energy conversion-related projects and policies do not automatically guarantee eco-friendliness and social inclusion.
ㅇ Conflict management measures, including prevention and resolution of conflicts in renewable energy, can be realized through divided approaches for technological and environmental, citizen-participatory, and profit-sharing measures.
- The three approaches of renewable energy conflict management, all three attributes of which are included in the renewable energy location planning system, do not compete but complement each other. They are comprehensively conceived and requested to be applied so.
Ⅳ. Create a Conflict Map to Improve the Acceptability of Residents on Renewable Energy
1. Research design
ㅇ To analyze the conflict structure of the proposed floating photovoltaic power generation cluster, the general and the spatial Q methodologies were used in parallel to identify the conflict policy and conflict space for each stakeholder.
- Interviews were conducted with local stakeholders (residents, environmental groups, professors, fishermen, civil servants, related organizations, etc.). Through the workshop with local environmental group activists, 25 conflict factors and spaces that appear during the renewable energy installation process were identified.
- Q factor analysis was performed through SPSS 22.0 on the results of the survey (Q sorting) of local stakeholders (P sample). The analysis was then mapped with ArcGIS 10.3 and interpreted along with the interview content.
ㅇ To draw up a conflict map for renewable energy, the Saemangeum floating solar power cluster, the largest renewable energy cluster in Korea, was selected as a research target.
2. Analysis results
ㅇ Q factor analysis revealed that stakeholders were divided into two groups: Stakeholder Group 1 (fishermen, environmental groups, residents) and Stakeholder Group 2 (civil servants, business operators, and development corporations) (See Figure 2).
- Stakeholder Group 1 (preference for ecology), mainly composed of environmental groups, fishermen, and local residents, prefers to deploy linear floating solar power according to the existing infrastructure based on strong preference for seawater circulation, ecological conservation, and fishery industry.
- Stakeholder Group 2 (preference for renewable energy), mainly composed of civil servants, business operators, and development corporations, prefers distributed deployment of renewable energyrelated facilities, development of offshore wind power, profit distribution, and so on, and dense arrangement for floating solar power.
ㅇ Considering the differences in perception between factor 1 (ecology) and factor 2 (renewable energy), cooperation can be achieved by establishing a water quality management scheme, floating solar power treatment plan, and tourism programs, while no change is applied to the installed capacity.
- These results indicate a plan to first establish a local environmental plan, then to obtain the profits from the current situation through eco-tourism.
- In terms of space planning, it is recommended to install floating solar power on the east and west sides of the north-south road.
ㅇ The result presents an option that is ecologically superior with the lowest investment cost and requires only minor changes to the current plan; to maintain the existing transmission line, and to link the floating solar power on unreclaimed land owned by the Korea Rural Community Corporation (KRC) to the solar power installed on the road.
- Consultation with related ministries is required, but the possibility of conflict management is confirmed through slight modifications.
- To prevent conflicts, it is requested that the issues of wind power generation, seawater circulation, fish, distribution of hinterland cities, and fisheries be discussed later. The plan for Saemangeum upstream area should be established later.
3. Verification
ㅇ To verify the results of this study, the third-party evaluation and supplementation confirmed external validity of the content of analysis; conflicts at the Saemangeum site as well as the characteristics of the opinions of the subject are excellently analyzed.
- To supplement the preceding research, supplementary points for refinement were presented for the details and interpretation of the statement, as reflected in “2. Analysis results”.
Ⅴ. Utilization of Renewable Energy Conflict Map by the Location Planning System
ㅇ This study is significant in that the conflict map was used as a tool of communicative planning through spatial-based communication with residents' participation for the renewable energy location planning system.
- Through conflict maps, residents use their local knowledge to fill gaps (duplications and omissions) in energy spatial planning.
- To resolve ongoing conflicts due to the inability to resolve different opinions on the existing space, we map stakeholder preferences for space and establish a cooperative space plan based on differences in perception to support the location planning system suitable for domestic circumstances.
- By creating a conflict map, it is possible to achieve strengthened communication with residents, a spatial-based consensus, and enhance the procedural rationality of conflict management.
- Specifically, the conflict map can be used in selecting the location of floating photovoltaic facilities and cluster complexes, and the environmental impact assessment.
ㅇ The conflict map presented in this study has the problem of generalization as the Q methodology, and the disadvantage that the researcher may not be able to summarize all the relevant information in a Q statement during the writing process.
- In relation to renewable energy in the future, research on transmission/reception lines will be necessary, and research on how the conflict map itself can be linked with other existing environmental data is requested.

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적
□ 연구의 필요성 및 배경
ㅇ 불법 및 부적정 처리를 방지하기 위한 집중 모니터링, 방치 폐기물 처리이행 보증제도 개선을 통한 처리책임 부여, 폐기물 처리역량의 확보와 주민상생을 위한 다양한 정책 추진 중임
ㅇ 2018년을 기준으로 국내 매립지의 기매립률은 60.3%, 소각시설 가동률은 82.0%로, 현재 추세대로라면 2036년 매립지가 포화되고 약 2배(204.3%)의 소각 용량이 추가로 필요할 것으로 전망됨
ㅇ 장기적 관점에서 지속가능한 자원순환 기반 마련을 위한 지역단위 평가 시스템을 구축안을 마련하고, 플랫폼의 시범운영을 통해 이해관계자의 활용성을 향상해야 하며, 자원순환 정보의 디지털화와 미래 시뮬레이션을 통해 체계적인 관리가 가능하도록 전략 구성이 필요함
□ 연구 목적
ㅇ 폐기물 적정처리 및 지역 내 처리원칙 등 국내외 이슈에 대응하기 위한 자원순환 평가 시스템 개발(안)을 마련함
ㅇ 녹색전환(그린인프라, 주민친화형 폐기물처리시설)을 위한 전략을 마련함
Ⅱ. 지역단위 폐기물 처리역량 제고 및 자원순환 지속가능성 지표 검토
□ 지자체별 폐기물 부적정 처리 추진내용 및 주요 이슈
ㅇ 인천, 영천을 비롯한 8개 사례를 정리하여 현황을 파악함
ㅇ 지자체, 정부부처 대응(집중단속, 감시단 운영, 순찰 등) 현황 파악
□ 불법폐기물 처리·후속조치 경과 및 환경부 업무 추진 동향
ㅇ 불법 투기 폐기물 발생 예방대책 추진 경과 확인과 감시 사각지대 해소 방안 검토
ㅇ 불법폐기물 합동점검 추진 경과 및 시사점 검토
ㅇ 방치폐기물 처리이행 보증금 제도의 개선을 통해 보증용량을 허용보관량의 2배까지 증량하고, 보증보험 또한 연 단위 갱신 및 초과보관량 보증 추가와 범위 상향 등의 조치를 진행함
□ 주민 편익 시설 관련 수용 사례
ㅇ 구리 자원회수시설, 판교 환경 에너지 시설 등 국내 사례 및 바르셀로나, 대만 등 국외사례에 대한 조사 및 결과를 분석함
□ 주민지원, 갈등 대응 사례 및 시사점
ㅇ 「공공폐자원관리시설법」 등 국가단위 대응사례와 지자체 폐기물 처리시설 공론화 사례 등 지자체 단위의 대응사례에 대한 분석을 수행함
ㅇ 이러한 사례들을 바탕으로 폐기물 처리시설 갈등조정 및 기능강화를 위한 프로세스를 추가로 구성하여 운영할 필요 시사
ㅇ 입지선정 계획단계에서 인근 주민은 물론 시민대상 여론조사 등의 수행 프로세스 포함, 위원회 구성 시 시민 참여단의 구성과 참여 확대, 타당성 조사 등의 결과에 대한 주민설명회 개최, 현장 및 유사사례에 대한 답사 등 방향을 제시함
ㅇ 주민 찬반토론회와 투표 등을 통해 의견을 모으고, 수혜지역에 대한 기금마련 및 지원방안 등을 논의함으로써 마찰 최소화
□ 지역단위 자원순환 지속가능성 요소 및 내용 검토
ㅇ 일본(폐기물 처리시스템 지속가능성 평가기법 및 개선전략 연구), EU(Waste to Energy 2050, Best Environmental Management Practice)의 지속가능성 평가 관련 사례에 대한 분석을 수행함
ㅇ 국내에 적용 가능한 지표 도출 및 전문가 의견수렴을 통해 내용을 검토함
Ⅲ. 지역별 처리능력 수준 및 향후 전망
□ 지역별 폐기물 발생 현황 및 처리시설 기초자료 분석
ㅇ 국내 시도 단위의 폐기물 발생량 및 처리시설 현황을 바탕으로 각 시도별 발생량 전망을 추정하고, 이를 처리시설 용량과 비교하여 분석함
ㅇ 8년간의 변화량을 시도 단위까지 구성하고 2025년, 2030년, 2040년, 2050년의 전망치를 산정함
ㅇ 도출한 결과를 바탕으로 현 시점에서 각 지역별로 폐기물 처리시설의 처리능력과 발생량 간의 비교를 통해, 향후 폐기물 처리기반의 확충이 필요한 지역 등 폐기물 처리능력 확대를 위한 기반 조성 기초자료 및 관련 정책 수립에 활용이 가능함
□ 권역별 폐기물 발생량 현황 및 분석
ㅇ (전체) 각 권역별 전체 폐기물 발생량 및 향후 전망치는 충청권이 연간 변화율 4.16%로 가장 큰 증가세를 보이고 있으며, 수도권이 3.28%로 그 뒤를 이음. 반면 호남권은 -0.73%로 감소하는 경향을 확인함
ㅇ 향후 전망치는 2018년 대비 2050년까지 매년 약 1.23%씩 증가하여 2050년까지 호남권이 약 72.99%로 가장 큰 증가율을 보이고, 충청권은 49.9%로 가장 낮은 증가율을 보이는 것으로 확인됨
ㅇ (생활폐기물) 충청권이 연간 변화율 3.4%로 가장 큰 증가세를 보이며, 호남권이 2.43%로 뒤를 이었고, 강원권이 1.15%로 가장 낮은 증가율을 보임
ㅇ 향후 전망치는 2018년 대비 2050년까지 충청권이 82.14%로 높은 증가율을 보이고, 강원권은 30.36%로 가장 낮은 증가율을 보이는 것을 확인함
ㅇ (1인당 생활폐기물) 호남권이 연간 변화율 2.35%로 가장 큰 증가세를 보이며, 영남권이 1.28%로 뒤를 이었으며, 강원권이 0.60%로 가장 낮은 증가율을 보임
ㅇ 향후 전망치에서는 2018년 대비 2050년까지 호남권이 100.51%의 높은 증가율을 보이며, 강원권은 17.92%로 가장 낮은 증가율을 보이는 것을 확인함
□ 시도별 폐기물 발생량 현황 및 전망
ㅇ 전반적으로 대부분 지역에서 증가추세가 확인되며, 강원, 대전, 울산, 전북 지역은 발생량 증가 변동폭이 크지 않은 것으로 확인되었으며, 경북, 전남 지역에서는 감소경향을 확인함
ㅇ (전체) 합계는 2011년 32만 3,312톤/일에서 매년 증가하는 경향을 보이며 2018년에는 43만 713톤/일로 증가하여, 연간 변화율 평균값으로 볼 때 충남이 4.76%로 가장 큰 증가율을 보이며, 인천이 4.00%, 경기도가 3.89%의 증가율을 보임
ㅇ 반면 전남의 경우 연평균 2.20%로 감소하고 있으며, 경북 또한 1.14% 감소함
ㅇ 세종시는 2012년부터 자료 집계를 시작했으나, 도시의 개발 및 인구 유입에 따라 급작스럽게 변화하는 경향이 확인되어 연간 변화율을 산정한 값에 의미를 둘 수 없다고 판단됨
ㅇ (생활폐기물) 합계는 2011년 4만 942톤/일에서 매년 증가하여 2018년에는 4만 6,749톤/일로 증가함
ㅇ 연간 변화율 평균값으로 볼 때 제주가 5.39%로 가장 큰 증가율을 보이며, 울산이 3.80%, 전북이 2.91%로 그 뒤를 잇고, 광주는 연평균 1.14%로 감소함
ㅇ (1인당 생활폐기물) 2018년 기준 평균 0.98kg/일로, 2011년 0.86kg/일에서 매년 증가함
ㅇ 연간 변화율 평균값으로 볼 때 울산이 3.61%로 가장 큰 증가율을 보이며, 대구가 3.34%, 전북이 3.03%의 증가율을 보임
ㅇ 광주의 경우 약 0.67%의 감소율을 보이고 있으며, 인천이 0.5% 감소함
□ 시도별 폐기물 처리시설 용량 비교
ㅇ 지자체의 폐기물 소각시설 용량이 발생량을 충분히 수용하고 있으며, 서울과 경기도를 비롯한 수도권 및 경남지역에서는 일부 여유가 확인됨
ㅇ 호남권 중 광주의 경우는 소각시설이 부족한 것으로 확인되나, 권역 내의 처리시설을 이용한다면 가까스로 발생량을 수용할 수 있을 것으로 확인됨
□ 주요 시사점
ㅇ 권역 단위의 분석에서 전반적인 추세를 바탕으로 발생량 등을 예측하고 분석하는 것은 어렵지 않으나, 시군구 단위로 분석하는 과정에서 나온 상세한 이슈는 확인이 불가능함
ㅇ 지역단위로 세분화한 데이터를 기준으로 분석하여 이슈를 도출한다면, 상세한 이슈분석이 가능할 뿐만 아니라 정부 및 지자체 단위의 정책 수립에도 매우 유용할 것으로 판단됨
ㅇ 신도시 개발, 이주, 관광 등에 따른 폐기물 발생량 정보 등 추가 자료의 활용이 요구됨
ㅇ 효과적인 분석을 위해서 위치기반의 데이터를 정밀하게 구성하고 폐기물 관련 데이터 이외에도 인구정보, 구역정보, 유동인구 현황 등 직간접적인 추가자료의 구성을 병행한다면, 지역단위 자료의 분석 정밀도를 높이고 이슈의 명쾌한 해석이 가능할 것으로 기대됨
Ⅳ. 자원순환 지속가능성 평가 시스템 구축안 검토
□ 자원순환 평가 시스템 구축 개요
ㅇ 폐기물 발생 및 처리현황을 비롯한 국내 폐기물 발생량 정보와 지역별 인구밀도, 지역용도 등 GIS 정보를 기반으로 하는 지역단위 기준 자원순환 시스템 구축안을 마련함
ㅇ 데이터 기반구조 설계를 위한 공간 DBMS 구성 및 관리 체계를 구축하기 위한 데이터 테이블 설계 및 ER 다이어그램 구성을 하였으며, 이를 바탕으로 시스템을 구성하였음. 상세한 시스템 구성 목적과 각 모듈별 활용 방향은 별도로 기술하였으며, 이에 대한 스토리보드를 구성하여 현재 구현 가능한 범위에서 시범 시스템 구성을 진행함
□ 공간 DBMS를 이용한 데이터베이스 관리 방안
ㅇ 지속적으로 구축 및 갱신되는 자원순환 정보를 저장 및 관리할 수 있는 구성을 통해 기본적인 공간분석 기능뿐만 아니라, 추가로 공간상관분석, 핫스팟 분석 등 다양한 공간분석 기능의 제공이 가능하며, 통계, 확률뿐만 아니라 최근 이슈화되는 AI 분석 기법의 적용이 가능할 것으로 판단됨
□ 자원순환 디지털 정보 시스템 구성 방향(안)
ㅇ 자원순환 디지털 정보 시스템은 폐기물의 발생, 수거, 재활용, 처리 등 전 과정에 걸쳐 분석한 현황을 바탕으로 각 단계에 따라 발생억제 및 예방, 수거효율 증진, 재활용률 향상, 발생지 처리 강화 등 다각도의 처리효율 향상을 목적으로 함
ㅇ 주요 모듈은 1) 폐기물 관련 데이터 및 자료관리 모듈, 2) 지역단위 현황 통계 제공 및 분석 모듈, 3) 폐기물 수거경로 분석 및 수거시스템 모니터링 모듈, 4) 통계분석 및 리포팅 모듈, 5) 발생량 변화에 따른 예측·전망 모듈로 구성
ㅇ (폐기물 관련 데이터 및 자료수집 모듈) 매년 발간되는 정부승인 통계들을 기준으로 데이터베이스를 구성하는 것이 주요 역할
ㅇ (폐기물 관련 데이터 및 자료관리 모듈과 지역단위 현황 통계 제공 및 분석 모듈) 전국 시도, 시군구 단위를 중심으로 폐기물 통계, 공공 및 민간 시설통계, 각 시설 위치, 수거 및 배차현황 등의 정보를 시각화하여 보여주는 것이 주요 역할
ㅇ (폐기물 수거경로 분석 및 수거시스템 모니터링 모듈) 각 시군구 단위의 자료를 상세하게 모니터링함으로써 일반시민의 신고 접수 등을 통한 불법폐기물의 발생 예방, 폐기물 수거경로 최적화, 대량폐기물 등 이상 감지 및 알림 등의 기능을 중심으로 구성
ㅇ (통계분석 및 리포팅 모듈) 누적된 데이터베이스와 지표형 통계 등을 바탕으로 구성된 분석기법을 적용하여 일, 주, 월, 분기, 반기, 연 단위 등의 통계자료부터 향후 예측치 추정 등 2차 데이터를 다양한 형태의 그래프 등을 통하여 시각화하고, 각 시각화 자료들을 바탕으로 설정된 포맷에 따라 리포트를 구성하는 것이 주요 역할
ㅇ 현재 구성된 시범페이지는 http://negga.iptime.org:13000/kei_env에 구현함
ㅇ 전년도 보고서1)에 구현한 GIS 기반 매립과 소각 처리시설 정보 및 처리흐름(Chord Diagram)을 모두 포함한 형태
ㅇ (데이터 구현) 제주 노형동, 조천읍, 도두동 3개 지역을 대상으로 A사에서 운영 중인 폐기물 수거장비(제주도, 3개소, 24시간 가동)의 1년간 수집 자료 총 5만 1,840건(2020.8~2021.7)을 활용하였으며, 일별로 수집한 데이터를 월, 주, 일 단위로 분할 및 정제하여 활용함
ㅇ (노형동) 아파트, 원룸 등 주거인구가 밀집한 이 지역의 경우, 주민들이 출근 시간을 전후로 폐기물을 배출하며, 퇴근 후 저녁식사 이후 시간대에 다시 폐기물 배출량이 증가하는 것으로 확인됨
ㅇ (조천읍) 유동인구에 따른 폐기물 수거량 변화의 관측을 목적으로 하였으나, 연구기간에 COVID-19 전염병 발생예방 등에 따른 집합제한 조치에 따른 인구유동 제한으로 인하여 유의미한 자료 취득이 어려운 것으로 확인됨
ㅇ (도두동) 향토음식을 판매하는 음식점과 관광지 등이 밀집한 이 지역의 경우, 영업 중 브레이크타임 또는 마감시간에 폐기물을 처리하므로 폐기물 배출량이 변화하는 것으로 보임
Ⅴ. 자원순환 분야 녹색전환을 위한 전략 마련
□ 녹색전환을 위한 전략 마련 구성 개요
ㅇ 자원순환 전 주기 통계자료를 바탕으로 시스템을 구성하고 활용방안을 모색하며 이들을 바탕으로 녹색전환을 위한 정책화 방향의 구체적 구성을 위해 관련 이해관계자 및 전문가 의견을 수렴함
□ 이해관계자 포럼 및 의견조사
ㅇ 자원순환 디지털 정보 시스템 지표 구성 세미나, 지자체 및 공단 전문가 자문회의, 스마트 폐기물 수거 모니터링 및 선별 시스템에 관한 회의를 진행함
□ 지역기반 자원순환 디지털 정보 시스템 구축을 위한 방안
ㅇ 환경 빅데이터 플랫폼, 환경통계포털 등 국내 주요 사례에 대한 장단점을 분석함
ㅇ 프랑스의 Sinoe, 영국의 WasteDataFlow 등 국외 자원순환 관련 시스템 운영 및 데이터 제공 형태 분석함
ㅇ 사례 및 전문가 의견, 데이터 등을 종합적으로 살펴볼 때, 현재 자원순환 및 폐기물 관련 데이터를 제공하는 시스템의 부족 부분을 보완하고 타 시스템의 데이터 및 분석도구와 연계가 가능하도록 허브로서의 기능을 포함하는 자원순환 시스템 구성이 바람직함
ㅇ 실제 구성을 위한 구축안을 <그림 1>과 같이 구성하였으며, 유사 시스템과의 연결관계 구성을 통한 단점 보완 및 장점 강화 요소를 포함하였음
□ 녹색전환을 위한 정책화 매트릭스 구성
ㅇ Interreg 유럽 프로그램에서 자금을 지원받은 유럽의 프로젝트 WINPOL(Waste Management Intelligent Systems and Policies)을 바탕으로 도시폐기물 관리에서 지능형 장비와 정책 사용을 검토함
ㅇ 가로축은 도시폐기물 관리의 전 주기적 관점과 녹색전환 요소를 바탕으로 각각 발생부터 처리에 이르는 전 단계와 탄소중립, 순환경제, 사회적 비용, 주민상생으로 구분되고 세로축은 가능한 사례를 중심으로 구성한 매트릭스를 포함
Ⅵ. 결론 및 제언
□ 폐기물 데이터 축적을 위한 기준 마련 및 신뢰성 검증
ㅇ 자원순환 디지털 정보 시스템의 구성을 위해서는 폐기물의 발생부터 이동, 처리 과정의 전 주기적인 데이터에 대한 실시간 자료 축적이 필수적임
□ 시스템 활용성 제고를 위한 각종 계획 및 이용 대상 확대
ㅇ 자원순환 디지털 정보 시스템의 구성을 바탕으로 국가 단위의 자원순환 계획 및 지자체 단위의 도시계획, 시설 확충계획 등을 유기적으로 연계하여 효율성을 극대화
□ 디지털 기반 종량제의 도입을 위한 개선사항
ㅇ 디지털 기반의 폐기물 배출 시스템을 완성하기 위해서는 중량 기준의 종량제로 전환이 필요함
□ 정부 사업 및 R&D와의 연계 전략 마련 필요
ㅇ 범부처에서 추진하고 있는 디지털 기반 탄소중립도시 사업(사업기간 2023년부터 약 7년), 환경부에서 기획하는 자원순환 탄소중립 순환경제 기술개발사업(사업기간 2024~2030년)과의 연계하여 전략을 마련할 필요가 있음
□ 자원순환 지속가능성 확보를 위한 디지털 플랫폼 구축 로드맵 필요
ㅇ 자원순환 지속가능성 지표 요소 및 지표를 개발하기 위해서는 폐기물 처리 전 과정에 걸쳐 단계적인 통계자료의 확보가 필요하며, 자원순환 디지털 플랫폼 구축 로드맵을 통해 저탄소형 자원처리 및 관리의 도모가 가능함
□ 폐기물관리의 녹색전환을 위한 법적 고려사항
ㅇ 올바로 시스템의 데이터를 공개하기 위해서는 해당 데이터가 기업정보가 아닌 행정정보라는 확고한 법률적 근거가 있어야 하며 공개 방법 등에 대한 절차가 필요함
ㅇ 공공폐자원관리시설 설치 시 공단 채권형, 공단 펀드형, 공단 출자법인의 지분 참여형의 특징을 감안하여 주민투자금의 효율적인 운영을 도모할 필요가 있음
ㅇ 「폐기물관리법」 시행규칙의 직매립 금지 시기의 적절성을 재검토함과 동시에 소각시설 신·증설을 촉진을 도모할 수 있는 매립지 반입금지 세부규정을 마련할 필요가 있음
ㅇ 「자원순환기본법」 시행규칙의 폐기물처분분담금 징수교부금 교부율의 차등화를 통해 매립이나 소각 처분량을 줄인 지자체에 대해 지원을 확대하고, 재활용 처리로의 전환을 도모할 수 있음
□ 폐기물 적정처리 및 불법폐기물 발생 예방을 위한 산업단지 폐기물처리시설 설치 기준 개선 필요
ㅇ 「폐기물처리시설 설치촉진 및 주변지역지원 등에 관한 법률」의 산업단지 매립시설 설치 의무화 기준을 개정을 통해 매립시설이 들어설 자리에 소각시설이나 재활용시설을 대체하여 설치할 수 있도록 함으로써 산업단지 내의 폐기물을 재활용으로 유도하고 매립을 줄일 수 있는 방안이 될 수 있음

Ⅰ. Introduction
1. Research background
□ Governmental efforts have been made in the following areas: intensive monitoring of waste disposal activities to prevent illegal/improper waste disposal and treatment; assignment of responsibility for abandoned waste through revising the guarantee system for the treatment of abandoned waste; implementing various policies to secure sufficient capacity for waste treatment and coexistence with residents, and so on.
□ As of 2018, domestic landfills were filled to 60.3% of their capacity, and the operation rate of incineration facilities was 82.0%. At the present rate, landfills will be filled to their full capacities by 2039, and about twice the current incineration capacity (204.3%) will be additionally required.
□ To build a foundation for sustainable resource circulation in the long term, it is necessary to prepare plans to establish a system for evaluating resource circulation at the local level and help stakeholders to utilize the system through a pilot operation of the platform, while also formulating strategies to systematically manage the information on resource circulation through digitization and simulation forecasting.
2. Research objectives
□ To develop a resource circulation evaluation system that could help formulate better responses to new domestic and global waste treatment-related issues, such as applying appropriate waste treatment methods and implementing the principle to rectify environmental damage at source.
□ To prepare green transition strategies (e.g., green infrastructure and resident-friendly waste treatment facilities).
Ⅱ. Review of Local-level Waste Treatment Capacities and the Sustainability Index for Resource Circulation
1. Local governmental measures to address inappropriate waste treatment and major issues
□ Eight cases were studied, including Incheon and Yeongcheon.
□ The response measures taken by local governments and central government departments were identified (e.g., intensive control, operation of monitoring groups and patrols, etc).
2. Progress in handling illegal waste and follow-up measures and the measures implemented by the Ministry of Environment
□ The intermediate progress of the measures implemented to prevent illegal waste dumping was reviewed, as well as possible measures to eliminate blind spots in monitoring illegal waste dumping activities.
□ The progress in the joint inspection on illegal waste dumping and its implications were reviewed.
□ The regulations on the follow-up management of waste treatment facilities to guarantee the treatment of abandoned waste was improved by increasing the amount of abandoned waste treatment covered by the performance guarantee bond (deposit) paid in advance by the facility operator to twice the storage capacity allowed at the facility and also by mandating the annual renewal of performance guarantee insurance with additional coverage for excess waste storage. Also, the scope of the abandoned waste treatment insurance was expanded.
3. Case studies on resident acceptance of facilities
□ Domestic cases (e.g., Guri Resource Recovery Facility and Pangyo Environment Energy Facility) and overseas cases (e.g., Barcelona and Taiwan) were investigated and analyzed.
4. Case studies on resident support and conflict resolution and their implications
□ Responses at the national level, such as the Special Act on the Installation and Operation of Public Waste Resources Management Facilities and Resident Support, and those at the local government level, such as public debates on local waste treatment facilities, were analyzed.
□ These cases suggest the need for additional processes to resolve conflicts surrounding the construction and operation of waste treatment facilities and enhance the functions of those treatment facilities.
□ A detailed process for minimizing conflicts and realizing smoother acceptance of waste treament facilities is proposed. The proposed process includes necessary practices such as conducting surveys to gather not only the opinions of the local residents but also the general public in the planning stage for site selection; expanding citizen participation when organizing the committee; conducting visits to potential sites and existing facilities with similar circumstances during the feasibility study; presenting the results of the feasibility studies to residents through resident briefing sessions, and so on.
□ Conflicts should be minimized by gathering opinions through resident debates and voting and discussions on the provision of financial subsidiaries and support measures for eligible neighborhoods.
5. Review of studies and factors related to the sustainability of resource circulation at the local level
□ Cases of sustainability evaluation were analyzed, including the study on the methods and improvement strategies for the assessment of the sustainability of waste treatment systems (Japan) and Waste to Energy 2050, Best Environmental Management Practice (EU).
□ Indicators applicable to the domestic situation were derived and reviewed by experts.
Ⅲ. Waste Treatment Capacity by Region and Future Projections
1. Analysis of waste generation and waste treatment facilities by region
□ The amount of waste generated was projected for each region and analyzed in relation to the capacities of waste treatment facilities in each jurisdiction based on the current amount of waste generated and the current status of waste treatment facilities in each province/city.
□ The changes in the amount of waste generated and treatment in each province/city over the past eight years were analyzed, and the estimates for 2025, 2030, 2040, and 2050 were calculated.
□ The analysis results could be used to compare the waste treatment capacity and waste generation by region as basic data for expanding waste treatment infrastructure and capacity as necessary and establishing related policies.
2. Status and analysis of waste generation by region
□ (Overall) The total amount and future projection of waste generation in each region revealed that waste generation in the Chungcheong region increased most significantly at an annual rate of 4.16%, followed by the Seoul Metropolitan Area at an annual rate of 3.28%. On the other hand, in the case of the Honam region, waste generation showed a negative rate of change (-0.73%).
□ The future projection of waste generation indicated a 1.23% annual increase from 2018 to 2050. Waste generation is expected to increase most significantly in the Honam region (72.99%) and least significantly in the Chungcheong region (49.9%) by 2050.
□ (Municipal waste) The Chungcheong region showed the highest annual increase rate at 3.4%, followed by the Honam region at 2.43%, and the Gangwon region had the lowest annual increase rate at 1.15%.
□ In terms of future projection, the Chungcheong region is predicted to show the highest rate of increase at 82.14% by 2050 compared to 2018, and the Gangwon region is expected to show the lowest rate of increase (30.36%).
□ (Municipal waste per capita) The Honam region showed the highest annual increase rate at 2.35%, followed by Yeongnam at 1.28%, while the Gangwon region showed the lowest annual rate of increase at 0.60%.
□ Future projections showed that the Honam region will show the highest rate of increase at 100.51% by 2050 compared to 2018, and Gangwon will show the lowest rate of increase at 17.92%.
3. Current status and future projection of waste generation by city/province
□ Overall, most regions showed an increasing trend in waste generation. The rate of change was not significant for Gangwon-do, Daejeon-si, Ulsan-si, and Jeollabuk-do, while Gyeongsangbuk-do and Jeollanam-do showed a decreasing trend.
□ (Overall) The total amount of waste generated increased annually from 323,312 tons/day in 2011 to 430,713 tons/day in 2018. In terms of the average annual rate of change, Chungcheongnam-do showed the highest increase rate at 4.76%, followed by Incheon-si at 4.00% and Gyeonggi-do at 3.89%.
□ On the other hand, in the case of Jeollanam-do, waste generation has been decreasing at an average annual rate of 2.20%, and Gyeongsangbuk-do also showed a decreasing trend at the average annual rate of 1.14%.
□ The data on waste generation in Sejong-si was collected from 2012, but the annual rate of change in waste generation calculated for Sejong-si fluctuated too much due to urban development and population inflow to be meaningful.
□ (Municipal waste) The total amount of waste generated increased from 40,942 tons/day in 2011 to 46,749 tons/day in 2018.
□ Jeju-do showed the highest average annual rate of change at 5.39%, followed by Ulsan-si at 3.80% and Jeollabuk-do at 2.91%.
□ Municipal waste generation in Gwangju-si showed a decreasing trend at an average annual rate of 1.14%.
□ (Municipal waste per capita) The average amount of municipal waste generation per capita in 2018 reached 0.98 kg/day, increasing every year from 0.86 kg/day in 2011.
□ Ulsan-si's average annual rate of change was highest at 3.61%, followed by Daegu-si at 3.34% and Jeollabuk-do at 3.03%.
□ Gwangju-si and Incheon-si showed decreasing trends in municipal waste generation per capital at an average annual rate of -0.67 and -0.5%, respectively.
4. Comparison of waste treatment capacity by city/province
□ The analysis found that all municipalities had sufficient waste incineration capacity to accommodate the amount of waste generated, while the Seoul Metropolitan Area, including Seoul and Gyeonggi-do, and the Gyeongnam region had some spare capacity.
□ In the Honam region, Gwangju-si had an insufficient number of incineration facilities, but the necessary capacity could be covered just barely by taking the surplus amount to other incineration facilities in the region.
5. Key implications
□ It is possible to estimate and analyze the amount of waste generated by region based on overall trends. However, issues found in the analysis process at the city/province level could not be resolved using this method.
□ The analysis should be performed using data compiled for each local municipality to identify and understand local-level issues as well as to establish better policies at the central and local government levels.
□ Additional data, such as information on the amount of waste generated due to new town development, migration, and tourism, should be utilized.
□ Collecting detailed location-based data and compiling additional data outside of those related to waste, such as information on the population, municipality, and floating population, and so on, will improve the precision of the analysis and allow better interpretation of issues.
Ⅳ. Review of the Plan to Establish a Resource Circulation Sustainability Evaluation System
1. Outline for establishing a resource circulation evaluation system
□ A plan for establishing a region-based resource circulation system based on domestic waste generation information (including waste generation and treatment status) and GIS information (e.g., population density by region, regional land use plans, etc) was prepared.
□ Spatial DBMS configuration, data table design, and ER diagram configuration have been set to build the basic structure of the system. The purposes of each system configuration and plans to utilize each module are described separately, and a storyboard was constructed to proceed with configuring a pilot system.
2. Database management plan using spatial DBMS
□ By creating a system that can store and manage information on resource circulation that is continuously updated and accumulated, it is possible to provide not only basic spatial analysis functions but also additional spatial analysis functions, such as spatial correlation analysis and hotspot analysis. It will also be possible to integrate statistical analysis and probability estimation functions as well as those applying AI analysis techniques that are attracting attention recently.
3. Composition of the resource circulation digital information system (tentative)
□ The resource circulation digital information system aims to improve waste treatment efficiency in various aspects based on the lifecycle analysis of waste from generation, collection, recycling, and treatment. The system will allow the analysis of how to improve each stage of the lifecycle, such as controlling and preventing waste generation, improving waste collection efficiency, increasing recycling rates, and enhancing waste management at the source, etc.
□ The main modular components are: 1) waste-related data and data management module, 2) updated regional statistics and data analysis module, 3) waste collection route analysis and waste collection system monitoring module, 4) statistical analysis and reporting module, and 5) a module for future projection/prediction based on changes in waste generation.
□ (Waste-related data and data management module) The main role of this module is to construct a database based on annually published government-approved statistics.
□ (Waste-related data and data management module/updated regional statistics and data analysis module) The main purpose of this module is to visualize data and information on waste generation and treatment, public and private facilities, waste collection and dispatch status, and so on by region, city, province, and municipality. □ (Waste collection route analysis and waste collection system monitoring module) The module provides a detailed mapping of the city- and county-level waste collection data, which is used to receive citizen reports on illegal waste dumping, optimize the waste collection routes, detect and notify abnormalities in waste collection, and so on.
□ (Statistical analysis and reporting module) This module will apply various analysis techniques to the accumulated data to extract secondary data (e.g., daily, weekly, monthly, quarterly, semi-annual, and annual statistics, statistical predictions, etc) and visualize them into various types of graphs and so on. This module will also allow users to compose reports using the visualized data in pre-determined formats.
□ The currently configured trial page could be accessed at < http://negga.ipti me.org:13000/kei_env/ >.
□ The format of the trial page includes all information included in last year's report,108) such as the GIS-based information on landfills and incineration facilities and the chord diagram.
□ (Data application) A preliminary data analysis using the pilot resource circulation digital information system was performed using the data on waste collection performed by Company A, which collects waste from three districts in Jeju-do (Nohyeong-dong, Jocheon-eup, and Dodu-dong), for one year from August 2020 to July 2021. The data reflected 51,840 times of waste collection performed using Company A's equipment (24 hours operation in three locations in Jeju-do). The daily data was segmented and refined into monthly, weekly, and daily statistics.
□ (Nohyeong-dong) This area has a high residential density with many apartments and one-room studio buildings. As such, the data analysis confirmed that the residents usually discharge waste before and after work hours, and waste discharge increases again after dinner time.
□ (Jocheon-eup) The aim was to observe the changes in the amount of waste collected due to floating population, but meaningful data analysis could not be conducted during the study period due to the restrictions on free movement imposed by the government in response to the COVID-19 pandemic.
□ (Dodu-dong) This area has many restaurants and tourist destinations. As such, the data showed that waste was largely discharged during break times or near the closing times of restaurants.
Ⅴ. Strategies for a Green Transition in Resource Circulation
1. Preparation of strategies for green transition
□ The opinions of relevant stakeholders and experts were collected through multiple meetings to construct a system based on the data on resource lifecycles, which could be used to set the specific policies for a green transition.
2. Stakeholder forums and opinion surveys
□ Seminars to set the indicators for the resource circulation digital information system, advisory meetings with experts from local governments and industrial complexes, and meetings on the smart waste collection monitoring and sorting system, and so on were held.
3. Plan to establish a regional-based resource circulation digital information system
□ The strengths and weaknesses of domestic systems such as the Environment Big Data Platform and the Environmental Statistics Portal, and systems related to resource circulation in other countries and their data, such as Sinoe of France and WasteDataFlow of England, were analyzed.
□ The comprehensive examination of case studies, expert opinions, and data highlighted the need to configure the resource circulation digital information system in a way that it could supplement the shortcomings of current databases on resource circulation and waste and also function as a hub that links to the data and analysis tools of other systems.
□ The configuration plan was laid out, including the shortcomings that could be supplemented by linking to similar systems and elements that could be added to strengthen the advantages of the system.
4. A policy matrix for a green transition
□ The uses of intelligent systems and policies in municipal waste management were reviewed based on the Waste Management Intelligent Systems and Policies (WINPOL) project funded by the Interreg Europe program.
□ The horizontal axis was divided into each stage of the lifecycle from waste generation to treatment, carbon neutrality, circular economy, social cost, and resident coexistence from the perspective of urban waste management and green transition. The vertical axis included the matrix centered on possible cases.
Ⅵ. Conclusion and Suggestions
1. The need to standardize and verify waste-related data
□ Collecting real-time data on the full lifecycle of waste, from generation to transportation to treatment is essential for building a digital information system for resource circulation.
2. Plans to improve system usability and expand the scope of users
□ The efficiency of the resource circulation digital information system could be maximized by organically linking the plans for resource circulation at the central government level and the plans for urban development and waste treatment facilities at the local government level.
3. Legislative issues to enhance the system's effectiveness
□ To disclose the data properly, a solid legal basis is required for determining that the data is administrative information, not corporate information, and the specific procedures for the disclosure should be established.
□ The current volume-based waste disposal needs to be changed to weight-based waste disposal to implement the digital-based waste disposal system.
□ When installing public waste resource management facilities, the investments made by residents need to be efficiently managed according to the types of investment funds (i.e., industrial bonds, industrial fund investment, equity participation investment, etc)
4. The need to prepare a strategy for linking government projects and R&D
□ Strategies to link the digitalization efforts with the digital-based carbon-neutral city project led by all ministries (for a seven year-period from 2023) and the resource circulation carbon-neutral circular economy technology development project planned by the Ministry of Environment (from 2024 to 2030) are needed.

Ⅰ. 연구의 필요성 및 목적
□ 폐기물매립장에서 발생하는 침출수로 인한 수환경 문제가 지속적으로 제기되고 있어 이에 대한 적극적인 원인조사와 대응책 마련이 필요하다. 현재 폐기물매립장 사업으로 인한 환경적 영향을 사전에 예측·평가하고 그 영향을 피하거나 최소화할 수 있도록 환경영향평가 제도를 운영하고 있으나, 사후환경조사 결과에서 수환경 오염사례가 빈번히 확인되는 상황을 고려할 때 매립장 유래 침출수 관리에 대한 환경영향평가의 실효성을 면밀히 진단해볼 필요가 있다. 또한 폐기물 매립시설은 「환경영향평가법」 이외에도 「폐기물관리법」 및 「폐기물처리시설 설치촉진 및 주변지역지원 등에 관한 법률」 등에 의해 입지선정과 시설의 설치 및 관리가 이루어지므로, 환경영향평가 시의 수환경 영향 평가항목과 현행 폐기물 관리 법제도를 연계하여 합리적인 개선방안을 모색할 필요가 있다.
ㅇ 본 연구의 주요 목적은 폐기물매립장 사업의 운영에 따른 수질오염 사례를 조사·분석하고 문제에 대한 종합적인 원인파악과 함께 개선점을 강구하는 데 있다. 궁극적으로는 수환경 문제의 원인과 연계한 폐기물매립장 사업의 환경영향평가 개선방안을 마련하여 공사·운영 시의 적정 계획수립 및 관리방안 마련에 기여하고자 한다.
Ⅱ. 폐기물매립장 시설 관리현황 및 침출수 발생 특성
□ 본 장에서는 국내 폐기물 매립시설의 전반적인 관리현황과 운영실태를 파악하기 위해 시설의 관리사항과 공공폐기물 매립시설의 운영결과를 조사하였다. 또한 매립장 유래 수환경 문제의 주요 원인인 침출수의 특성을 파악하고 오염원으로 인한 환경적 영향을 최소화하고자 매립장 종류 및 매립연한 등에 따른 수질 성상 변화를 알아보고 침출수의 효율적 처리를 위한 처리방법 등의 적용방안에 대해 검토하였다.
ㅇ 수환경 영향을 저감하기 위한 매립장 관리사항은 수질조사기준, 침출수 수위관리기준, 복토기준 등이 해당하며, 이 외 매립시설 다짐효율, 침출수 감량률, 매립시설 구조물 안정성 현황이 관련되는 것으로 조사되었다. 운영실태조사 결과, 공공폐기물 매립장에서는 해당 지표의 관리가 미흡한 시설이 다수 존재하여 개선이 필요한 것으로 확인되었으며, 관리사항은 제3장의 수질오염 원인분석 및 대책과 제4장의 환경영향평가 평가기법 개선안에서 구체적으로 다루었다.
ㅇ 침출수 성상은 매립폐기물의 종류 및 매립 기간 등에 따라 수질특성과 오염원의 생분해성 정도가 다르므로, 환경영향평가 시 적절한 침출수 처리시설의 구축과 효율적인 시설운영을 위한 계획수립을 하여야 한다. 연구에서는 이를 위해 반입폐기물과 단계별 매립에 따른 예상 수질 성상을 파악하여 적정 처리공법의 설계와 시기별 공정 운영관리 방안 수립을 제안하였다.
Ⅲ. 수질오염 원인분석 및 대책
□ 매립장 유래 수질오염 사례의 광범위한 조사는 종합적인 원인분석과 이의 개선방안을 마련함에 있어 기초자료로서 중요하다. 연구에서는 언론 및 관계부처 보도자료, 학술자료, 기술진단 보고서, 공공데이터 등의 광범 자료를 조사·분석하였으며, 문제의 원인을 파악하고 개선점을 도출하기 위해 전문가 세미나, 현지합동조사(환경영향평가 대상사업) 및 관계자 인터뷰, 이해관계자 설문조사 등을 수행하였다.
ㅇ 「폐기물관리법」 등에서 폐기물 매립시설의 설치기준, 관리기준, 사후관리기준 등의 단계별 준수사항이 제시되어 있음에도 불구하고, 미흡한 시설의 계획과 설치, 운영 시 관리기술 부족 등으로 수환경 영향이 발생한 것으로 확인되었다. 조사결과 침출수 유래 수환경 영향의 문제원인은 차수시설, 침출수 처리시설, 침출수 관리수위 및 매립 및 복토 등으로 시설의 설치 시부터 운영 및 관리 시까지 다양하게 파악되었으며, 관련한 개선방안은 매립장 설계, 시공, 운영관리의 기술적 부분을 중심으로 제안하였다.
ㅇ 폐기물매립장 이해관계자(설계·감리·시공, 시설운영관리 및 환경영향평가 대행업체) 설문조사는 매립장 입지, 계획(설계), 시공, 운영관리 및 환경영향평가 분야로 나누어 진행하였다. 설문지 응답결과, 침출수 유래 수환경 영향의 원인과 밀접하게 관련 있는 사항은 1) 매립장 입지 선정 시: 지반 특성, 2) 설계 시: 차수공법, 3) 시공시: 차수막 손상 방지, 4) 매립장 운영 시: 자연재해 및 침출수 처리공정, 5) 기타: 입지배제 기준 확립 등으로 확인되었다.
ㅇ 상기 언급한 사항들은 환경영향평가의 평가기법 개선을 위한 기반자료로서 유용하게 적용될 것으로 판단되며, 도출된 사항 중 주요 내용에 대해서는 제4장의 환경영향평가 평가기법 개선안 파트와 연계하여 구체화하였다.
Ⅳ. 환경영향평가 평가기법 개선안
□ 폐기물매립장 사업의 환경영향평가를 실효적으로 수행하기 위해서는 수환경 문제의 원인과 연계한 개선안 반영과 환경영향평가서 작성에 대한 표준화 방안을 마련해야 한다. 연구에서는 평가서 작성현황의 내용과 제3장의 연구결과를 환경영향평가 전문가에게 공유하여 평가 전반에 대한 문제점과 개선사항 의견을 수렴하였으며, 이의 자문 결과물을 최종 정리하여 전문가 포럼을 운영하였다. 포럼에서 환경영향평가 부문의 최종 개선사항으로 도출된 내용은 환경영향평가서 작성현황의 분석과 적용 가능성 확인 등을 거쳐 환경영향평가 매뉴얼과 입지 가이드라인(안)에 반영하였다.
ㅇ 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼의 보완사항으로는 대안비교 검토, 침출수 발생량 산정, 침출수 차수시설, 유량조정조 설치계획, 침출수 처리계획, 침출수 관리수위, 폐기물 매립방법(오니류 포함), 복토재 수급 및 관리계획, 사후환경영향조사계획 등이며, 전략환경영향평가 등 환경영향평가 사업 전반에 적용될 수 있는 주요 내용에 해당한다. 이의 주제는 대부분 기존의 환경영향평가서에 포함된 사항이나 금회 침출수로 인한 수환경 문제의 원인파악을 토대로 상당 부분 보완 및 개선된 내용으로 제안하였다.
ㅇ 매뉴얼은 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼(평가항목별, 사업별)의 폐기물 처리시설 항목에 보완될 예정이며, 입지 가이드라인(안)은 전략환경영향평가 업무 매뉴얼 내 (개발기본계획) 제15장 폐기물·분뇨·가축분뇨처리시설의 설치 부분에 반영할 계획이다. 매립장 사업은 문제 발생 시 타 개발사업에 비해 환경적 영향이 매우 크며 지역·사회적으로도 민감도가 높으므로 향후 타 평가항목의 심도 있는 연구결과와 함께 별도의 가이드라인 및 매뉴얼 구축방안을 제안한다.
Ⅴ. 폐기물 매립시설의 정책적 개선방안
□ 환경영향평가 개선안 도출 시 정책적 부분과 연계된 사항은 폐기물매립장의 관리에 대한 법제도 개정(안)으로 제안하였다. 관리에 대한 부분은 폐기물 매립방법, 침출수 관리수위, 지하수 검사정 오염기준 및 침출수 배출허용기준에 해당하며, 기타 사항으로 침출수 재이용 방안, 환경영향평가 시 사후환경영향조사 기간 등이 포함된다. 개정(안)과 연계된 법제도는 「폐기물관리법」, 「물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률」, 「환경영향평가법」 등이며 <표 1>과 같다.
ㅇ 법제도 개정(안)은 국내 폐기물매립장의 설계·감리 전문가, 환경영향평가 대행업체 전문가 및 공공기관(한국환경공단) 전문가의 의견수렴 과정을 거쳐 도출되었으며, 향후 개정안이 반영되려면 이슈별 보완 연구를 수행하여 필요성에 대한 정밀한 현황조사·분석 및 다양한 이해관계자의 의견을 추가적으로 수렴해야 할 것이다.
□ 기타 법제도 개정(안) 이외에도 폐기물 매립시설의 정책적 개선방안으로 최신 매립장 운영기술 제도 장려(침출수 재순환 바이오리액터), 매립장 관리감독 범위 기준 강화와 전문인력 양성, 시설물 설치기준 강화를 위한 국고 지원범위 확대, 효율적인 매립장 점검계획 이행 및 관계기관의 폐기물매립장 관리범위 확대를 제안하였다.
Ⅵ. 결론 및 제언
□ 본 연구는 폐기물매립장 사업의 수환경 분야 환경영향평가 개선방안을 마련하고자 진행되었다. 매립장 시설의 공사·운영 시 침출수 중심의 수질 영향과 관련 있는 평가항목은 수환경(수질·수리수문, 지하수), 지형·지질 및 친환경적 자원순환으로서 금번연구를 통해 환경영향평가 시 미흡했던 사항을 보완 및 개선하였다. 연구결과는 대안비교 평가, 영향예측, 저감방안, 사후환경영향조사 등을 포함한 광범위한 내용으로 주요사항에 대해서는 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼과 입지 가이드라인(안)에 반영하였고, 법제도 개정 등이 병행되어야 하는 사항은 정책적 개선사항으로 제안하였다. 이번 연구는 광범위한 자료조사뿐만 아니라 매립장 설계·감리·시공 전문가, 환경영향평가 대행업체 전문가, 매립장 관리 공공기관 전문가 및 매립장 운영관리 실무자 등 다수 이해관계자의 의견을 종합적으로 수렴하여 현실적이고 실효성 높은 결과물을 도출한 것에 의의가 있다. 한편 매립장 침출수 유래 수환경 영향을 최소화 하려면 관련 법제도 및 가이드라인 등을 보완하고 개정(안)하는 것만으로는 한계가 있다. 따라서 향후 관계부처의 적극적인 기술지원(민간시설 포함) 및 지자체(사업자 주체포함)의 체계적인 운영관리·감독의 이행 등이 뒷받침되어야 할 것이다.

Ⅰ. Research Purpose and Objective
1. Heading
□ Water pollution caused by leachate generated from waste landfills continues to occur, for which proactive investigation and response measures are required. Currently, an environmental impact assessment system is in operation to predict and assess the environmental impact of waste landfill projects in advance in order to avoid or minimize the impact. However, the effectiveness of the environmental impact assessment for leachate management from landfill sites must be attentively diagnosed, considering the frequent identification of water pollution cases in post-environmental impact assessment outcomes. In addition, the designation of the site, and installation and management of the facilities of waste landfills are subject to the Environmental Impact Assessment Act, the Wastes Control Act, and the Installation of Waste Disposal Facilities and Assistance promoted to Adjacent Areas Act. Therefore, the water environmental impact assessment criteria for environmental impact assessment must in line with the current waste management act and regulations to develop a reasonable improvement method.
ㅇ The main objective of this study was to investigate and analyze water pollution cases caused by the operation of waste landfill projects to comprehensively identify the causes of pollution and describe the improvements points. Ultimately, this study aims to establish measures to improve the environmental impact assessment of waste landfill projects, in conjunction with the causes of water environmental issues, to contribute to the development of appropriate plans and management measures for construction and operation.
Ⅱ. Current State of Waste Landfill Facility Management and Characteristics of Leachate Generation
□ This section presents the results of the investigation of the factors subject to facility management and the outcomes of operating public waste landfill facilities, to identify the general management and operation statuses of the South Korean waste landfill facilities. In addition, the changes in water quality and state depending on the type of landfill, age of landfill, etc., were studied, and the application methods for efficient leachate treatment were examined to identify the characteristics of leachate, which is the main cause of water environmental issues originating from landfills, and to minimize the environmental impact of polluted sources.
ㅇ The factors subject to landfill management for reducing the impact on the water environment included water quality investigation standards, leachate level management standards, soil covering standards, etc. Furthermore, the compaction efficiency of landfill facilities, leachate reduction rate, and current state of structural stability of landfill facilities were found to be relevant. In the actual operation conditions survey, many facilities in public waste landfills were found to be insufficiently managing the corresponding indicators, for which improvements are necessary. The management factors are covered in detail in the third section "Analysis of the Cause of Water Pollution and Countermeasures" and the fourth section "Improvement Proposal for the Assessment Method in Environmental Impact Assessment" of this paper.
ㅇ Since water quality properties and biodegradability of the pollution source based on the quality and state of leachate vary depending on the type of landfill waste and the age of landfill, it is necessary to establish an appropriate plan during environmental impact assessment for developing and efficiently operating a suitable leachate treatment facility. This study aimed to identify the estimated water quality and state based on the type of waste brought in and the landfill phase to design a suitable treatment technique and establish an operations management method of the process for each phase.
Ⅲ. Analysis of the Cause of Water Pollution and Countermeasures
□ Extensive research on water pollution cases originating from landfills is crucial for acquiring baseline data for comprehensively analyzing the cause and developing its improvement measures. A wide range of data was investigated and analyzed, including press releases by the media and relevant authorities, academic materials, technical diagnosis reports, and public data. Expert seminars, joint field surveys (environmental impact assessment target projects), interviews with relevant authorities, and stakeholder surveys were conducted to identify the cause of the issue and draw improvement points.
ㅇ Despite the terms of obedience presented for each phase, including the standards for installation, management, and post-management for waste landfill facilities, in the Wastes Control Act and others, the water environment has been confirmed to be impacted by insufficient facility planning and installation, and lack of operations management technologies. Research showed that the water environmental impact originating from leachates stemmed from installation to operation and management periods of facilities for cutting off water flow, treating leachates, leachate management water level, dumping, and soil covering. The improvement methods proposed for the relevant causes were focused on the technical aspects, such as landfill design, construction, and operations management.
ㅇ The landfill stakeholders (e.g., design, supervision and construction, facility operations management, and environmental impact assessment agencies) survey was divided into the landfill site, planning (design), construction, operations management, and environmental impact assessment before proceeding. Consequently, the responses revealed that the 1) ground properties at the time of landfill site selection, 2) water insulation techniques during design, 3) waterproof membrane damage prevention during construction, 4) natural disaster and leachate treatment processes during landfill operation, and 5) establishment exclusion criteria for other emplacements were closely related to the causes of leachate-derived water environmental impacts.
ㅇ The data from the survey above was considered to be useful as baseline data for improving the assessment methods in environmental impact assessments, and the major contents from the factors drawn from above were correlated and specified under section four's improvement proposal for the assessment method in the environmental impact assessment part.
Ⅳ. Environmental Impact Assessment Amendment Proposal
□ Standardization measures are necessary for the preparation of environmental impact assessment and for the reflection of the improvement proposal associated with the causes of water environmental issues to carry out effective environmental impact assessments of waste landfill projects. In this study, the current content of the assessment report and the research results from section three were shared with environmental impact assessment experts to collect their views regarding the problems of the overall assessment and the possible improvements. The results of the survey were organized for the expert forum. The contents drawn as the final improvements for the environmental impact assessment by the forum were reflected in the environmental impact assessment manual and locational guideline (draft) after the analysis of the current method of preparation of the environmental impact assessment report and verification of its applicability.
ㅇ The supplements to the environmental impact assessment report preparation and review manual corresponded to the examination of the comparison of alternatives, calculation of the generated leachate, leachate water insulation facility, installation plan of the flow control reservoir, treatment plan for the leachate, management of water level of the leachate, waste landfill method (including sludges), cover material supply and management plan, post-environmental impact assessment, etc., which correspond to the main contents applicable to the entire environmental impact assessment project including strategic environmental assessment. Most of their subjects were proposed as substantially supplemented and amended contents, based on the factors included in the existing environmental impact assessment reports and the causes of water environmental problems due to leachate uncovered from this study.
ㅇ The manual will supplement the waste treatment facility section of the manual for preparation and review of environmental impact assessment report (by assessment criteria and by project), and the locational guideline (plan) will be reflected in Chapter 15, "Waste, Manure, and Livestock Manure Treatment Facility Installation," within the strategic environmental impact assessment manual (basic development plan). A problem resulting from a landfill project has a relatively significant environmental impact compared to other development projects. Thus, the development of a separate guideline and manual along with in-depth research for the assessment criteria of landfill projects is proposed for the future because these projects have high regional and social sensitivities.
Ⅴ. Policy Improvement Measures for Waste Landfill Facilities
□ While deriving improvements for the environmental impact assessment, those associated with the policy were proposed as legal amendments (draft) regarding waste landfill management. The waste landfill method, leachate water level management, well groundwater pollution monitoring standard, and permissible leachate emission standard corresponded to the parts relevant to management. The leachate reuse method and post-environmental impact assessment period during environmental impact assessment were also included as other criteria. The legislation related to the amendment (draft) were the Wastes Control Act, Act on Promotion and support of Water Reuse, and Environmental Impact Assessment Act, as presented in Table 1.
ㅇ The amendment (draft) to the legislation was made after collecting opinions from experts in the design and supervision of domestic waste landfills, experts from environmental impact assessment agencies, and experts from public institutions (Korea Environment Corporation). It is considered that supplementary research for each issue, precise investigation and analysis of the necessity, and collection of opinions from diverse stakeholders must be entailed for the proposed amendment to be reflected in the future.
□ Besides the legislation amendments (draft), other proposed policy improvement measures for waste landfill facilities included expanding the scope of government support for strengthening facility installation standards, encouraging recent landfill operation technology systems (leachate recirculation bioreactor), strengthening the standards for the scope of landfill management supervision and training professionals, executing efficient landfill inspection plans, and expanding waste landfill management scopes for relevant institutions.
Ⅵ. Conclusions and Recommendations
□ This study was conducted to develop improvement measures for environmental impact assessment of water environments in waste landfill projects. The evaluation criteria relevant to impact on water quality, mainly involving leachate, during the construction and operation of landfill facilities were water environment (water quality, hydrogeology, and groundwater), topographic and geological, and environment-friendly resource cycle, in which the insufficient factors during environmental impact assessment were supplemented and improved through this research. The essential points from the research results, as extensive content, including the evaluation of comparison of alternatives, impact forecast, reduction measures, and post-environmental impact assessment, were reflected in the environmental impact assessment report preparation, the review manual, and the locational guideline (plan). The points that required legislative amendment were proposed as policy improvements. This research was meaningful since not only extensive data were studied but also opinions from numerous stakeholders including landfill design, supervision, and construction experts, environmental impact assessment agency experts, landfill management public institution experts, and landfill operations management practitioners were comprehensively collected to derive realistic and highly-effective outcomes. Meanwhile, minimizing the water environmental impact originating from landfill leachate only through supplementations and amendments (draft) to the relevant legislation and guidelines is limiting. Therefore, proactive technical support from relevant authorities (including private facilities) and systematic operations management and supervision execution from local governments (including operator entities) are required.

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적
ㅇ 해양에서 많은 개발사업이 이루어지고 있으며 이로 인한 환경적 영향을 예측·평가하여 저감방안이 이행되고 있음
ㅇ 해양환경의 복잡한 특성으로 인하여 개발사업이 해양환경에 미치는 영향을 파악하는 데는 한계가 있음
ㅇ 천리안 위성자료와 수치모형에서 계산된 물리 자료를 딥러닝 기술에 적용하여 해양 오염 예측도구를 개발하고자 함
Ⅱ. 국내외 인공위성 현황 및 분석
ㅇ 국내에서 운영 중인 인공위성에 대한 내용을 서술하고 산출물을 정리함
ㅇ 국외에서 운영 중인 인공위성을 정리하고 위성별 특성을 분석함
Ⅲ. 클로로필-a 예측모형 검증
ㅇ 공간적 관측자료의 부재로 인하여 인공위성 자료를 예측모형의 검증자료로 활용하였음. 예측모형 검증에 사용된 인공위성 자료의 신뢰성에 대하여 자세하게 서술함
ㅇ 기존 예측모형과의 정확도 비교를 통하여 예측모형의 신뢰성을 확보함
ㅇ 클로로필-a 농도는 담수 유입, 영양염, 수온 등으로 계절적 변동을 보임. 개발된 예측모형이 클로로필-a의 계절적 특성 모의도 가능함을 제시함
Ⅳ. 해양오염 예측모형 적용
ㅇ 예측모형의 적용성을 검토하기 위하여 해양오염의 주요 인자인 용존유기물질에 대한 시·공간적인 변화를 예측함
ㅇ 기후변화로 인해 발생하는 기온 상승이 해양환경에 미치는 영향을 예측모형을 통하여 검토하고 활용 범위의 확장성을 확인함
Ⅴ. 결론 및 제언
ㅇ 개발된 예측모형의 신뢰성을 확보하기 위하여 연구결과를 국외학술지(IF=5.353)에 제출하였으며, 제출된 논문은 관련 분야 전문가의 리뷰를 거쳐 2021년에 게재됨
ㅇ 과학기술적, 정책적, 경제적 측면과 기후변화 측면에서 예측도구의 기대효과를 제시함
ㅇ 연구의 한계와 향후 예측도구의 발전 방향에 대하여 서술함

Ⅰ. Aims and Purposes of the Research
ㅇ Many development projects in the coastal areas have been conducted, and mitigation measures have been implemented based on the predictions and evaluations of the environmental impact of those projects.
ㅇ Due to the complex nature of the marine environment, there is a limit to what we can understand in terms of the impact of development projects on the marine environment.
ㅇ The purpose of this study is to develop a marine pollution prediction tool by applying the physical data obtained from a numerical model and GOCI satellite data to deep learning technology.
Ⅱ. Status and Analysis of Domestic and Foreign Satellites
ㅇ Outlined the status of satellites in operation in Korea and examined the output.
ㅇ Listed the satellites in operation abroad and analyzed the characteristics of each satellite.
Ⅲ. Validation of the Chlorophyll-a Prediction Model
ㅇ Due to the lack of spatial measurements, satellite data were used as verification data for the prediction model. The reliability of the satellite data used to verify the prediction model was described in detail.
ㅇ The credibility of the prediction model is secured by comparing the accuracy with the existing prediction model.
ㅇ Chlorophyll-a concentration demonstrates seasonal fluctuations due to environmental factors such as freshwater and nutrient inflows and water temperature. The prediction model shows that it is possible to simulate the seasonal characteristics of chlorophyll-a.
Ⅳ. Application of the Marine Pollution Prediction Model
ㅇ To examine the applicability of the prediction model, the temporal and spatial changes of CDOM, a major factor in marine pollution, are predicted.
ㅇ The effect of temperature rise due to climate change on the marine environment are reviewed through the prediction model, and the scalability of the model application has been confirmed.
Ⅴ. Conclusion and Suggestion
ㅇ To secure the reliability of the developed prediction model, the research results were submitted to an academic journal (IF = 5.353), and was published in 2021 after review by experts in the relevant field.
ㅇ The expected effects of the prediction tools are presented from the scientific and technological, policy, economic, and climate change perspectives.
ㅇ The limitations of the study and the direction for improving the tool were examined.

Ⅰ. 서 론
□ 연구의 필요성
ㅇ 환경(정책)분야에서 AI 기술 활용은 그린 뉴딜과 디지털 뉴딜 연결에 주체적인 가교역할을 할 수 있지만 그 역할을 충분히 수행하지 못하고 있음
ㅇ 환경 분야의 데이터를 AI 기술을 중심으로 체계적이고 종합적으로 활용하기 위한 전략구축이 필요한 상황임
ㅇ 'AI 기반 환경 감시 체계' 구축을 위해서는 환경변화탐지, 자연재해 분석, 매체별 오염 발생패턴 분석 등 사례구축이 우선적으로 필요하며 이를 통해 필요한 요소 도출 및 프로세스 설계가 필요함
□ 연구의 목적
ㅇ AI 및 XAI 복합적 활용을 통한 AI 기반 환경 자동 모니터링 및 대응을 위한 주요 사례를 구축하고 이를 토대로 'AI 기반 환경 감시 체계' 구축 전략을 제시함
Ⅱ. 선행연구
□ 환경정책연구에서 AI 연구 활용 범위의 확대
ㅇ 기존 의사결정 방법론의 한계를 다수의 파라미터로 구성된 AI 모델로 개선 가능
ㅇ 환경연구에서도 AI 방법론의 활용이 확대 중임
- 수치, 이미지, 영상 등 다양한 형태의 데이터를 변수로 활용 가능하며 예측, 분류, 검출, 변화탐지 및 영향력 분석 등이 가능함
- AI는 성능 측면에서 높은 정확도를 나타내지만, 복잡한 모델 구성으로 인해 설명력이 낮은 문제가 존재함
□ 설명 가능한 인공지능(XAI: eXplainable AI)의 등장으로 예측과 동시에 영향력이 큰 요인을 확인하여 의사결정을 위한 양적 자료로 활용 가능성 확대
ㅇ 블랙박스(Black-Box) 구조로 되어 있는 인공지능 알고리즘의 투명성과 신뢰성 확보를 위해 XAI 연구가 활발해지는 추세임
- 2017년 미 방위고등연구계획국(DARPA: Defense Advanced Research Projects Agency)에서 발표한 설명 가능 인공지능 프로젝트인 XAI를 시작으로 설명 가능한 인공지능의 기술 연구가 본격적으로 전개 중임
ㅇ XAI 분석 연구는 대기오염, 수질오염, 토양오염 등의 환경오염 문제뿐만 아니라 생태계 분야 등 다양한 환경 분야에서 적용되고 있음
- XAI 중에서 LIME(Local Interpretable Model-agnostic Explanations), SHAP(SHapley Additive exPlanation), Grad-CAM(Gradient-Class Activation Map) 등의 모형이 주로 활용되고 있음
□ IoT, 드론, 무인이동체 등 다양한 애플리케이션 및 기기를 통해 데이터 수집이 가능해져 환경 빅데이터가 축적되고 있으며 AI 적용 연구가 확대되는 추세임
ㅇ 환경분야에서 생성되는 이미지 및 영상 데이터는 기후, 환경오염(대기, 수질, 토양, 소음 등) 등 다양한 분야에 관련되어 있음
- AI 기반 예측, 분류 및 결측 데이터 보간 연구 등이 활발히 수행 중임
- 예측연구뿐만 아니라, XAI 기반 예측에 영향력이 큰 요인들을 제시하여 의사결정을 위한 양적 자료로 활용 가능성 확대
Ⅲ. AI 기반 산지 변화 탐지
1. AI 기반 산지 변화 탐지 연구의 개요
□ GIS와 원격탐사 기술을 이용한 산지 변화에 대한 실태 조사, 의심지 도출 및 후속 조치와 같은 대응이 이루어지고 있지만, 산지 변화의 조기 탐지 수행을 통한 피해지역의 조기 대응과 피해 축소가 필요함
□ 따라서 본 연구는 딥러닝 기술을 이용한 산지 변화 탐지에 대한 가능성을 제안함
2. 국내외 산림지도 현황
□ 국내외 산림지도 공급 현황
ㅇ 국토정보 플랫폼(국토지리정보원), 산림공간포탈서비스(산림청), AI 허브 산림수종 항공이미지 자료(한국지능정보사회진흥원) 등
ㅇ UCI Machine Learning Repository(미국), Skyscape dataset(독일 항공우주 센터), Semantic Change detection dataset(중국 우한대학교) 등
3. AI 기반 산지 변화탐지 입력자료 구성 및 모델 구성
□ AI 모델 입력자료 구성
ㅇ AI 허브 국토환경데이터에서 산림수종 항공이미지를 활용함
ㅇ 항공영상을 128×128로 세분화하여 한 영상당 16장의 이미지로 구성하고, RGB 항공영상 정보의 정규화를 수행함
ㅇ 라벨링 데이터는 산림과 비산림으로만 구분하기 위해 바이너리 어노테이션(binary annotation)을 수행하였고, 판독 불가의 라벨이 포함된 항공 이미지는 제외함
ㅇ 수도권 지역의 학습 이미지 총 1만 6,000장과 검증 이미지 총 1,600장을 AI 모델 입력자료로 활용함
ㅇ 산지 변화 탐지 성능 테스트를 위해 카카오 지도(Kakao Map)의 동 지역 다(多) 시기 테스트 이미지 데이터셋(data set)을 구성함
□ AI 모델의 구조
ㅇ 이미지 분할(Image segmentation)에 특화된 U-Net 딥러닝 모델 구조를 적용
ㅇ 기훈련된 U-Net 딥러닝 아키텍처의 레이어 구성과 하이퍼 파라미터를 파인튜닝(fine-tuning) 하여 산지 변화 탐지 학습을 수행
4. AI 모델 산지 변화탐지 결과 및 활용방향
□ U-Net 모델의 훈련 및 검증 결과는 산림과 비산림 지역을 잘 구분하였고, 실제 라벨링 지역과 유사한 패턴을 보이는 것을 확인함
□ 훈련된 U-Net 모델에 카카오 지도의 동 지역 다(多) 시기 이미지 적용 시 산지의 변화를 잘 구분하는 것을 확인하여, 산지 변화 탐지에 대한 딥러닝 모델의 활용 가능성을 확인함
Ⅳ. AI 기반 기후·대기오염과 코로나19 상관관계 분석
1. AI 기반 기후·대기오염과 코로나19 상관관계 분석 연구개요
□ 기후변화가 코로나19의 확산에 직접적인 영향을 미친다는 증거는 없으나, 관련 논의는 지속적으로 진행 중인 상황임
□ 2020년 서울시를 대상으로 기후 및 대기오염과 코로나19의 상관관계 분석을 수행하고, 기후 및 대기오염 인자와 코로나19 확진 사이의 관계에 대해 모의한 AI 모형 구축 가능성을 검토함
2. 기후·대기오염과 코로나19 상관관계 관련 선행연구 검토
□ 최신 국내외 연구사례 분석 결과, 국가별 결과가 상이하며 기후 및 대기오염 변수가 코로나19에 직접적인 영향을 미친다고 보기에는 어려운 것으로 사료됨
ㅇ 코로나19 사태 이후 기후 및 대기오염 영향 연구가 활발히 진행 중임
- 메르스, 사스, 코로나19 등 감염병은 계절적 패턴을 보이며 기온, 습도 데이터를 활용하여 예측 가능성을 검토함
- 유럽에서는 코로나19로 인한 사망에 이산화질소(NO2)가 중요한 요소인 것으로 추정하였으며, 인도에서는 코로나19로 에어로졸 광학깊이(AOD)가 20년 만에 최저 수준으로 나타남
3. 기후·대기오염과 코로나19 상관관계 분석 및 결과
□ 2020년도 서울시 중심 기후 및 대기오염과 코로나19 상관관계 분석 시범 연구 사례 도출
ㅇ 코로나 관련 확진자 및 사망자 수, 기후 및 대기오염 데이터 수집을 통한 학습 데이터셋 구축
ㅇ 계절적 요인을 제외하기 위한 시기별(구간별) 스피어만(Spearman), 켄달(Kendall) 상관관계 분석 수행
- 전체기간 분석 결과 기온 변수가 코로나19 확진자 수와 높은 상관성을 나타냄
- 하지만 기온 변수의 코로나 시기별 상관계수 부호와 값이 크게 바뀌어 결과에 일관성 문제가 있음을 확인
ㅇ 분석 결과 한계점을 확인하였으며, 향후 분석 시 정책, 사회활동 변수 추가 필요
- 코로나19 확진자 수를 추정할 수 있는 직접적인 관련 입력변수(정책, 인구 이동 등)를 추가하여 분석 수행 필요
- 분석대상이 되는 기간이 2020년 1개 연도로, 데이터 축적을 통해 이를 늘릴 필요가 있음
Ⅴ. AI 기반 침수 흔적 탐지
1. AI 기반 침수 흔적 탐지 연구 개요
□ 오픈데이터(Open Data)를 활용하여 AI 기반 도심 침수 흔적 탐지 체계 구축 연구를 수행함
□ GIS 기반 공간 데이터 전처리, 파이썬 기반 전처리 데이터의 AI 모델 입력자료 구축, 기계학습 모델 구축을 통한 침수 흔적 탐지 학습 및 활용한 입력 데이터 중 침수 탐지에 중요한 인자 추정
□ 침수 취약 지도 작성과 중요 인자 파악 및 분석, 기후변화시나리오 데이터를 적용한 미래 침수 취약지역 예측 및 분석 수행
2. AI 기반 침수 흔적 탐지 입력자료 및 모델 구성
□ AI 모델 입력자료 구성
ㅇ 환경 빅데이터 플랫폼, 기상정보포털, 그리고 환경공간정보서비스를 통한 수문분석도, 지형분석도, 기후변화 시나리오 데이터, GIS 데이터를 활용함
ㅇ 취득한 공간 데이터의 수도권 지역으로 공간적 범위 일원화, 래스터화 및 적층을 통한 입력자료 구성을 진행함
ㅇ 랜덤 포레스트 모델 훈련을 위해 침수위선상 침수 범위의 150지점을 훈련데이터로, 50지점을 검증데이터로 사용함
□ AI 모델의 구성
ㅇ 앙상블 학습 방법을 활용하는 대표적인 기계학습 모델인 랜덤 포레스트(Random Forest) 모델 구성과 학습을 통한 수도권 지역 침수 흔적 탐지 성능 평가를 진행함
ㅇ 침수 흔적 탐지 결과에 대한 입력자료의 민감도 분석을 위해 랜덤 포레스트 모델의 변수 중요도(Variable importance)를 추정함
3. AI 모델 침수 흔적 탐지 성능 및 검증
□ 랜덤 포레스트 모델 침수 흔적 탐지 성능 평가
ㅇ 랜덤 포레스트로 학습한 침수 흔적 범위와 측정된 침수 흔적 범위와 유사한 결과를 확인함
ㅇ 훈련된 모델을 수도권 전역에 적용한 수도권 지역 침수 취약 지도를 통해 한강 수변 중심으로 침수 취약도가 높음을 확인함
4. 기후변화 시나리오를 통한 침수 흔적 예측
□ RCP 8.5 시나리오 적용을 통한 침수 흔적 변화 예측
ㅇ 미래의 RCP 시나리오를 훈련된 랜덤 포레스트 모델에 적용하여, 강수량 변화에 따른 수도권 지역 침수 흔적 범위 변화를 확인함
ㅇ 기후변화 시나리오에 따른 AI 기반 도심 침수 피해 예측 등의 활용을 기대함
Ⅵ. AI 기반 미세먼지 발생패턴 분석: 고농도 사례를 중심으로
1. AI 기반 미세먼지 발생패턴 분석 연구 개요
□ AI 기반 고농도 미세먼지 발생패턴 분석 연구의 필요성
ㅇ 우리나라의 미세먼지 농도는 관련 정책의 수립 및 적극적인 이행으로 전반적으로 감소하는 추세임
ㅇ 하지만 고농도 미세먼지 현상은 계속해서 나타나고 있고, 지속기간이 길어지는 사례는 여전히 존재하며, 국민들의 미세먼지에 대한 불안감은 아직까지 해소되지 않은 상태에서 환경에 대한 인식 및 관심이 높아짐에 따라, 관련 정책이 늘어나고 있음
ㅇ 미세먼지 발생 패턴분석을 위한 AI 모형의 구축을 수행하고 활용방안을 제시함
2. AI 기반 미세먼지 발생패턴 분석 입력자료 및 모델 구성
□ AI 모델 입력자료 구성
ㅇ 에어코리아, 기상정보포털 등을 통한 대기질, 기상·기후자료, 외부요인(중국 대기질) 자료를 활용함
ㅇ 2017~2019년 충남 지역을 대상으로 하였으며, 대기측정망을 기준으로 데이터를 재구성함
□ AI 모델 구성
ㅇ 부스팅 기반 방법을 활용하는 대표적인 기계학습 모델인 XGBoost 모델 구성 및 학습을 통해 미세먼지 추정 모형 구축을 진행
3. AI 기반 고농도 미세먼지 발생패턴 분석모델 성능 및 활용 가능성 검토
□ 미세먼지 추정 성능 테스트
ㅇ 테스트 데이터에 대해 구축된 모형에서 추정값과 실측값을 비교했을 때 대부분의 경우 경향을 추적할 수 있음을 확인함
ㅇ 하지만 고농도 미세먼지 대해서는 추정이 잘되지 않는 부분들이 일부 존재하였으며, 이 부분은 향후 학습 데이터의 증가 및 관련 변수들의 추가선정을 통해 보완할 수 있을 것으로 사료됨
□ 미세먼지 발생패턴 분석 결과
ㅇ 구축된 모형에 PDP 및 SHAP 방법론을 적용하여, 미세먼지 농도 추정에 대한 모델의 판단 근거를 도출할 수 있음을 확인함
ㅇ 미세먼지 발생패턴의 핵심인자를 파악하고, 주요 사례별로 모형값 결정에 대한 입력 변수의 기여도 분석 사례를 제시함
□ AI 기반 고농도 미세먼지 발생패턴 모형의 활용 가능성 검토
ㅇ 대기오염물질, 기상·기후 요인, 중국 대기질 데이터 등의 활용을 통해 PM2.5를 추정하는 AI 모형 구축이 가능함
ㅇ SHAP값은 구축한 AI 모델의 출력값에 의존적인 모형이며, 구축된 모형의 특성에 종속된다는 한계가 있음
ㅇ 출력된 결과는 입력변수와 출력변수의 패턴 분석을 통해 상관관계를 체계화하는 것에 가까우며, 인과관계를 보장하지 않는 한계가 있음
ㅇ 그럼에도 AI 모형으로 입력되는 변수들의 PM2.5 추정에 샘플 단위로 영향력을 제시할 수 있음
ㅇ 향후 전문가들과의 논의를 통해 미세먼지 농도 추정에 대한 기여도의 정합성을 검토하여, 신뢰도 높은 정량평가모델로 개선할 필요가 있음
Ⅶ. 결론 및 정책 제언(학술적 성과)
□ 환경 디지털 뉴딜을 위한 AI 기반 환경분야 연구사례 제시
ㅇ AI 기술을 중심으로 환경 변화 탐지 사례(산지 변화 탐지), 자연재해 분석 사례(침수탐지 및 예측), 감염병 분석 사례(기후 및 대기인자와 코로나19 상관분석, 매체별 환경오염 분석 사례(미세먼지 발생패턴 분석)의 환경분야 활용 사례를 제시
ㅇ 수치, 이미지, 지리정보 등 다양한 데이터를 입력변수로 활용 가능하며, 연구목적에 따라 관심변수의 추정 및 예측, (이미지) 변화 분석, 변수의 영향력 분석 등에 활용할 수 있는 가능성을 제시함
ㅇ XAI 모형을 통해 구축된 모델의 값 출력에서 영향력이 큰 요인들을 제시하여, 의사결정을 위한 양적 자료로 활용하기 위한 방안을 제시함
□ AI 기반 감시 체계 구축을 위한 필수 요소 및 활용방안
ㅇ 다수 환경분야에 대한 실제 AI 적용을 통해, AI 기반 감시 체계 구축을 위한 필수요소 및 기본적인 모형 구축 및 분석 과정을 정립함
ㅇ AI 기반 감시 체계의 필수요소는 데이터 구축(데이터 수집 또는 생산) ⇒ AI 모형구축 ⇒ AI 모형 기반 분석 및 감시 실시 ⇒ 결과 도출 및 정책 근거자료 확보의 과정으로, 이를 통해 AI 기반 감시 체계 구축 가능
ㅇ 지속적으로 활용 가능한 환경감시 체계 구축을 위해서는 실시간 또는 주기적 자동 데이터 수집이 필수적임
ㅇ AI 모형을 구축한 뒤 모형 출력 결과를 활용 및 고려하지 못한 부분에 대한 모형 업데이트를 수행하는 등의 선순환 체계 구축 필요
ㅇ 모형 구축 및 결과 해석의 과정에서 전문지식과의 정합성이 확보되면, 향후에는 지속적(자동)으로 결과를 도출하여 환경 이슈 대응방안 수립 시 과학적 정책 근거 자료를 제시함으로써 감시 체계의 역할을 수행할 것으로 기대함
□ 후속 과제 제안
ㅇ 정밀하고 실용성 높은 분석을 위해서 고해상도의 시·공간 데이터 구축이 필요하고 구축된 데이터의 질에 따라 결과 및 활용 범위가 달라지기 때문에, 데이터 구축이 필요한 영역에 대한 검토, 목적에 맞는 고해상도 데이터 생산을 위한 연구 수행을 제안함
ㅇ 매체별 오염, 자연재해 분석 등 AI 및 XAI 모델을 구축하고, 도출된 결과를 토대로 전문가와의 정합성 검토, 물리적 모델링 및 시뮬레이션 결과 등과 비교분석을 비롯해 관련 내용을 합리적으로 반영하기 위한 연구 필요

Ⅰ. Introduction
□ Research background
ㅇ Use of AI technology in the environmental (policy) sector can perform an independent role as a bridge between Green New Deal and Digital New Deal, but it fails to sufficiently fulfill its role
ㅇ There is a need to establish strategies to systematically and comprehensively use data in the environmental sector with focus on AI technology
ㅇ To build an 'AI-based environmental monitoring system', it is necessary to first develop cases such as environmental change detection, natural disaster analysis, and pollution occurrence pattern analysis by media type, through which necessary elements must be derived and processes designed
□ Research objective
ㅇ To develop major cases for automatic AI-based environmental monitoring and response through combined use of AI and XAI and provide strategies to build an “AI-based environmental monitoring system” based on the above
Ⅱ. Literature Review
□ Expanding the application scope of AI studies in environmental policy research
ㅇ Limitations of existing decision-making methodologies can be overcome with AI models comprised of multiple parameters
ㅇ Application as environmental studies using AI methodologies is being expanded
- Various forms of data such as numbers, images, and videos can be used as variables, allowing prediction, classification, detection, change detection, and impact analysis
- AI shows high accuracy in terms of performance, but there is the issue of low explanatory power due to complicated model compositions
□ With the emergence of explainable AI (XAI), factors with a huge impact can be predicted as well as validated, which can be used as quantitative data for decision making
ㅇ XAI studies are conducted actively to ensure transparency and reliability of AI algorithms in a black box structure
- Starting with the explainable AI project XAI announced by the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) in the U.S. in 2017, technological research on explainable AI is being developed
ㅇ Studies analyzing XAI are applied to various fields of the environment such as ecosystem in addition to environmental pollution problems such as air pollution, water pollution, and soil pollution
- XAI models mostly used include local interpretable model-agnostic explanations (LIME), SHapley Additive exPlanation (SHAP), and Gradient-weighted Class Activation Mapping (Grad-CAM)
□ Data can be collected using various applications and devices such as IoT, drones, and unmanned vehicles, thereby accumulating environmental big data and activating studies applying AI
ㅇ Image and video data created in the environmental sector are related to various fields such as climate and environmental pollution (air, water quality, soil, noise, etc.)
- Studies are actively conducted on AI-based prediction, classification and interpolation of missing values
- In addition to prediction research, factors with a huge impact on XAI-based prediction are presented, which can be used as quantitative data for decision making
Ⅲ. AI-based Mountain Land Change Detection
1. Overview of research on AI-based mountain land change detection
□ Measures are taken using GIS and remote sensing technology such as factual surveys on mountain land changes, derivation of suspicious sites, and other follow-up measures, but there is a need for early response and decrease of damages through early detection of mountain land changes
□ Therefore, this study raises the possibility of mountain land change detection using deep learning technology
2. Forest maps in Korea and overseas
□ Supply of forest maps in Korea and overseas
ㅇ National Geographic Information Platform, (National Geographic Information Institute), Forest Space Portal Service (Korea Forest Service), AI Hub aerial photographs of forest tree species data (National Information society Agency), etc.
ㅇ UCI Machine Learning Repository (U.S.), Skyscape dataset (German Aerospace Center), Semantic Change detection dataset (Wuhan University in China), etc.
3. AI-based mountain land change detection input data and model composition
□ AI model input data
ㅇ Aerial photographs of forest tree species are used from AI Hub national land environment data
ㅇ Aerial videos are subdivided into 128 x 128, organizing each video with 16 images and normalizing the information of RGB aerial images
ㅇ For labeling data, binary annotation is performed to classify into just forests and non-forests, and aerial photographs including illegible labels are excluded
ㅇ Total 16,000 images for learning and 16,000 images for validation in the capital area are used as AI model input data
ㅇ The same area multi-period test image datasets on Kakao Map are formed to test the performance of mountain land change detection
□ Structure of the AI model
ㅇ The U-Net deep learning model structure specialized for image segmentation is applied
ㅇ The layer composition of trained U-Net deep learning architecture and hyper parameters are fine-tuned to perform mountain land change detection learning
4. Results and application of AI model mountain land change detection
□ The training and validation results of the U-Net model well divided forests and non-forests and showed a similar pattern as actual labeling areas
□ Mountain land changes are well distinguished when applying the same area multi-period test images on Kakao Map to the trained U-Net model, which proved the applicability of deep learning models in mountain land change detection
Ⅳ. Correlation Analysis of AI-based Climate/air Pollution and COVID-19
1. Overview of research in correlation analysis of AI-based climate/air pollution and COVID-19
□ There is no evidence that climate change has a direct impact on the spread of COVID-19, but related discussions are continuously being made
□ Correlation analysis of climate/air pollution and COVID-19 in Seoul was conducted in 2020, and the possibility of building an AI model simulating the relationship between climate/air pollution factors and COVID-19 was reviewed
2. Literature review on correlation between climate/air pollution and COVID-19
□ After analyzing the latest research cases in Korea and overseas, the results vary among nations and proved that there is no evidence that climate and air pollution variables have a direct impact on COVID-19
ㅇ Studies are actively conducted on the impact of climate and air pollution since the COVID-19 pandemic
- Infectious diseases such as MERS, SARS, and COVID-19 show a seasonal pattern and can be predicted using temperature and humidity data
- NO2 was proved to be a key element of death from COVID-19 in Europe, and AOD in India turned out to be the lowest in 20 years due to COVID-19
3. Correlation analysis of climate/air pollution and COVID-19 and results
□ A pilot study was conducted on correlation analysis of climate/air pollution and COVID-19 at the heart of Seoul in 2020
ㅇ Learning datasets are built by collecting confirmed cases and deaths of COVID-19, and climate and air pollution data
ㅇ Spearman and Kendall correlation analyses were conducted on each section to exclude seasonal factors
- The results showed that temperature was a variable highly correlated with the number of confirmed cases of COVID-19
- As a result, the correlation coefficient of temperature in each section changed significantly, proving that there is little relevance
ㅇ The results proved the limitations and raised the need to add policy and social activity variables for future analysis
- Must conduct analysis by adding directly related input variables (policy, population mobility, etc.) that can estimate the number of confirmed cases of COVID-19
- Must increase the analysis period by accumulating data to 1 year of 2020
Ⅴ. AI-based Inundation Trace Detection
1. Overview of research on AI-based inundation trace detection
□ Research is conducted on building an AI-based urban inundation trace detection system using open data
□ Preprocessing GIS-based spatial data, building AI model input data of Python-based preprocessing data, learning inundation trace detection by building machine learning and deep learning models, and estimating key factors of inundation detection among input data used
□ Developing a flood susceptibility map, identifying and analyzing key factors, and conducting prediction and analysis of future flood susceptible areas applying climate change scenario data
2. AI-based inundation trace detection input data and model composition
□ AI model input data
ㅇ Hydrology map, topographic map, climate change scenario data, and GIS data are used on Environment Big Data Platform, Open MET Data Portal, and Environmental Space Information Service
ㅇ Input data is formed by unifying, rasterizing, and stacking the spatial scope to the capital area of spatial data obtained
ㅇ For random forest model training, 150 points of inundation scope in 2010 are used as training data, and 50 points as validation data
□ Structure of the AI model
ㅇ Inundation trace detection performance in the capital area is evaluated by composing and learning the random forest model, which is a typical machine learning model using the ensemble learning method
ㅇ Variable importance of the random forest model was estimated to analyze the sensitivity of input data in inundation trace detection results
3. AI model inundation trace detection performance and validation
□ Performance evaluation of the inundation trace detection using the random forest model
ㅇ Similar results were found between the inundation trace scope learned by random forest and the inundation trace scope measured in 2010
ㅇ High flood susceptibility was verified around the waters of Hangang River through the flood susceptibility map of the capital area applied to all capital areas of the trained model
4. Inundation trace prediction through climate change scenario
□ Inundation trace change prediction by applying the RCP 8.5 scenario
ㅇ Change in the inundation trace range in the capital area is verified by change in precipitation by applying the future RCP scenario to the trained random forest model ㅇ Expected to be used in AI-based urban inundation damage prediction according to climate change scenarios
Ⅵ. AI-based Particulate Matter (PM) Occurrence Pattern Analysis: Focusing on High Concentration Cases
1. Overview of research on AI-based PM occurrence pattern analysis
□ Need for research on AI-based PM occurrence pattern analysis
ㅇ PM concentrations in Korea are decreasing overall with establishment and active implementation of related policies
ㅇ However, there is an ongoing phenomenon of high concentration PM that still lasts long, and the nation's anxiety over PM is not yet resolved, and there are more and more related policies and interest due to the expansion of environmental awareness
ㅇ Building an AI model and providing application plans for PM occurrence pattern analysis
2. AI-based PM occurrence pattern analysis input data and model composition
□ AI model input data
ㅇ Air quality and weather/climate data on Air Korea and Open MET Data Portal are used, as well as external factors (air quality in China)
ㅇ Research is conducted on Chungnam in 2017-2019, with data restructured based on the air quality monitoring network
□ Structure of the AI model
ㅇ The XGBoost model, which is a typical machine learning model using the boosting technique, is developed and the PM estimation model is built through learning
3. Review of performance and applicability of the AI-based high concentration PM occurrence pattern analysis model
□ PM estimation performance test
ㅇ Comparing the estimated and measured values of the model built on test data, the trend was traced in most cases
ㅇ However, some cases of high concentration PM were not estimated well, which can be supplemented later by increasing learning data and additionally selecting related variables
□ PM occurrence pattern analysis results
ㅇ It has been proved that the grounds for model judgment about PM concentration estimation can be derived by applying PDP and SHAP to the built model
ㅇ Key factors of PM occurrence patterns are identified, and analysis cases on contribution of input variables in determining model values for each case are provided
□ Review of the applicability of the AI-based high concentration PM occurrence pattern model
ㅇ Can build an AI model estimating PM2.5 using air pollutants, weather/ climate factors, and China's air quality data
ㅇ SHAP values have limitations in that they are dependent on the output values of the AI model built and subordinate to the characteristics of the model built
ㅇ The output results are closer to systemizing the correlation through pattern analysis of input and output variables without guaranteeing the causal relations
ㅇ Nonetheless, the AI model can have an effect at the sample level in PM2.5 estimation of variables
ㅇ By discussion with experts in the future, it is necessary to review the consistency in contribution to PM concentrations and improve into a highly reliable quantitative evaluation model
Ⅶ. Conclusions and Policy Suggestions (Academic Outcomes)
□ Case studies on AI-based environment for environmental Digital New Deal
ㅇ This study presented cases used in the environmental sector with focus in AI technology, such as environmental change detection (mountain land change detection), natural disaster analysis (inundation control and prediction), infectious disease analysis (correlation analysis of climate/air factors and COVID-19) and environmental pollution analysis by media type (PM occurrence pattern analysis)
ㅇ All kinds of data such as numbers, images, and geographical information can be used as input variables, and can be applied in estimating and predicting variables of interest, analyzing (image) changes, and analyzing variable impact depending on the research purpose
ㅇ Presenting ways to use as quantitative data for decision making by providing factors with a great impact in obtaining values of the model built through the XAI model
□ Essential elements and application plan to build an AI-based monitoring system
ㅇ Essential elements, basic models, and analysis processes are established to build an AI-based monitoring system through many actual cases of AI application in the environmental sector
ㅇ The essential elements of the AI-based monitoring system are building data (collecting or producing data) ⇒ building an AI model ⇒ analyzing and monitoring based on the AI model ⇒ deriving outcomes and securing policy grounds
ㅇ Automatic real-time or regular data collection is essential for building a sustainably applicable environmental monitoring system
ㅇ It is necessary to build a virtuous cycle of deriving and using data produced by building an AI model as the results and updating the model for parts not considered
ㅇ By securing consistency with expert knowledge in the process of building the model and interpreting the results, the monitoring system will be able to fulfill its role by deriving continuous (automatic) results and providing scientific grounds and policy grounds when establishing measures to resolve environmental issues
□ Suggestion of follow-up tasks
ㅇ For precise and highly practical analysis, it is necessary to build high-resolution temporal and spatial data; thus, this study suggests review of fields that need data building and research on high-resolution data production fit for the purpose by setting the results and application scope of data quality
ㅇ There is a need for research that rationally reflects and comparatively analyzes the results of consistency review with experts, physical modeling, and simulation based on building of AI and XAI models such as pollution by media type and natural disaster analysis

Ⅰ. 서 론
1. 연구의 필요성 및 목적
□ 환경 정책이 성공적으로 정책 목표를 달성하기 위해서는 정책 이해와 필요성에 대한 범국민적 공감대가 필수
□ 한국환경연구원에서 발간한 '2020 국민환경의식조사'에 따르면, 환경문제가 중요하기는 하지만 자신이 직접적 피해를 받는 주체라고 체감하지 못함
ㅇ 주로 실천하는 친환경 행동 중 자발적인 실천은 상대적으로 낮게 나타남
ㅇ 친환경 행동 실천을 위해서는 환경에 대한 고려가 내재화되고 습관화되어야 함
□ 사람들의 인식에 영향을 주기 위해 우선적으로 고려할 수 있는 방법은 교육
ㅇ 우리나라 환경교육은 환경교육 학령기 아동과 청소년을 중심으로 구성됨
ㅇ 지금 당장 환경문제에 영향을 미치고 실질적으로 환경적 실천을 해야 하는 성인의 대다수는 성인이 된 이후에 충분한 교육 기회를 접하지 못한 환경교육의 소외계층
□ 환경교육 목표로서의 환경 리터러시
ㅇ 환경교육의 중요성을 강조하고 있지만 실질적으로 교육의 효과를 확인할 수 있는 객관적이고 구체적인 지표가 부재함
ㅇ 환경교육의 목표를 환경 리터러시의 증대로 설정하고 이를 측정할 지표 개발이 필요
2. 연구의 범위
□ 환경 리터러시 개념 정리 및 성인 대상의 측정 도구 개발
□ 일반 시민의 환경 리터러시 수준 측정
□ 환경 리터러시의 예측 요인과 결과 요인 확인
□ 군집 분석을 통한 시민 유형 파악
Ⅱ. 성인 환경교육과 환경 리터러시
1. 성인교육
□ OECD 2005년 프로젝트 보고서인 'The Role of National Qualification Systems in Promoting Lifelong Learning'에서는 교육 형식을 형식(formal), 비형식(non-formal), 무형식(informal) 교육으로 구분
ㅇ 형식 교육은 교육기관이나 훈련기관, 직장 내의 교육 등으로 학위나 자격증 등의 형태로 사회적인 인증을 받을 수 있는 학습
ㅇ 비형식 교육은 프로그램을 통한 학습이지만 공식적 평가나 인증이 없는 학습으로 주로 평생교육원이나 사설 교육기관, 문화센터 등에서 이루어지는 교육
ㅇ 무형식 교육은 가사활동, 여가활동, 직업활동 등 일상적인 활동을 통해 이루어지는 학습
□ 2020년 기준 국내에서는 42.1%에 달하는 성인 평생학습 참여율 중 비형식 교육에 참여한 경우가 41.3%로, 전체 교육 참여의 약 98%가 비형식 교육으로 이루어짐
2. 환경 리터러시
□ 북미환경교육협회(NAAEE)는 환경 소양을 설명하고 측정하기 위한 틀(framework for assessing environmental literacy)을 제안
ㅇ 환경 쟁점에 대한 개념적 이해, 문제 해결과 비판적 사고 기능, 환경과 자연에 대한 견해, 개인적/사회적 영역에서 친환경 행동으로 구성
ㅇ 핵심은 실질적인 문제를 해결하는 역량이며, 역량과 영향을 주고받는 요소로 지식과 태도가 연결됨
□ 김찬국 외(2019)는 환경교육 프로그램의 중요한 목적이 환경 소양을 갖추도록 하는 것이라고 전제하고, 환경 소양을 종합적으로 측정하고자 시도함
ㅇ NAAEE의 틀을 재구성하여, 크게 환경 지식, 환경 정서, 환경 실천으로 요소들을 범주화하고, 각 영역을 개인적 측면과 사회적 측면을 나누어 강조
Ⅲ. 성인을 위한 환경 리터러시
1. 인식 조사
□ 환경교육의 수요자인 일반 시민의 환경교육에 대한 인식을 확인해 보기 위해 일반인을 대상으로 설문조사를 실시
ㅇ 조사기관 엠브레인퍼블릭을 통해 2021년 5월 31일부터 6월 5일까지 6일간 실시
ㅇ 환경교육에 대한 전반적인 인식과 교육 수요를 확인하는 일반 설문조사와 연령대별 환경교육 주제와 필요한 환경 리터러시의 중요도를 확인하는 AHP(Analytic Hierarchy Process) 조사 진행
□ 일반 성인들은 교육 주제 차원에서는 생활환경, 환경 리터러시 차원에서는 환경 실천의 중요성을 높게 판단
□ 상호작용 실천은 일반인과 전문가 모두 중요성을 가장 낮게 평가
ㅇ 현실적으로 형식보다는 비형식이나 무형식 교육 방식을 활용해야 하는 성인들에게는 상호작용 실천이 중요한 교육 전략으로 활용되어야 함
2. 성인을 위한 환경 리터러시 측정 도구 개발
□ 국내외 학술 데이터베이스, 구글 스콜라 등에서 '환경 리터러시', '환경 소양', 'environment literacy' 등의 검색 키워드를 활용하여 검색한 결과 환경 리터러시 측정 도구를 포함한 연구 및 설문조사 22건을 추출
ㅇ 측정 문항이 보고되지 않거나 동료 검증을 거치지 않은 학위 논문, 주관기관이 불분명한 설문조사 등을 제외한 13건의 연구를 기초 자료로 활용
□ 13건의 연구에 제시된 환경 리터러시 측정 문항 459개 내용 분석
ㅇ 인지 수준을 확인하는 문항(41.2%)이 가장 많고, 실천(33.7%), 정서(25.1%) 순
ㅇ 연구의 개념에 맞게 문항들을 분류하고 연구진 회의를 거쳐 초안 구성
□ 외부 자문위원 검토와 100명 규모의 온라인 설문조사를 통해 초안 수정
ㅇ 환경 지식 영역의 경우 정답률이 95%를 초과하거나 30%에 미달하는 경우 해당 문항 삭제
ㅇ 환경 정서와 환경 실천 영역의 경우 문항 간 신뢰도 분석을 진행하여 크론바흐 알파값이 0.7 이하인 문항 삭제
ㅇ 환경 지식 33문항, 환경 정서 22문항, 환경 실천 32문항으로 최종 설문지 확정
Ⅳ. 환경 리터러시 진단 및 강화 방안
1. 조사 개요
□ 전문 조사기관 엠브레인퍼블릭을 통해 2021년 9월 10일(금)~9월 16일(목)까지 전국 20~60세 이상 성인남녀 1,000명을 대상으로 온라인 설문조사 진행
ㅇ 표본 추출은 성별, 연령별, 지역별 할당 표본 추출 방식 사용
2. 설문의 구성
□ 성인용 환경 리터러시 측정 도구는 지식, 정서, 실천 영역을 포함하며, 현재 우리나라 성인의 전반적인 환경 능력을 진단하는 것을 목적으로 함
□ 설문은 ① 개인 특성 ② 환경 리터러시 ③ 환경 정책 의견 등 세 부분으로 구성
ㅇ 개인 특성에는 성별, 연령, 학력, 소득 등 인구통계학적 특성과 정보 습득 경로, 문화적 세계관, 환경 행동 동기, 주관적 지식 등 행동·심리적 특성을 포함
3. 연구 결과
□ 환경 리터러시 수준을 기준으로 군집 분석을 시행
ㅇ 본 연구에서는 K-평균 군집 분석 방법을 활용하여, 다섯 개 군집으로 설정
□ 군집은 행동 중심 군집(action-oriented cluster), 잠재 군집(latent cluster), 회의주의 군집(skeptical cluster), 무관심 군집(bystander cluster), 녹색 시민 군집(green citizen cluster)으로 구분
ㅇ 행동 중심 군집은 지식 리터러시는 낮지만, 정서와 실천 리터러시는 높은 유형(전체 응답자 중 8.8%)
- 정서 리터러시 중에서도 환경 효능감이 높게 나타나는데, 자신의 노력으로 환경문제를 개선할 수 있다는 믿음이 실천으로 이어진다고 생각해 볼 수 있음
- 지식 리터러시는 낮지만, 자신의 환경 지식수준에 대한 평가인 주관적 지식은 높게 나타나 본인들의 능력에 대해 자신감과 신념을 지니고 있음
- 평균 연령이 51.3세로 높고 저학력 비중이 가장 높음(고졸 이하 31.8%)
ㅇ 잠재 군집은 모든 리터러시 영역이 중간 수준인 유형(전체 응답자 중 23.3%)
- 친환경적 또는 반환경적 가치관이 확립되지 않은 부동층(浮動層)
- 일정 수준 이상의 환경 리터러시를 가지고 있지만 지속적인 실천은 나타나지 않음
- 실천 리터러시가 중간 이상이어서 상황이나 분야에 따라 타 군집(예를 들어, 회의주의 군집이나 무관심 군집)에 비해 친환경적 행동이 높게 나타날 수 있음
- 여성의 비율(60.5%)이 남성의 비율(39.5%)보다 높고, 평균 연령은 47.10세
- 주부와 단순 노무직 종사자의 비중이 타 군집에 비해 높음
ㅇ 회의주의 군집은 지식 리터러시는 높지만, 정서 리터러시는 중간, 실천 리터러시는 낮은 유형(전체 응답자 중 26.9%)
- 지식 리터러시 수준은 높지만, 정서 리터러시의 영역 중 환경 효능감이 낮게 나타남
ㆍ환경 효능감은 환경문제의 해결책을 파악하여 실천할 수 있는 능력에 대한 믿음과 이러한 실천이 실제 환경문제 개선에 도움을 줄 것이라는 믿음
- 고학력층 비중이 가장 높고(대졸 이상 75.8%) 고소득층 비중도 높은 편(가구소득 500만 원 이상 45.7%)
- 직업적 특성으로는 학생이나 전문기술직의 비중이 높음
- 토의나 토론, 강의 형식의 환경교육 방법을 선호하며 미디어(보도/비보도 모두 포함)를 통한 환경 정보 이용 비중이 다른 군집에 비해 높게 나타남
ㅇ 무관심 군집은 모든 리터러시 영역이 낮은 유형(전체 응답자 중 14.4%)
- 환경 인식이 낮을 뿐 아니라 때로는 환경에 대해 부정적인 시각을 드러내는 집단
- 자연을 예측 불가능한 대상으로 보고, 행위 결과는 우연이라고 보는 운명주의가 강함
ㆍ따라서 개인이나 집단의 노력으로 위험을 막을 수 없다고 생각
- 남성의 비율(68.8%)이 여성의 비율(31.3%)보다 높고 평균 연령이 가장 낮음
- 다른 군집에 비해 저소득 비중(가구소득 200만 원 이하 32.6%)이 높고, 미혼(50.0%) 또는 자녀가 없는 응답자(51.4%)의 비중이 높음
ㅇ 녹색 시민 군집은 모든 리터러시 영역이 높은 유형(전체 응답자 중 26.6%)
- 지식과 정서, 실천이 모두 갖추어진 환경적으로 가장 이상적인 집단
- 상대적으로 고학력자 비중이 높고, 경영/관리직이나 전문직 종사자 비중이 높음
- 환경 행동의 동기 중 환경의 유지와 보존 그 자체가 환경 행동의 동기가 되는 생태 동기가 가장 높은 군집
- 정보 능력이 가장 높고 모든 출처의 정보를 골고루 이용
4. 군집별 환경 리터러시 강화 방안
□ 행동 중심 군집
ㅇ 다소 부정확한 지식을 갖고 있지만 스스로는 환경에 대해 잘 알고 있다고 평가하므로 잘못 알고 있는 지식을 바로잡아 정확한 실천이 이루어지도록 유도
ㅇ 평균 연령과 저학력 비중이 높아 직관적이고 이해가 쉬운 형태로 정보 가공 필요
ㅇ 환경 캠페인, 환경 활동 참여를 선호하며 지역 커뮤니티를 통해 정보를 얻는 비중이 높아 주민센터나 복지관과 같은 지역 기반 거점에서 환경 캠페인 참여 유도 추천
□ 잠재 군집
ㅇ 일정 수준의 지식과 정서를 갖추고 있어서 적절한 개입(intervention)을 통해 정서 리터러시를 증대하면 실천 역시 증가할 것이라 기대할 수 있음
ㅇ Grunig는 이러한 집단을 활동적으로 변화시키기 위한 주요 요인으로 관여도 제시
- 관여도를 높이기 위해서는 대상과의 심리적 거리감을 줄이고, 환경문제 실재감(tangibility)을 높여 주어야 함
ㆍ예를 들어, 여성과 주부의 비중이 높아 환경문제가 당신 자녀들이 직면하게 될 문제라는 등의 메시지를 전달하면 관여도가 증가
ㅇ 기본적으로 미디어를 통한 환경 정보 이용이 높으므로 정서 수준을 증대할 수 있는 미디어 콘텐츠의 개발 추천
- 현재로서는 환경 콘텐츠를 적극적으로 이용할 가능성이 낮아 PPL이나 교육적 오락물 등의 콘텐츠를 통해 환경 주제에 간접적인 노출 필요
ㅇ 주부 비중이 높아 자녀와 함께하는 체험, 견학을 제공하면 효과적일 것으로 예상
□ 회의주의 군집
ㅇ 사회구조적 한계 인식으로 지식 리터러시는 높으나 실천으로 이어지지 않는 집단
ㅇ 사회 환경적인 제약을 극복할 수 있도록 자신감을 주는 메시지 전달이 중요
- 개인이나 집단의 노력을 통해 환경문제를 개선한 사례나 환경 행동의 효과를 수치화하여 제시하면 효과적일 수 있음
ㅇ 교육 수준과 소득이 높고 학생과 전문기술직의 비중이 높아 의견 선도자로서 활약할 확률이 크므로 환경 분야의 전도사(evangelist)로 성장할 가능성이 있음
- 직장 단위의 환경 주제 워크숍이나 세미나 등을 추진하는 것을 제안
□ 무관심 군집
ㅇ 정서 리터러시를 시작으로 전반적인 환경 리터러시 수준 개선을 유도해야 함
ㅇ 정형적인 환경교육에는 참여하지 않을 가능성이 높아 부산물로서 환경학습의 효과를 낼 수 있는 접근 방법 구상 필요
ㅇ 연령이 낮고 미혼 비율이 높은 집단으로 체험이나 견학 활동을 선호하기 때문에 문화나 레저 등을 동반한 프로그램이 유효할 것으로 기대함
- 플로깅(plogging), SNS 챌린지 등 문화 트렌드를 만들어 환경이 아닌 문화 활동으로의 참여 유도
□ 녹색 시민 군집
ㅇ 추가적인 교육보다는 환경 관련 준전문가로서의 활용을 고민해야 하는 집단
ㅇ 지역 내 환경문제에 직접 관여하는 관찰·조사를 선호하기 때문에 민간 환경 전문가나 시민 과학자로의 양성을 고려해 볼 수 있음
Ⅴ. 결론 및 함의
1. 연구 결과의 종합
□ 일반 시민의 환경 리터러시 수준을 확인
ㅇ 지식 리터러시 평균은 5.20, 정서 평균은 5.13, 실천 평균은 4.34(각 영역 7점 만점)로 우리나라 시민의 전반적인 환경 리터러시 수준은 높은 편
ㅇ 성인 집단 내에서도 환경 수준에 따라 다양한 군집이 존재하는 것을 확인
- 사회적으로 유사한 집단(예를 들어, 나이, 직업 등) 내에서도 환경 수준 격차 존재
- 시민 군집별 환경 인식 및 환경 정책에 대한 의견 차이가 있음을 확인
ㆍ환경 리터러시 수준의 차이는 개인 간의 환경 능력의 차이일 뿐 아니라 환경을 바라보는 시각이나 환경 정책에 대한 의견에 영향을 미침
2. 연구의 의의
□ 성인 대상 환경교육의 방향성과 환경 정책 수립을 위한 기초 자료 제공
- 성인의 환경 실천을 증대하기 위해서는 정서 리터러시의 강화가 중요
- 성인 세대의 교육 효과를 높이기 위해서는 무형식 교육의 강화가 필요
- 집단의 세분화를 통해 각 군집의 특성을 반영한 맞춤형 교육 접근 전략 추진 필요
3. 연구의 한계와 후속 연구를 위한 제언
□ 환경적으로 특징적인 모든 집단을 구분해 내지는 못함
ㅇ 성인을 대상으로 한 초기 연구로 범용적으로 사용할 수 있는 척도 개발을 목적으로 하였으므로 측정에 포함되지 못한 주제나 실천 영역이 존재할 수 있음
□ 모든 시민의 온라인 접근성이 동일하지 않기 때문에 온라인 설문은 노년층이나 저소득층 표집이 왜곡될 우려가 있고 특정 집단이 과소 또는 과대 대표될 수 있으므로 유의하여 해석해야 함
□ 시민 군집에 따른 환경교육 접근 방법은 실제 효과가 검증된 것은 아님
ㅇ 각 군집에 대한 심층 면접이나 포커스 그룹 인터뷰 등을 통해 본 연구에서 제시한 접근 방법의 유효성을 검증하고, 다양하고 실효성 있는 방안을 모색해야 함

Ⅰ. Background and Aims of Research
1. Research purpose
□ A nationwide consensus on the understanding on and necessity of the environmental policy is needed in order to successfully achieve the policy objectives.
□ According to the “Public Attitudes towards the Environment: 2020 Survey” issued by the Korea Environment Institute (KEI), the citizens consider environmental issues important but do not feel that they themselves are a direct victim of such issues.
ㅇ The level of autonomous environmental practice was relatively low compared to other main environment-friendly actions.
ㅇ People should make a habit of taking the environment into consideration in order to take environment-friendly actions.
□ One way that can be considered to influence people's awareness is education.
ㅇ Environmental education in Korea is centered around school-age children and youth.
ㅇ The majority of adults currently affecting the environmental issues and practically practicing environmental protection are excluded from environmental education, thus not receiving enough learning opportunities.
□ Environmental literacy as an objective of environmental education
ㅇ The necessity of environmental education is being highlighted but in reality, there is a lack of objectives and specific indicators to verify its effect.
ㅇ The goal of environmental education should be the expansion of environmental literacy and indicators to measure this should be developed.
2. Research scope
□ Summarize the concept of environmental literacy and develop the scales for adults
Measure the level of environmental literacy of citizens
□ Confirm the predictors and consequences of environmental literacy
□ Understand citizen types via cluster analysis
Ⅱ. Environmental Education for Adults and Environmental Literacy
1. Adult education
□ Education types are divided into formal, non-formal, and informal in the Role of National Qualifications Systems in Promoting Lifelong Learning (2005), a report on the project conducted by the Organization for Economic Cooperation and Development (OECD).
ㅇ Formal education: As education is conducted in educational or training institutes or workplaces, it allows learners to obtain social certifications in the form of a degree or certificate.
ㅇ Non-formal education: Although learning takes place through a certain program, it is mainly conducted in lifelong or private learning institutes or culture centers without an official evaluation or certificate.
ㅇ Informal education: Learning takes place through daily activities including house chores or leisure or vocational activities.
□ As of 2020, the lifelong learning participation rate of Korean adults was 42.1%. 41.3% of them were engaged in non-formal education. About 98% of the entire programs were conducted in the form of non-formal education.
2. Environmental literacy
□ The North American Association for Environmental Education (NAAEE) proposed a framework for assessing environmental literacy.
ㅇ The framework is comprised of conceptual understanding on environmental issues, problem-solving and critical thinking, opinions on the environment and nature, and environment-friendly behaviors in personal and social areas.
ㅇ The key is competency in solving practical issues. Knowledge and attitude are connected as a factor interacting with competency.
□ Kim, C. G. et al. (2019) attempted to comprehensively measure environmental literacy under the assumption that the significant goal of environmental education is nurturing environmental literacy.
ㅇ Kim, C. G. et al. (2019) emphasized personal and social aspects by re-organizing the NAAEE's framework to categorize factors into environmental cognition, affect, and behavior.
Ⅲ. Environmental Literacy for Adults
1. Survey on environmental awareness
□ A survey was conducted among general citizens who are the major target of environmental education to examine their awareness on the education.
ㅇ The survey was conducted for six days from May 31, 2021 to June 5, 2021 by a market research firm, EMBRAIN Public.
ㅇ The survey consists of ① a general survey investigating the overall recognition and demand on environmental education and ② Analytic Hierarchy Process (AHP) survey examining education topics and the importance of the required environmental literacy for each age group.
□ For ordinary adults, living conditions and environmental practice were considered important in terms of the lesson topic and environmental literacy, respectively.
□ Both ordinary people and experts evaluated practicing interaction as least important.
ㅇ In reality, for adults who need non-formal or information education instead of formal education, practice of interaction shall be used as an important strategy.
2. Development of environmental literacy measurement for adults
□ The authors searched through the major academic database and internet search engine Google Scholar using the following search terms: “environmental literacy,” “environmental knowledge,” and others. As a result, 22 studies and survey cases on environmental literacy measurements were identified.
ㅇ Of the 22 search results, 13 studies were finally included. Those whose study questions were not reported, theses not peer-reviewed, or surveys whose organization in charge is unclear were excluded.
□ Details of 459 questions measuring environmental literacy suggested in the 13 cases were analyzed.
ㅇ The number of questions asking the cognition level was the highest (41.2%), followed by behavior (33.7%) and affect questions (25.1%).
ㅇ The draft was created after categorizing the questions fit to the study concept and having meetings with the research team.
□ The draft was revised through the review of outside consultants and an online survey conducted among 100 participants.
ㅇ For the environmental knowledge section, questions which over 95% or less than 30% of respondents answered correctly were deleted.
ㅇ For the section of environmental affect and environmental behavior, reliability of questions was analyzed. Those whose Cronbach's alpha coefficient value is less than 0.7 were deleted.
ㅇ The final questionnaire was made up of a total of 87 questions: environmental cognition (33), environmental affect (22), and environmental behavior (32).
Ⅳ. Results
1. Overview
□ An online survey was conducted among 1,000 adults aged from 20 and 60 nationwide from September 10, 2021 (Fri.) to September 16, 2021 (Thur.) by EMBRAIN Public.
ㅇ Gender, age, and region-based sampling was used.
2. Questionnaire
□ The environmental literacy measurements for adults include the cognition, affect, and behavior sections, aiming at examining the current environmental competences of Korean adults.
□ The survey questionnaire consisted of three parts: ① personal characteristics, ② environmental literacy, and ③ opinion on environmental policy.
ㅇ Personal characteristics include demographic characteristics (such as gender, age, academic background, and income) and behavioral/psychological characteristics (such as how they obtain information, cultural worldview, motivation of environmental behavior, and subjective knowledge).
3. Study results
□ A cluster analysis was conducted based on the level of environmental literacy.
ㅇ This study set five clusters by adopting the K-average clustering analysis method.
□ The five clusters are classified into action-oriented, latent, skeptical, bystander, and green citizen clusters.
ㅇ The action-oriented cluster showed a high level of emotion and practice literacy despite the low level of knowledge literacy (8.8% of the entire respondents).
- Self-efficacy was stronger than other emotion literacy areas. It can be understood that the belief that environmental issues can be solved with one's effort leads to practice.
- Despite the low knowledge literacy, the level of subjective knowledge in terms of environmental knowledge was high. It means the respondents have self-confidence and belief in their competencies.
- The average age was 51.3 and the percentage of respondents having poor academic backgrounds (the percentage of those with a high school diploma or lower was 31.8%) was high.
ㅇ The latent cluster showed a mid level in all literacy areas (23.3% of the entire respondents).
- They were swing voters whose viewpoint in terms of the environment-friendliness is not established.
- They showed a certain level of environmental literacy but continuous practice was not found.
- Since practice literacy was at a high level, more environment-friendly behaviors could be found than others (i.e., skeptical or bystander cluster) depending on the situation or field.
- The female percentage (60.5%) was higher than that of males (39.5%), and the average age was 47.1.
- The percentage of housewives and those in simple labor positions is higher than other clusters.
ㅇ The bystander cluster showed a high level of knowledge literacy but emotion and practice literacy were at a mid and low level, respectively (26.9% of the entire respondents).
- Despite the high knowledge literacy, environmental efficacy was weak in all emotion literacy areas.
ㆍEnvironmental efficacy means the belief in one's competencies in understanding and taking actions to solve environmental issues and such practice is helpful in addressing actual environmental issues.
- The percentage of the highly educated was the highest (those having a university degree or higher is 75.8%) and the percentage of high income earners was relatively high (45.7% earns over five million KRW).
- In terms of vocation, the percentage of students or those working in professional fields was high.
- They preferred discussion or lecture in terms of environmental education methods. The percentage of people consuming environmental information via media (including both news reports and others) appeared higher than that of other clusters.
ㅇ The bystander cluster showed low levels of literacy in all areas (14.4% of the entire respondents).
- They had not only low environmental awareness, but also negative views sometimes.
- They tended to show a strong belief in fatalism, seeing the nature unpredictable and thinking that all behavioral results occur by chance.
ㆍThus, they considered danger is not preventable with individual or collective efforts.
- The male percentage (68.8%) was higher than that of females (31.3%), and the average age was the lowest.
- The percentage of low-income households (32.6% earns less than two million KRW) was higher than other clusters. The percentage of the unmarried (50.0%) or those with no kids (51.4%) was high among the respondents.
ㅇ The green citizen cluster displayed high levels of literacy in all areas (26.6% of the entire respondents).
- It is the most idealistic group supported by knowledge, emotion, and practice in terms of environmental education.
- The highly educated percentage was relatively high and that of those in management or professional fields was high.
- For them, the maintenance and conservation of the environment became the highest ecological motivation among others for environmental behavior.
- They had the highest level of information competency and consumed information from all sources evenly.
3. Strategies to enhance environmental literacy for each cluster
□ Action-oriented cluster
ㅇ It is necessary to guide them to practice environmental activity correctly by revising their incorrect environmental knowledge, since they evaluate themselves as being knowledgeable about the environment without a precise understanding.
ㅇ It is necessary to process information to make it intuitive and easily understandable, since the average age and percentage of those with poor academic backgrounds are high in this cluster.
ㅇ It is needed to encourage them to participate in environmental campaigns on a regional base including a community or welfare center, since they like engaging in environmental campaigns and activities. A high percentage of them obtains information from the regional community.
□ Latent cluster
ㅇ Since this group have certain levels of knowledge and emotion, it can be expected that increased emotion literacy through proper intervention will lead to the rise in practice.
ㅇ Grunig suggested involvement as a major factor to turn this type of cluster to active public.
- It is necessary to reduce psychological distance while growing tangibility on environmental issues to enhance involvement.
ㆍFor instance, since the percentage of females and housewives was high, their involvement could be enhanced if a message is sent to them, saying “Your children will soon face environmental issues”.
ㅇ Basically, they consumed environmental information a lot through media, so developing media content to raise their emotional level is recommended.
- Currently, there is a low possibility that they would actively consume environmental content. It is necessary to indirectly expose them to environment-related themes through embedded marketing or entertaining educational content.
ㅇ It is expected that experience with children or a field trip opportunity will be effective due to the high percentage of housewives in the cluster.
□ Skeptical cluster
ㅇ People in this cluster show high knowledge literacy because of their awareness on social structural limits, but their cognition is not turned into behavior.
ㅇ It is significant to deliver a message that gives self-confidence empowering them to overcome socio-environmental limitations.
- If a case where environmental issues were solved through individual or collective efforts or the effect of environmental practice is presented in a quantified way, it may be effective.
ㅇ Since the level of their academic backgrounds and income was high along with a high percentage of students and professionals, people in this cluster have a possibility of becoming an evangelist in the environmental field as a leading opinion leader.
- Hosting an environment-related workshop or seminar by workplace unit is recommended.
□ Bystander cluster
ㅇ It is needed to guide the improvement in the overall environmental literacy starting with emotion literacy.
ㅇ People in this cluster have a high possibility of not participating in formal education settings, so it is necessary to design an approach to create an environmental learning effect as a byproduct.
ㅇ Experience or field trip programs along with a cultural or leisure activity are expected to be effective since they prefer such activities as members of a group whose average age is low and where the percentage of the unmarried is high.
- It is necessary to induce their participation in an environmental activity as a cultural activity by creating a trend including plogging and the SNS challenge.
□ Green citizen cluster
ㅇ Instead of providing additional education, it is necessary to consider ways to use this cluster as semi-professionals in the environment field.
ㅇ Training them as civic environmental specialists or scientists can be considered as they prefer observation and investigation by directly engaging in the environmental issues within their region.
Ⅴ. Conclusion and Implications
1. Conclusion
□ Check the level of environmental literacy of ordinary citizens
ㅇ The overall levels of Korean citizens were high on average: knowledge literacy 5.20 out of 7.0, emotion literacy 5.13, and practice literacy 4.34.
ㅇ Depending on environmental literacy levels, the existence of various clusters was confirmed within the adult group.
- There was a gap in the environmental literacy level even within a socially similar group (e.g. age, vocation, etc.).
- It is confirmed that there were gaps in environmental recognition and opinions on environmental policy among citizen clusters.
ㆍThe difference in environmental literacy is not just a gap in individuals' environmental competence, but also a meaningful factor affecting the environmental view or opinion on the environmental policy.
2. Implications
□ This study provided fundamental data to determine the direction for environmental education for adults and establishing environmental policy.
- Enhancing emotion literacy is important to boost the environmental practice of adults.
- Strengthening information education is required to increase the educational effect on the adult generation.
- It is necessary to develop educational approaches suited to the characteristics of each cluster through cluster segmentation.
3. Limitations and follow-up research
□ It is impossible to distinguish all unique clusters in terms of the environment.
ㅇ This study aims at developing scales that can be universally used as initial research based on adults. Clearly, there could be themes or practice areas not included in the measurement.
ㅇ Future research may classify and present clusters from a more diverse perspective.
□ Since an online survey cannot be equally accessible by all citizens, the sampling of the elderly or low-income households may be distorted or a certain group can be under- or over-represented.
□ The actual effect of environmental educational approaches on each citizen cluster is not verified.
ㅇ It is necessary to verify the validity of the approaches suggested in this study by conducting an in-depth or focus group interview in each cluster and explore more various, effective measurements.

Ⅰ. 서 론
1. 연구 배경
ㅇ 지난 60여 년간의 압축적 도시화를 겪은 우리나라는 기후위기의 시대에 효과적인 대응 정책 수립·이행을 위해 도시와 기후·환경과의 상호작용에 대한 이해노력을 지속하여야 함
ㅇ 기존의 도시 미기후 연구는 도시의 구조적 측면에서의 해석이 주류를 이루어왔으나, 현대의 다양한 도시의 모습을 담아내기 위해서는 인간의 활동을 나타내는 도시 신진대사(Urban Metabolism)를 고려한 분석이 필요함
2. 연구 목적
ㅇ 도시의 구조에 기반한 기존의 토지 이용 분류 모델인 국지기후대(Local Climate Zone)를 상세 분석함
- 전국의 기상 관측망(기상청), 대기질 관측망(환경부) 관측지점에 대해 국지기후대 분류를 수행하고 관측망 분포 특성을 분석함
- 인공위성 기반의 자동분류 결과와 항공사진 기반의 전문가 분류 결과의 비교 분석으로 기존 분류 방법의 장단점을 분석하고, 개선방안을 연구함
ㅇ 도시 신진대사의 정의를 제시하고, 도시 기후·환경 연구 및 정책적 활용방안을 마련함
- 도시 신진대사의 정책적 활용을 위한 정책여건, 활용예시, 데이터 구축 전략을 마련함
- 도시 신진대사를 활용한 국지기후대 분류 방법의 개선을 제언함
Ⅱ. 국지기후대 분류 방법
1. 국지기후대 분류 방법
ㅇ 국지기후대는 도시 연구에 활용하는 연구 지점 주변 환경을 경관의 관점에서 객관적으로 분류할 수 있는 토지 이용 분류 방법임
ㅇ 국지기후대는 10개 유형의 건축 유형(고층, 중층, 저층, 고밀도, 저밀도, 산개분포, 공단 등)과 7개 유형의 토지 유형(숲, 초지, 나지, 물, 불투수층 등)으로 구성됨
ㅇ 국지기후대를 활용한 도시 미기후 연구가 활발하게 진행되고 있지만, 도시 신진대사를 충분히 반영하지 못하여 도시 내 기후·환경의 시공간 변동성을 충분히 설명하지 못하고 있음
2. 기상 및 대기질 관측망의 국지기후대 분류
ㅇ 기상 관측망(618개 지점)과 대기질 관측망(412개 지점)의 국지기후대 분류를 수행함
- 항공 및 위성사진에 기반하여 관측지점 중심 약 300m 반경의 국지기후대를 대표적인 2개의 유형으로 나타냄
- 전문가 검토 결과 2개의 유형으로 구분이 어렵거나, 주의가 필요한 경우 기록을 남겨 참조할 수 있도록 함
- 모든 분류 결과는 <부록 Ⅰ>, <부록 Ⅱ>에 수록하여, 향후 관측데이터를 활용하는 모든 연구자가 활용할 수 있도록 수록함
ㅇ 전국 기상 및 대기질 관측망 국지기후대 분류 결과를 활용하여 관측망 분포 특성을 분석하고, 향후 관측망 개선 방향을 제안함
- 기상 관측망의 관측지점 분포는 대체로 국토의 토지 피복 비율을 적절하게 반영하고 있으나, 도심지를 중심으로 더욱 상세한 관측망 구축을 추진해야 할 것으로 평가됨
- 대기질 관측망은 관측망 구축 목적에 따라, 도심지에 밀집 분포하는 특성을 나타내었으나, 과학적인 대기질 모니터링과 예측기술 개선을 위해서는 도시 외곽지역을 중심으로 국토의 토지 피복 비율을 고려한 관측망 개선을 추진해야 할 것으로 평가됨
ㅇ 위성 원격탐사 자료 기반 딥러닝 방법을 활용한 국지기후대 자동분류 결과의 교차 검증 분석을 수행함
- Sentinel 2A, Landset 8 위성 자료와 이미지 인식 기반의 딥러닝(CNN: Convolutional Neural Networks)을 활용한 서울지역 50m 해상도 국지기후대 분류 결과 분석
- 서울지역의 사진 기반 전문가 분류 결과와의 비교를 수행함
- 대체적으로 두 방법론의 분류 결과는 일치하는 것으로 나타났으나, 위성 기반 분류 결과는 식생량에 민감한 결과를 나타내는 것으로 평가됨
Ⅲ. 도시 신진대사 활용방안
1. 도시 신진대사 데이터 구축 전략
ㅇ 도시 신진대사의 정책적 활용을 위해 시공간적 고해상도의 에너지 소비량(예: 전기 및 도시가스), 교통량, 유동 인구 데이터의 구축이 필요함
- 기존의 사회·경제적 통계자료의 해상도는 제한적인 항목에 대하여 연별, 동 단위별 데이터 구축에 그치는 실정임
- 고해상도의 도시 신진대사 데이터 구축을 통해 정책 목적에 맞는 대상과 그 효과를 극대화(예: 기상 조건 고려, 주중과 휴식일 구분, 주야간 및 출·퇴근시간 구분, 공간별 정책 수립 등)할 수 있음
- 구축 가능성을 평가했을 때, 통신량 기반의 유동인구, 내비게이션의 실시간 교통량 정보, 건물별 전기 및 도시가스 사용량 데이터를 정책적으로 확보하여 연구에 활용해 나가야 함
ㅇ 도시 신진대사 데이터 구축을 위해 데이터의 경제적 가치, 데이터 생산·관리·활용 체계 및 데이터 활용과 관련한 윤리원칙 마련이 시급한 과제로 보임
2. 도시 신진대사를 고려한 국지기후대 개선방안
ㅇ 읍·면·동 단위(전국 3,494곳)의 인구밀도 분포 데이터를 구축 분석한 결과, 기존의 국지기후대 분류와 더불어 4단계의 인구밀도를 함께 표기할 것을 제안함
- 인구밀도 분포의 Jenks natural breaks 적용 결과, 저밀도(1,487곳, 42.6%), 중밀도(873곳, 25.0%), 고밀도(602곳, 17.2%), 초고밀도(532곳, 15.2%)의 4단계 분류 적용이 적절하다고 평가됨
3. 도시 신진대사의 정책적 활용방안
ㅇ 도시 신진대사는 '탄소중립 2050' 비전 실현을 위한 기후변화 대응(완화 및 적응) 정책에 적극적으로 활용되어야 함
- 기존의 온실가스 배출량 감시는 행정구역 단위 또는 주요 배출 거점에 대해서 이루어지고 있지만, 전 국토에 대한 모니터링과 배출량 제어 정책 추진을 위해, 도시 신진대사를 고려한 공간정보의 활용이 반드시 적용되어야 함
- 기후변화 적응 정책 마련을 위한 기존의 리스크 평가 결과는 행정구역 단위로만 제공되고 있어, 도시 신진대사를 활용한 실질적 의사결정 단위의 고해상도 리스크 관리 체계 마련이 필요함
- 전라북도 전주시의 50m - 1시간 유동인구 데이터 시범 구축 결과에 따르면, 유동인구 데이터를 활용한 기후변화 적응 중점관리지역(hotspot) 분석 등을 통해, 국민 체감형 적응 대책 마련에 효과적일 것으로 예상됨
ㅇ 도시 신진대사 데이터는 도시의 폐기물 관리와 자원 순환 등 환경정책의 시행과 국가종합계획, 국토종합계획, 도시계획 등 도시의 건물, 교통, 에너지 정책의 시행을 위해 활용 가치가 높음
Ⅳ. 결 론
ㅇ 도시 신진대사는 국민 체감형 정책 마련을 위한 기초정보로, 기후·환경 정책뿐만 아니라 건축, 교통, 에너지를 위한 공간계획에의 활용에 도움이 될 것으로 기대함
ㅇ 기존의 도시 연구에서 적용되었던 경관 관점의 국지기후대 분류 체계는 관측지점 메타정보 관리와 관측망 개선을 위해 적극적으로 활용되어야 하며, 도시 신진대사의 특성을 반영하기 위해 지속 노력해야 함
ㅇ 도시 신진대사의 정책적 활용을 위해 유동인구, 실시간 교통량, 에너지 사용량에 대한 데이터가 구축 관리되어야 하며, 데이터의 생산·관리·활용체계 및 데이터 윤리 원칙 마련을 위한 노력이 필요함

Ⅰ. Introduction
1. Background
ㅇ Over the past 60 years, Korea has achieved economic growth and urbanization.
ㅇ Therefore, it is necessary to understand the interaction between cities and the climate/environment for implement the policies in the era of climate crisis.
ㅇ Urban researches has mainly focused on urban structural analysis, but in order to capture the various characteristics of cities, it is necessary to analyze urban metabolism (UM) that represents human activities.
2. Purpose
ㅇ To analize the Local Climate Zones (LCZs), a land-use classification model based on the urban structure.
ㅇ To present the definition of UM, and to suggest the application strategy on policy planning.
Ⅱ. LCZs Classification Method
1. LCZs Classification Method
ㅇ LCZs is standardized land use classification method that can classify the environment based on the landscapes around the urban observation sites.
ㅇ LCZs classes consist of 10 built type classes (high-rise, mid-rise, low-rise, compact, open, sparsely, heavy, etc) and 7 land cover class (forest, grassland, bare-soil, low-plant, water, impervious, etc).
ㅇ Urban climate researches are actively increasing, but they cannot be explained the spatial and temporal variability of the urban climate and environment well because they does not reflect the UM.
2. LCZs Classification of AWS and AirKorea network
ㅇ Classification LCZs of the automatic weather station (AWS; 618 sites) and the urban air quality monitoring network (AirKorea; 412 sites).
ㅇ Analysis of the distribution characteristics of observation networks (AWS and AirKorea) located across the country, and suggestion of future directions for improving the observation network.
ㅇ Cross-validation analysis of classification results using deep learning method based on satellite remote sensing data.
Ⅲ. Application of Urban Metabolism
1. Strategy of Building UM Database
ㅇ It is necessary to build a high-resolution UM database including population mobility, traffic accounts, energy consumption rates (ex, electricity and natural gas) for an application of UM to a policy
ㅇ It is necessary the discussion on the economic value of UM data, the establishment of data production, management, and utilization processes, and the publishment of ethical principles.
2. Improvement Method for LCZs Considering UM
ㅇ As a result of analyzing the population density distribution (3,494 towns), it is suggested that the four categories of population density along with LCZs classification.
3. Policy Use of UM
ㅇ The concept and data of UM should be utilized in climate change actions (i.e., mitigation and adaptation policies) to achieve the carbon-neutral 2050 vision.
ㅇ UM data could be utilized in the implementation of environmental policies such as urban waste management and resource circulation, as well as the implementation of urban management policies for the building, transportation, and energy.
Ⅳ. Conclusion
ㅇ It is expected the UM will be helpful in planning not only climate and environment policies but also spatial planning for architecture, transportation and energy.
ㅇ LCZs should be continuously applied in the urban researches as a meta data, and continuous efforts should be made to reflect the characteristics of UM.
ㅇ Data on floating population, real-time traffic volume, and energy consumption should be built and managed for the policy utilization of the UM, and efforts should be made to establish a data production, management, and utilization system and data ethics principles.

Ⅰ. 서 론
1. 연구의 배경 및 필요성
□ 지구온난화 현상이 심각해지면서 기후변화 문제를 해결하기 위한 국제사회의 노력이 탄소중립(Net Zero) 선언을 통하여 뚜렷하게 나타남
ㅇ EU는 2030년까지 온실가스 배출량을 55% 감축하고 2050년까지 탄소중립을 달성할 것을 선언한 바 있음
ㅇ 미국은 조 바이든 대통령 취임 직후 파리협정에 재가입하였고 2050년까지 탄소중립을 이루겠다고 선언함
ㅇ 일본은 2050년까지, 중국은 2060년까지 탄소중립을 달성한다는 목표를 수립함
ㅇ 주요 국가의 탄소중립 전략을 살펴보면, 탈석탄 정책을 기반으로 한 에너지 전환이 핵심을 이루고 있음
□ 우리나라도 2020년 12월, 2050년까지 탄소중립을 달성할 것을 선언하였고 「기후위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법」을 통해 법제화하였음
ㅇ '2050 탄소중립 추진전략'(관계부처합동, 2020)은 우리나라 탄소중립 달성을 위해 마련한 방안으로 경제구조 저탄소화, 저탄소 산업 생태계 조성, 탄소중립 사회로의 공정전환, 탄소중립 제도적 기반 강화라는 주요 전략을 담고 있음
ㅇ 또 하나의 기후변화 정책 화두인 그린뉴딜도 국내 에너지 전환에 대한 내용을 담고 있음
□ 우리나라의 탈석탄 에너지 전환 중심의 기후변화 대응은 국제사회의 흐름에 맞춰 바람직하게 이루어지고 있는 반면, 현재 국내 에너지 발전 현황을 살펴보면 개선의 여지가 많음
2. 연구의 목적
□ 기존 연구와 차별화된 석탄화력발전의 사회적 비용 추정에 대한 연구가 반드시 필요하며, 국외에서 활발히 연구되고 있는 헤도닉 가격 모형을 적용한 국내 연구의 필요성이 제기되고 있음
ㅇ 탈석탄화력발전은 탄소중립 및 그린뉴딜의 핵심적인 사안임에도 불구하고, 그간 화석연료의 사회적 비용 추정은 대기오염물질 배출로 인한 건강 영향, 특히 극단적 경우인 조기 사망에 주로 집중되어 왔음
ㅇ 이는 석탄화력발전 등 화석연료의 사회적 비용을 과소 추정하게 되는 원인으로 작용함
□ 본 연구에서 도출된 사회적 비용은 에너지 전환 정책의 경제적 비용편익분석을 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것이며, 탄소중립 및 에너지 전환 정책에 대한 국민 의식제고를 위한 근거 자료로 제시될 수 있음
Ⅱ. 국내외 석탄화력발전 현황
1. 국내 석탄화력발전 현황
□ 기후변화와 미세먼지 문제의 주요 원인으로 거론됨에도 불구하고 석탄화력발전은 아직 우리나라의 주요 전력 발전원임
ㅇ 2019년 기준, 석탄화력발전은 국내 설비별 발전 전력량 기준 전체의 38.9%를 차지하고 있음
ㅇ 국내 원별 발전량의 40%를 차지하고 있으며, 특히 전력소비량이 급증하는 여름철에는 석탄화력발전소의 가동률과 발전량도 증가하는 추세를 보임
□ 2021년 12월 기준, 총 57기의 석탄화력발전기가 운전 중이며 4기가 추가 건설 중임
ㅇ 충청남도에 29기, 경상남도에 14기, 강원도와 인천시에 6기, 전라남도에 2기가 위치하고 있으며, 신규 발전기 역시 기존에 발전기들이 집중되어 강원 지역에 건설될 예정임
ㅇ 발전기가 집중되어 있는 일부 지역은 그렇지 않은 지역보다 발전 사업으로 인한 건강 및 환경 피해를 볼 가능성이 큼
2. 국내외 에너지 전환 정책 동향
□ 선진국을 중심으로 석탄화력발전에 대한 의존도를 낮추고자 하는 노력이 이루어지고 있음
ㅇ 미국의 석탄화력발전량 규모는 2007년 최고점을 달성한 후 점차 감소하는 추세에 있으며 지난 2020년의 석탄화력발전량은 2007년 대비 약 38% 수준으로 감소함
ㅇ 유럽 국가들은 기후변화 대응 정책의 일환으로 강력하게 탈석탄을 추진해 왔음
ㅇ 세계 최대 온실가스 배출국인 중국도 과거 온실가스 감축에 소극적이던 태도를 바꿔 2060 탄소중립 달성을 선언하며 저탄소 산업을 통해 새로운 산업 동력을 얻으려는 행보를 보이고 있음
□ 우리나라의 경우 최근 발표되는 여러 정책에서 노후 석탄화력발전소를 폐지 또는 가동 중단하는 등 탈석탄 에너지 전환 목표 달성을 위한 전략을 제시함
Ⅲ. 석탄화력발전의 환경 및 건강 영향
1. 분석 모형
□ 본 장에서는 장기간(1972~2019년)에 걸쳐 석탄화력발전 과정에서 발생되는 대기오염물질의 환경 및 건강 영향을 추정하기 위하여 영향경로분석(impact pathway analysis)을 사용함
ㅇ 영향경로분석은 대기오염물질이 배출되는 지점에서부터 수용체까지 미치는 영향을 경로에 따라 분석하는 상향식 접근 방법의 하나임
ㅇ 배출량 자료, 대기질 모사 모형의 종류, 시간 및 공간적 범위 등 많은 불확실성이 존재하는 것이 본 분석 방법의 한계점일 수 있음
2. 분석 결과
□ 1972~2019년까지 석탄화력발전으로 인한 환경적 피해는 약 23조 9,000억 원에 이르는 것으로 나타났음
ㅇ 이는 국내에서 발전 단가를 낮추기 위해 1970년대 석탄화력발전 비중을 급격히 늘린것의 영향이며, 더불어 경제성장에 따른 지불의사액의 증가와 인구의 증가로 인한 피해 대상의 확대에 기인한 것으로 평가할 수 있음
ㅇ 본 연구의 건강 영향 추정 결과는 향후 탄소중립 및 에너지 전환을 위한 발전원별 비용-편익 산정에 있어 외부비용 추정을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대함
Ⅳ. 석탄화력발전의 주택가격에 대한 영향
1. 분석 모형
□ 본 연구에서는 석탄화력발전소의 주택시장에 대한 영향을 헤도닉 가격 모형(hedonic price model)을 사용하여 분석함
ㅇ 헤도닉 가격 모형이란 시장이 명시적으로 존재하지 않는 환경재에 대한 가치를 다른 재화의 대체 시장을 이용하여 추정하는 방법임
ㅇ 환경 요소의 주택시장에 대한 영향 분석은 여러 국외 선행연구(Currie et al., 2015; Davis, 2011; Chay and Greenstone, 2005 등)에서 수행된 바 있지만 국내 연구에서는 쉽게 찾아볼 수 없음
ㅇ 발전소 주변 주택을 표본으로 고려하였을 때, 그중에서도 상대적으로 발전소에 아주 근접하게 위치한 주택가격의 변화를 추정하고자 하였고 발전소 건설 계획, 착공, 상업운전 개시에 따른 가격 변화를 추정함
2. 분석 결과
□ 환경·건강 위험 요소에 더 노출된 근접 지역의 아파트는 발전소의 경제적 영향보다 환경적 위험 요소에 더 영향을 많이 받는 것으로 분석됨
ㅇ 신규 발전소가 건설되거나 기존 발전소에 추가적으로 발전기가 건설될 때, 주변 아파트 가격은 상대적으로 하락하는 것으로 확인됨
ㅇ 계획 당시에는 주변 지역 주택가격의 하락을 유발하지만 상업운전이 시작되는 시점에는 발전소로부터 가까운 지역에서도 아파트 가격이 상승하는 점을 확인함
ㅇ 반대로 노후 발전기 폐지로 인하여 주변 아파트 가격이 상승하는 것으로 나타남
Ⅴ. 결론 및 학술적 성과
1. 결론
□ 본 연구에서는 국내외 석탄화력발전 및 에너지 전환 정책의 현황을 살펴보았으며, 석탄화력발전의 외부효과 중 가장 직접적으로 나타나는 건강 영향을 분석하여 건강에 대한 피해 비용을 산정하였고, 간접적으로 주택시장에서 발생한 석탄화력발전의 사회적 비용을 추정하였음
2. 학술적 성과
□ 건강 영향 분석의 경우, OECD 등 국제기구에서 추진 중인 환경계정의 구축을 위한 대기오염 또는 발전 부문의 총외부피해를 산정하는 데 있어 연구의 결과 및 방법론 모두 유용한 참고 자료로 사용될 수 있을 것이라 판단됨
□ 본 연구는 국내에서 처음으로 주택시장이라는 대체 시장을 사용하여 석탄화력발전의 사회적 비용을 추정하였으며, 기존 사회적 비용 추정치와 다른 측면의 비용을 제시하였다는 점에서 의미가 큼
□ 주택시장에 대한 영향 분석 방법의 경우, 아파트 단지-고정효과 모형을 사용함으로써 실증 미시 분석의 고질적인 문제인 누락변수편향문제에 대하여 부분적으로 대처하였다고 판단됨
□ 본 연구의 분석 결과는 탄소중립 및 에너지 전환 관련 정책에도 활용이 가능할 것으로 기대함

Ⅰ. Introduction
1. Background
□ Due to the severity of global warming, the international society has declared net-zero goals as an active response to environmental issues.
ㅇ The EU made a declaration to reduce greenhouse gas emissions by 55% by 2030 and achieve net-zero carbon emissions by 2050.
ㅇ In the case of the United States, president Biden declared that they will rejoin the Paris Agreement and achieve carbon neutrality by 2050.
ㅇ Japan and China declared that they will achieve carbon neutrality by 2050 and 2060, respectively.
□ Korea also declared that they will achieve carbon neutrality by 2050, which has been legislated into the “Net-Zero and Green Growth Act Against Climate Crisis”.
ㅇ The Net-zero 2050 Strategy (Related ministries, 2020) provides necessary strategies for South Korea to achieve carbon neutrality, including transitioning to the low-carbon economic structure and creating the industrial eco-system, making a just transition towards carbon neutrality, and establishing an institutional base for carbon neutrality.
ㅇ The importance and urgency of the matter are also highlighted in South Korea's Green New Deal.
□ Although Korea's movement towards coal phase-out and energy transition in accordance with the international trend is desirable, Korea's current dependence on coal-fired power plants leaves room for improvement.
2. Research goals
□ While past research focused on health-related social costs of coal-fired power plants, this study aims to present the social cost focusing on the housing market, which is quite a new approach in Korea's environmental economics research.
ㅇ Although the transition from coals is a major issue in net-zero and green new deal agendas, the cost estimations have focused on health costs due to air pollution, especially the costs of premature deaths.
ㅇ Such tendency is likely to result in the underestimation of the social costs associated with coal power plants.
Ⅱ. Coal-fired Power Plants in Korea and Abroad
1. Coal power plants in Korea
□ Although coal power plants are a major cause of climate change and atmospheric aerosols, South Korea is still heavily dependent on coal power plants for its energy generation.
ㅇ As of 2019, coal power plants comprised 38.9% of domestic electricity generation measured by the amount of electricity generated by facility.
ㅇ Coal power plants comprise 40% of domestic electricity generation measured by source, and the dependency tends to grow during the summer months.
□ As of December 2021, a total of 57 generators were operating and four generators were under construction.
ㅇ There are 29 generators in South Chungcheong Province, 14 in South Gyungsang Province, six each in Gangwon Province and Incheon, and two in South Jeolla Province; additional generators are to be constructed in these regions.
ㅇ Naturally, regions in which the generators are concentrated are likely to be more vulnerable to health and environmental damage from coal power plants.
2. Energy transition in Korea and Abroad
□ Efforts to reduce dependence on coal power plants can be observed in many parts of the world, especially in advanced economies.
ㅇ The US's coal power generation capacity reached its maximum in 2007 and gradually decreased from then on, reaching approximately 38% of the total capacity of 2007 in 2020.
ㅇ Coal phase-out is a major part of climate change policies of European countries.
ㅇ China, the largest emitter of greenhouse gas emissions, is trying to reshape itself into a low-carbon economy.
□ In the case of South Korea, many government agendas now include closure of aged coal power plants.
Ⅲ. The Health Effects of Coal-fired Power Plants
1. Model
□ This chapter analyzes the environmental and health effects of air pollutants from coal power plants during the period from 1972 to 2019, using the impact pathway analysis model.
ㅇ Impact pathway analysis is one of bottom-up analytical tools by which we identify the effects of emission sources on the environment and the receptor's health.
ㅇ Possible limitations are as follows: the uncertainties pertaining to the usability of the emission data, the model used to simulate air pollutants' travel paths, the spatial and temporal scope of the study, and so on.
2. Result
□ The health cost associated with coal power generation is estimated to be approximately 23 trillion KRW.
ㅇ The cost is estimated taking into account the fact that 1) there was a rapid increase in coal power plants in 1970s to lower the generation cost, 2) the amount people are willing to pay increased due to economic growth, and 3) more people became subject to damage due to population increase.
ㅇ The result of this chapter may be utilized in the cost-benefit analysis of the energy transition policies and as a reference data for measuring external costs of coal power plants.
Ⅳ. Impacts of Coal-fired Power Plants on Housing Prices
1. Model
□ This chapter estimates the effect of coal power plants on housing prices using a hedonic price model.
ㅇ The hedonic price model is defined as an analytical tool by which we measure the value of environmental amenities or disamenities.
ㅇ The effects of environmental factors on property values have been analyzed in multiple international studies (Curriet et al., 2015; Davis, 2011; Chay and Greenstone, 2005, etc.), but there has been little research in Korea.
ㅇ This study compares the prices of apartment complexes located in the 0 to 10-km and 10 to 20-km-radius, before and after the announcement of the newly opening plants, the construction of the plants, and the start of operation.
2. Result
□ The prices of the apartment complexes that are located in closer proximity to the power plants are affected by information on nearby power plants.
ㅇ When new coal power plants open and additional generators are built in the existing power plants, the prices of nearby apartment complexes fall.
ㅇ The prices fall at the time of announcement, but they rebound after the plants begin operation.
ㅇ On the contrary, the closure of aged generators increases the prices of nearby houses.
Ⅴ. Conclusion and Academic Contribution
1. Conclusion
□ This study summarizes the up-to-date information regarding the use of coal power plants and the energy transition polices in Korea and abroad, analyzes the heath costs associated with coal power plants, and, finally, estimates the effects of coal power plants on housing price.
2. Academic contribution
□ In the case of the analysis on health effects, both the methodology and outcome may be a useful source for measuring external costs of coal power plants.
□ This is the first study that used a hedonic price model to estimate the external costs of coal power plants focusing on the housing market in the Korean context and it provides cost estimations that are differentiated from those of the past literature.
□ For impact analysis of the housing market, this study aimed to address the problem of omitted-variable bias which is prevalent in empirical microeconomics research, especially in the hedonic pricing research, by using the apartment complex-fixed effects model.
□ The outcome of this study may be useful in the cost-benefit analysis of policies regarding net-zero and energy transition.