2024년 미국 발전소의 석유 연료 질소산화물 배출량, 어디에 집중됐나

2024년 미국 발전 부문에서 석유계 연료를 사용하며 발생한 질소산화물(NOx)을 주별로 비교하면 분포가 매우 한쪽으로 기울어 있습니다. 미국 에너지정보청(EIA)이 제공한 50개 주와 워싱턴 D.C. 51개 관할구역 값을 합치면 38,691 short tons이며, 하와이가 17,081 short tons로 가장 높고 알래스카가 7,444 short tons로 뒤를 잇습니다. 이 두 곳만 합쳐 51개 행 합계의 63.4%를 차지합니다. 따라서 미국 주별 석유 연료 NOx 배출량은 평균적인 주의 모습을 보는 것보다 상위 몇 곳의 집중도를 함께 확인하는 편이 훨씬 중요합니다.

여기서 말하는 “석유”와 “NOx”의 범위를 정확히 잡아야 합니다. EIA의 State Electricity Profiles 자료는 재래식 발전소와 열병합발전(CHP) 설비에서 전기를 생산하거나 유용한 열을 생산할 때 발생한 배출량을 집계합니다. EIA의 Petroleum 범주는 석유계 액체 연료와 석유 코크스를 포함하며, 질소산화물은 NOx로 표시합니다. 따라서 이 수치는 자동차·선박·가정 난방·정유공장 등 미국의 모든 석유 사용에서 나온 NOx가 아니라 전력산업의 해당 발전설비에서 석유계 연료 사용과 연결된 NOx입니다.

하와이와 알래스카 두 곳이 전체 주별 합계의 63.4%를 차지했다

상위권은 매우 가파르게 떨어집니다. 하와이는 17,081 short tons로 51개 관할구역 합계의 44.1%를 혼자 차지합니다. 알래스카는 7,444 short tons로 19.2%입니다. 두 곳을 합치면 63.4%이고, 오하이오 2,877 short tons까지 포함한 상위 3곳은 70.8%입니다. 미시간 1,679 short tons, 텍사스 777 short tons를 더한 상위 5곳은 전체의 77.2%에 이릅니다.

6위 이하에서는 값의 규모가 한 단계 더 낮아집니다. 조지아 735, 버지니아 729, 캘리포니아 635, 미주리 623, 몬태나 565 short tons가 6~10위이며, 상위 10곳을 모두 더하면 51개 행 합계의 85.7%입니다. 하와이와 알래스카라는 비연속 주가 최상단을 차지하고 그 뒤에 중서부·남부·서부의 주가 섞여 있어, 단순한 동부-서부 구도로 설명하기 어려운 분포입니다.

평균 758.6 short tons보다 중앙값 123 short tons가 훨씬 낮다

51개 관할구역의 단순 평균은 758.6 short tons이지만 중앙값은 123 short tons에 불과합니다. 평균은 중앙값의 약 6.2배입니다. 1사분위수는 23.5, 3사분위수는 496 short tons이므로 가운데 절반의 관측치는 대략 23.5~496 short tons 사이에 놓입니다. 최고값 하와이는 중앙값의 약 139배여서, 평균 하나만으로 “전형적인 주”를 설명하면 실제 분포를 크게 왜곡할 수 있습니다.

구간별로 보면 정확히 0인 관할구역은 1곳, 1~9 short tons는 4곳, 10~49는 15곳, 50~199는 11곳, 200~499는 8곳, 500~999는 8곳, 1,000 이상은 4곳입니다. 즉 1,000 short tons 이상인 곳은 하와이·알래스카·오하이오·미시간 네 곳뿐입니다. 반대로 20개 관할구역은 50 short tons 미만입니다. 미국 주별 석유 연료 NOx 배출량은 긴 상단 꼬리를 가진 분포라고 볼 수 있습니다.

상위 5곳이 77.2%, 상위 20곳이 95.7%를 차지했다

배출량이 높은 순서대로 누적하면 상위 5곳이 77.2%, 상위 10곳이 85.7%, 상위 20곳이 95.7%를 차지합니다. 다시 말해 51개 관할구역 가운데 상위 20곳을 제외한 나머지 31곳의 합계는 전체의 약 4.3%뿐입니다. 특히 하와이와 알래스카 두 곳의 비중이 워낙 크기 때문에, 이 지표를 미국 전역에 균등하게 분포한 배출원처럼 해석해서는 안 됩니다.

이 집중도는 인구·발전량·경제 규모로 보정하지 않은 절대 배출량 기준입니다. 발전량이 큰 주가 반드시 높은 순위에 오르는 것도 아니고, 높은 배출량이 곧 NOx 배출 강도가 높다는 뜻도 아닙니다. 발전량 1MWh당 배출량을 비교하려면 같은 연료 범위의 발전량을 분모로 결합해야 합니다. 현재 자료가 직접 말해 주는 것은 2024년 석유계 연료에서 나온 발전 부문 NOx의 절대량이 어느 관할구역에 많이 모였는가입니다.

하와이의 높은 값은 주 전체 NOx에서도 석유 비중이 매우 큰 사례다

EIA의 2024년 하와이 Electricity Profile은 모든 연료를 합친 전력 부문 NOx를 18,131 short tons로 제시합니다. 이번 석유계 연료 값은 17,081 short tons이므로 단순 비율로 약 94.2%입니다. 같은 EIA 프로필은 하와이의 주요 발전 에너지원도 Petroleum으로 표시합니다. 하와이의 석유계 발전 NOx가 51개 관할구역 중 압도적으로 높은 것은 주 전력 시스템에서 석유 연료가 차지하는 역할과 함께 읽을 수 있습니다. 다만 이 비율은 연료별 배출량과 주 전체 배출량을 나눈 비교치이며, EIA가 별도 공식 지표로 발표한 “석유 NOx 비중”은 아닙니다.

알래스카는 다른 사례입니다. EIA의 알래스카 프로필에서 2024년 전체 NOx는 20,325 short tons이고, 석유계 연료 값 7,444 short tons은 약 36.6%입니다. 알래스카의 주요 발전 에너지원은 Natural Gas로 표시되므로, 석유가 1위 발전원이 아니더라도 석유계 NOx 절대량은 매우 클 수 있음을 보여 줍니다. 오하이오는 전체 NOx 34,673 short tons 가운데 석유계 값이 2,877 short tons로 약 8.3%입니다. 이 세 사례는 “석유계 NOx 순위”와 “주 전체 전력 부문 NOx 순위”가 같은 개념이 아니라는 점을 보여 줍니다.

전국 전체 발전 NOx에서 보면 석유계 연료는 작은 몫이지만 지역 집중도는 크다

EIA의 United States Electricity Profile은 2024년 모든 에너지원에서 나온 전력 부문 질소산화물 배출량을 1,226,234 short tons로 제시합니다. 이번 51개 석유계 연료 행의 합계 38,691 short tons을 이 값과 단순 비교하면 약 3.2%입니다. 이는 미국 전체 전력 부문 NOx의 대부분이 다른 연료 범주에서 발생한다는 맥락을 제공합니다. 동시에 그 작은 석유계 몫이 하와이·알래스카 등 몇몇 지역에 강하게 집중되어 있다는 것이 이 주별 비교의 핵심입니다.

이 비율도 주의해서 읽어야 합니다. 분자는 51개 주·D.C.의 석유계 연료 값을 직접 더한 수치이고, 분모는 EIA가 미국 전체 프로필에 제시한 모든 연료의 NOx입니다. 동일한 2024년 전력산업 자료이지만, 이 계산 자체는 이해를 돕기 위한 교차표 비교입니다. 따라서 3.2%를 독립적인 공식 EIA 지표명처럼 사용하지 않고, 국가 규모에서 석유계 발전 NOx가 차지하는 대략적인 크기를 설명하는 보조 수치로만 쓰는 것이 적절합니다.

0 short tons인 워싱턴 D.C.와 매우 작은 양수 값은 결측치가 아니다

이번 파일에는 결측치가 없습니다. 워싱턴 D.C.는 0 short tons으로 기록되어 있고, 아이다호 1, 미시시피 3, 네바다 3, 뉴멕시코 4 short tons처럼 매우 작은 양수 값도 존재합니다. 0은 누락된 자료를 임의로 채운 값이 아니며, 작은 양수도 0으로 합쳐서는 안 됩니다. 지도와 순위를 만들 때 이러한 하단값을 구분해야 실제 분포와 주별 순서가 유지됩니다.

또한 EIA의 배출량은 추정과 보고 체계를 통해 집계된 연간 값이므로 작은 숫자 차이를 시설 한 곳의 정확한 실측량처럼 과도하게 해석할 필요는 없습니다. 특히 저배출 주끼리의 수 short tons 차이보다 하와이·알래스카와 나머지 주 사이의 규모 차이, 평균과 중앙값의 괴리, 상위권 누적 비중처럼 구조적인 패턴이 더 안정적인 해석 포인트입니다.

NOx 배출량은 대기질 영향과 같지 않고 CO₂와도 다른 지표다

질소산화물(NOx)은 연소 과정에서 발생하는 대기오염물질 계열이며, 대기 중에서 오존과 미세입자 형성에 관여할 수 있습니다. 하지만 주별 배출량만으로 실제 주민 노출이나 대기질 피해를 바로 계산할 수는 없습니다. 배출원의 위치, 굴뚝 높이, 기상, 대기 화학, 인구 분포가 모두 영향을 줍니다. 따라서 이 자료는 배출원 규모를 비교하는 데이터이지 건강 위험이나 대기질 순위를 직접 제공하는 자료가 아닙니다.

CO₂와도 구분해야 합니다. CO₂는 주로 연료의 탄소 함량과 연소량에 따라 달라지는 반면 NOx는 연소 조건과 설비 유형, 제어기술의 영향을 크게 받습니다. EIA의 Electric Power Annual에는 연료·연소 시스템별 NOx 배출계수와 저NOx 버너, 선택적 촉매환원(SCR) 같은 제어기술의 감소계수도 별도로 제시됩니다. 따라서 석유계 발전량이 많다고 해서 NOx가 정확히 같은 비율로 증가한다고 단순 가정하면 안 됩니다.

자료 기준과 계산 방법

원자료는 U.S. Energy Information Administration의 State Electricity Profiles API 가운데 emissions-by-state-by-fuel 경로입니다. 빈도는 annual, 연도는 2024년, 연료 facet은 PET, 값은 nox-short-tons이며 50개 주와 워싱턴 D.C.를 합쳐 51개 숫자 관측치가 있습니다. 순위, 합계, 평균, 중앙값, 사분위수, 구간별 개수와 누적 비중은 이 51개 값을 직접 계산했습니다. EIA 설명에 따르면 이 배출 자료는 재래식 발전소와 열병합발전 설비의 전기 생산 및 유용열 생산에서 발생한 배출을 다룹니다.

연료 범주는 EIA의 전력 통계 정의를 따릅니다. Petroleum은 석유계 액체 연료와 석유 코크스를 포함합니다. 공식 자료는 EIA Historical State Data, United States Electricity Profile 2024, Electric Power Annual에서 함께 확인할 수 있습니다. 미국 주별 석유 연료 NOx 배출량은 전력산업의 특정 연료·오염물질 조합을 비교하는 지표이며, 모든 석유 소비나 모든 대기오염원을 대표하지 않습니다.

자주 묻는 질문

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