정부가 지난 11일 과학기술을 통해 미세먼지 문제에 대한 근본적·혁신적 해결을 지원하기 위한 ‘과학기술기반 미세먼지 대응 전략’을 미래창조과학부(장관 최양희)·환경부(장관 조경규)·보건복지부(장관 정진엽) 합동으로 발표했다.

이번 전략은‘미세먼지 대응 기술개발’이 지난 6월 3일 ‘미세먼지 관리 특별대책’에 포함된 데 이어, 8월 10일 9大 국가전략 프로젝트 중 하나로 선정됨에 따른 구체적인 세부 이행계획(‘17년~’23년)이다.

정부는 지난 6월 17일 관계 부처에서 추천한 전문가(48인)로 ‘범부처 미세먼지 연구기획위원회’를 구성하여 전략(안) 초안을 마련하고, 두 번의 공청회(서울 9.7, 대전 11.4)와 부처 협의를 거쳐 최종 확정·발표하게 됐다.

정부는 이 전략에 따라, 2017년 초부터 미세먼지 대응 기술개발을 추진할 범부처 단일사업단을 발족하고, 기술개발 및 산업화 촉진 생태계 조성을 위해 관계 부처 TF 및 민관 협의회 등 협업체계를 구축·운영한다는 계획이다.

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

또 부처별·사업별로 소규모로 분산되어 진행되던 연구를 범부처 단일사업단을 중심으로 결집하고, 초미세먼지(PM2.5) 2차 생성 메커니즘 규명 및 유해 성분 분석 등 위해성 해소에 초점을 맞춘다.

아울러, 미세먼지 대응 기술에 대한 정의와 분류체계를 정립하고, 전 부처 R&D 정보 공유를 통해 성과를 연계하고 중복 투자를 방지하는 등 R&D 관리를 강화해 나간다.

(표)종전 연구방식과 차이점

이번 전략은 국가전략 프로젝트 차원의 ▲미세먼지대응 중점기술 개발 뿐 아니라, 미세먼지 위기를 새로운 기회로 전환시키기 위한 ▲기술산업화 및 글로벌 협력, 정부 재정의 효과적 투자 및 성과창출 극대화를 위한 ▲정부 R&D 중장기 투자전략 등 3대 부문으로 구성되며, 주요 내용은 다음과 같다.

◆미세먼지대응 중점기술 개발
국가 R&D 역량을 집중하여 ①발생·유입, ②측정·예보, ③집진·저감, ④보호·대응 등 4대 분야의 근본적·과학적 해결책을 마련한다.

▲발생·유입=초미세먼지 발생원인과 발생원별 기여도 규명 등 부족한 기반연구를 강화한다.

집중 현장조사와 스모그챔버 실험 등을 통해 초미세먼지 생성·변환 메커니즘을 규명하고 모수화(parameterization: 미세먼지 예측 모델 개발, 정부 정책의 효과 분석 등에 활용 가능한 화학 반응식 도출)한다.

△한·미 공동 특별관측에 준하는 독자적인 항공관측 시스템 구축(’19), △대기오염 집중 측정소(백령도, 태화산 등) 학·연·관 공동 활용체계 구축(’17), △권역별 전략지점 상시 측정(’17~), △대형 스모그 챔버 구축(’20) 및 초미세먼지 생성․변환 메커니즘 정량적 규명(’22).

아직까지 불분명한 미세먼지 해외 유입량과 국내 주요 오염원별 기여도(1차 배출과 2차 생성을 포함)를 정량적으로 규명한다.

△기존 자료를 활용한 권역별 오염원 기여도 우선 산정(‘18), △‘특별대책’ 목표 달성을 위한 규제 대상 배출원 및 저감량 산정(‘19), △대중소사업장, 상업시설 등 오염원별 배출특성 프로파일 구축(‘22), △준실시간 분석이 가능한 차세대 오염원 기여도 산정기술 개발(’22).

▲측정·예보=실시간 농도·성분 측정 원천기술을 확보하고, 미세먼지 정보를 통합 분석함으로써 중장기 정밀예보를 실시한다.

실시간 농도·성분 측정기술을 확보하고, 대도시·육상 중심의 기존 관측망을 상공과 해상을 포함하는 실시간 입체관측망으로 확대한다.

△기존의 국가·지자체·연구 관측망 연계 및 원격탐사 장비 확충(‘21), △MEMS(Micro Electro Mechanical System : 반도체 공정을 이용한 초소형 정밀기계 제조기술) 등을 활용한 초소형 초미세먼지 측정시스템 개발(’19~‘21), △차량, 드론 등을 활용한 이동관측 플랫폼 개발 및 한반도 전역을 커버하는 3차원 실시간 입체 관측망 구축(’23).

독자 예보모델 개발, 빅데이터·인공지능 적용 등을 통해 미세먼지 예보정확도(62%’15년 ⇒ 75%’20년)·기간(2일’16년 ⇒ 7일’23년)을 획기적으로 향상시킨다.

△한반도·아시아의 대기화학적 특성을 반영한 독자 미세먼지 예보모델 개발(‘20),  △국가 대기오염물질 배출량[CAPSS:Clean Air Policy Support System, 대기환경정책지원시스템(배출량 DB 시스템)] 불확실성 개선(’19), △미세먼지 빅데이터 구축(’19) 및 인공지능을 적용한 중장기 예보시스템 개발(‘23).

▲집진·저감=종전 대비 2배 이상의 성능을 가지는 고효율 저감기술(집진·탈황·탈질)을 개발하고, 그간 간과되었던 응축성 미세먼지와 비산먼지(응축성 미세먼지는 초미세먼지 2차 생성의 50% 이상, 비산먼지는 직접 배출의 약 40%로 추정) 저감기술을 개발한다.

화력발전소, 제철소 등 대·중소사업장 대상 비용효과적 저감을 기술을 개발하고 공동 실증 등을 통해 확산을 지원한다.

△대형사업장 직접배출저감 및 탈황·탈질·응축성 미세먼지 저감기술 개발·실증(‘17~’23), △중소사업장 대상 1·2차 미세먼지 동시 제거용 초저가 시스템·실증(‘17~’23).

도로, 지하철, 건설현장 등 다양한 생활현장에서 발생하는 비산먼지 저감 기술을 개발한다.

△무동력 집진장치 개발 및 차량 시범운행(’20~‘23), △지하철 및 터널용 저에너지형 저감시스템 개발(‘20~’23), △건설현장 유형별 저감기술 개발 및 실증(20~’23).

▲보호․대응=국민들의 실질적인 미세먼지 노출량과 미세먼지의 위해성 정보를 제공하고, 노출저감 기술을 개발, 확산을 지원한다.

주택, 대중교통, 지하공간, 상업시설 등 생활환경에서 국민들의 미세먼지 노출을 저감(50% 이상)할 수 있는 기술을 개발한다.

△가정 내 노출 저감기술 개발(외부유입 차단, 내부 공기 정화, 조리시 배출저감 등)(‘17~), △대중교통·상업시설·지하공간 등 미세먼지 저감기술 개발(’17~), △야외 운동자, 근로자 등을 위한 착용형 정화장치 개발(’20~).

미세먼지의 인체건강영향에 대한 과학적 정보 확보·제공으로 정부의 미세먼지 대응 정책과 국민의 능동적 대응을 지원한다.

△인구집단·생활패턴별 미세먼지 노출량 평가(‘17~), △코호트, in vivo 연구를 통해 미세먼지와 질환과의 연관성 연구(’17~), △미세먼지 유발질환 바이오마커 발굴 및 예방기술 개발(‘19~)

분산ㆍ파편화되어 있는 미세먼지 관련 정보를 ICT 기반으로 통합하여 ‘개인 맞춤형 미세먼지 정보 체계’를 구축한다.

△미세먼지 정보제공 통합플랫폼 구축(’17~), △IoT 기반 개인 맞춤형 정보서비스 창출 지원(‘20~)

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

먼저, 공공부문의 R&D 성과를 민간에 확산하고 산업화를 촉진할 수 있도록 지원한다.

이를 위해, 정부 실증사업에 기업참여 보장, 공공·민간의 기술수요 정기 조사 및 공개, 공공부문 연구성과의 조기 사업화 지원[미세먼지 유망기술 발굴 및 홍보, 기술설명회 등 추진(연구성과실용화진흥원)] 등을 추진한다.

기술발전에 부합하는 ‘스마트 미세먼지 규제시스템’을 구축한다.

기술개발 속도와 발맞춰 미세먼지 배출원 관리는 강화하는 한편, 새로운 저감기술 개발 및 산업화 저해 규제는 개선한다는 기본 방향을 설정하고, 구체적인 내용은 관계부처·기업·연구자·시민단체 등과 함께 논의·마련해 나간다는 계획이다.

2017년 초부터 미세먼지 문제해결과 신성장 동력 창출을 위해 부처간(범부처 TF)·민관간(미세먼지대응 기술협의회) 협업 생태계를 구축·운영한다.

아울러, 국내 환경기술의 글로벌 진출과 미세먼지 해결을 위한 국제 연구협력을 활성화한다.

이를 위해 국내 환경설비기업의 중국 현장실증을 확대(2016.9월 현재, 3개 사업 327억원 계약 체결, 43개 2,841억원 규모 협상 진행 중)하고 친환경제품의 중국수출 전 과정을 지원[환경부 산하 ‘환경기업 수출종합 지원센터’에서 수출전략 수립 → 마케팅 역량 강화 → 무역실무(FTA 대응) → 전자무역(’16.6월 현재 10개사) 등을 지원하고 중국 시험인증기관(CCIC, CDC 등)과 협약을 통해 국내 제품 인증절차 간소화]한다.

동북아 국가간 미세먼지 문제해결을 위한 정부간 협력을 확대(기존 : 중국 → 확대 : 동북아 주요국)하고 민간 차원의 연구협력을 지원한다.

◆정부 R&D 중장기 투자 효율화
중장기적 관점에서, 정부의 미세먼지 R&D 투자에 대한 전략성을 강화하고 철저한 기술관리를 통해 사회·경제적 성과창출을 극대화한다.

R&D 현황 관리, 투자 전략 수립 및 성과연계 등의 기반이 되는 ‘미세먼지대응기술’의 개념 및 기술분류체계(대분류 3개, 중분류 10개, 세부기술 25개)를 정립했다.

종전에는 대기환경연구의 국소분야로 간주되어 중요성에 비해 별도의 개념정의 및 기술분류 체계가 없어 R&D 현황 관리 및 효율적 투자에 한계가 있다.

미세먼지대응기술은 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5) 및 관련 원인물질(SOx, NOx, VOC 등)을 대상으로 피해 예방 또는 후속 대응을 주목적으로 하는 기술이다.

정부 R&D 투자 규모는 420.3억원(’15년말 기준, 상향식 과제(bottom-up)과제 제외)이다.

미세먼지대응기술 수준은 최고기술 보유국 대비 평균 70.5%, 기술격차 7.5년이다.

또 새롭게 마련된 기술분류체계에 근거하여 분야(10개 중분류)별 정부 R&D 투자, 국내외 논문·특허, 기술수준 조사 결과, 시장 및 산업동향 등을 종합적으로 분석하여 중장기 투자 전략(민관 역할분담, 중점투자 분야, 산업화 지원 방안 등)을 마련했다.

(표)분야별 투자 방향(안)

미세먼지대응기술 투자뿐 아니라 정부 전체에서 다양한 연구주체들이 수행하고 있는 R&D 활동 정보를 미세먼지기술로드맵(PTR; Particulate-matter Technology Roadmap)으로 집대성하고 주기적으로 갱신·활용[미세먼지대응기술 R&D 관련 모든 주체(부처·재정당국, 연구관리기관, 연구기관 등)가 R&D 기획·관리·수행, 성과연계, 홍보 등에 활용 가능]한다는 계획이다.

(표)미세먼지기술로드맵(PTR) 예시 : 원인규명 연구 분야

‘과학기술기반 미세먼지 대응 전략’의 기대효과는 다음과 같다.

‘과학기술기반 미세먼지 대응 전략’을 관계 부처 대표로 발표한 미래창조과학부 홍남기 제1차관은 “미세먼지대응 기술개발, 정책·제도개선, R&D 투자 효율화 등을 포함하는 큰 틀에서의 전략이 나온 만큼, 환경부·보건복지부 등과 함께 차질없이 이행될 수 있도록 만전을 기하겠다”고 밝혔다.

한편「과학기술기반 미세먼지 대응 전략」 개요, 대기환경분야 중 미세먼지대응기술의 위치, 미세먼지대응기술(’15년 420억원) 분류체계(안)는 (http://www.medicalworldnews.co.kr/bbs/board.php?bo_table=pds&wr_id=3218&page=0&sca=&sfl=&stx=&sst=&sod=&spt=0&page=0)를 참고하면 된다.