법무법인[유] 지평 || 대기오염물질 초과배출부과금 부과처분 취소 사례

업무사례|환경

대기오염물질 초과배출부과금 부과처분 취소 사례

2026.06.30

1. 들어가며
<div style="text-align: justify;"> 
대기오염, 수질오염 등 환경 분야에서 행정청의 측정 결과를 기초로 한 제재처분에 대하여 사업자가 다투는 것은 쉽지 않습니다. 법원은 행정청이 전문연구기관에 의뢰하여 얻은 검사 결과를 고도의 전문적이고 기술적인 사항에 관한 판단으로 보아, 그 전제가 되는 실험결과의 신빙성을 의심할 만한 사정이 없는 한 존중되어야 한다는 입장을 견지하기 때문입니다. 
 
지평의 IPㆍIT 그룹은 열병합발전업체 A사를 대리하여, 지역 소재 환경청장을 상대로 제기한 대기 초과배출부과금 부과처분 취소소송에서 감정 결과와 다각적인 기술적 반증을 통해 측정 결과의 신뢰성을 탄핵하여 전부 승소(2024구합12511) 하였습니다. 본 사건의 경과와 시사점을 소개합니다.</div>
 
 
2. 사건의 개요: 10분의 측정, 2억 원의 부과금 
 
본 사건은 열병합발전업체 A사(원고)가 지역 소재 환경청장(피고)으로부터 받은 약 2억 원의 대기 초과배출부과금 부과처분의 취소를 구한 사건입니다. 
 
<ul>
	<li>전문검사기관은 피고의 의뢰를 받아 2023년 10월경 대기오염도 정기검사를 시행(원고의 열병합발전시설(이하 ‘이 사건 시설’) 굴뚝에서 배출되는 시료를 채취)</li>
	<li>전문검사기관은 이 사건 시설에서 구 환경오염시설법령상 암모니아의 허가배출기준인 30 ppm을 초과한 121.2 ppm의 암모니아가 배출되었다는 검사 결과를 환경부장관에 통보</li>
	<li>피고는 위 검사 결과에 근거하여 개선명령 및 초과배출부과금을 부과(이하 ‘이 사건 처분’)</li>
</ul>
 
 
3. 핵심 전략: 처분사유의 부존재 – 화학적 논증을 통한 검사 결과의 신뢰성 탄핵

<div style="text-align: justify;"> 
항고소송에서는 처분의 적법성에 관한 증명책임이 피고 행정청에 있습니다(대법원 2015두2789). 그러나 전문검사기관의 검사 결과를 기초로 한 제재처분의 경우, ‘실험결과의 신빙성을 의심할 만한 사정’이 없는 한 법원은 이를 존중하므로(대법원 2021두58912), 지평은 이 사건 처분의 취소를 구하기 위하여 절차적 하자나 재량권의 일탈ㆍ남용을 다투는 통상의 행정소송과 달리 전문검사기관의 검사 결과가 이 사건 시설에서 측정될 수 없는 수치임을 화학적ㆍ공학적으로 논증함으로써 검사 결과의 신뢰성을 탄핵하여 처분 사유의 부존재를 주장하는 전략을 택하였습니다.</div>
 
 
4. 본 사건의 쟁점과 대응 
 
가. 쟁점①: 121.2ppm은 이 사건 시설에서 배출될 수 있는 수치인가?

<div style="text-align: justify;"> 
이 사건 시설은 보일러 → 탈질설비 → 전기집진기 → 굴뚝(배출구)의 순서로 구성됩니다. 보일러에서 유연탄을 연소시키면 열과 증기가 생산되는 한편, 유연탄에 포함된 황, 질소 등이 산화하여 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등 대기오염물질도 생성됩니다. 이 때 질소산화물은 탈질설비에서 인체에 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 환원되어 굴뚝을 통해 배출됩니다. 
 
이를 위해서는 질소산화물 분해에 필요한 암모니아를 별도로 탈질설비에 투입하여야 합니다. 이에 열병합발전업체는 통상적으로 암모니아수(NH₄OH)를 주입하되, 전기히터를 거쳐 암모니아(NH3)로 기화시켜 탈질설비에 투입합니다. 투입된 암모니아는 탈질설비내 촉매층에서, 아래와 같이 질소산화물(NOx)과 반응합니다. 
 </div>

<div style="background:#eeeeee;border:0.5px solid #cccccc; padding:18px 25px 22px 25px;">
<div style="margin-bottom: 0px; margin-top: 0px; text-align: justify;">
<ul>
	<li>4NH3 + 4NO + O2 → 4N2(질소) + 6H2O(수증기)</li>
	<li>NO + NO2 + 2NH3 → 2N2(질소) + 3H2O(수증기)</li>
</ul>
</div>
</div>
 
원고는 이 사건 시설에서 121.2 ppm이라는 암모니아가 결코 배출될 수 없다는 점을 논증하였습니다. 
 
<ul>
	<li>전문검사기관 정기검사 당시, 이 사건 시설은 정상적으로 운영되었음: 환경부의 실시간 모니터링 TMS 데이터, 원고의 공정운전데이터 등을 통해, 이 사건 시설에서 배출된 대기오염물질이 평상시와 다름없이 허가배출기준 이하 농도로 배출되었음을 증명</li>
	<li>암모니아수가 과도하게 주입된 사정이 없었음: 121.2ppm의 암모니아가 배출되려면 암모니아수가 과도하게 투입되어, 질소산화물과의 환원반응이 완료된 후에도 암모니아가 대량으로 잔류하여야 함. 그러나 당시 질소산화물 배출농도는 평상시와 다름없어 암모니아가 과도하게 투입되었다고 볼 증거가 없었고1),  암모니아수를 평소보다 많이 주입할 이유나 주입된 정황도 전혀 없었음. 결정적으로, 121.2ppm이라는 배출농도를 역산하여, 당시 투입되었어야 할 암모니아수의 양이 공급펌프 설계 기준을 현저히 초과한다는 사실을 입증</li>
	<li>어느 누구도 암모니아를 감지하지 못하였음: 공업지역에서의 암모니아 배출기준은 2ppm인데(「악취방지법 시행규칙」 별표3), 이는 암모니아의 감지에는 2ppm의 농도만으로도 충분함을 의미. 그런데 시료채취 당시 현장은 물론 이 사건 시설 주변 지역에서 암모니아를 인식하거나 악취 관련 민원이 제기된 사실이 없었음</li>
	<li>현장 감정 실시: 원고의 감정신청이 받아들여져 원ㆍ피고 대리인 입회하에 이 사건 시설에 대한 현장 감정이 실시되었으며, 감정인은 원고의 주장을 사실상 모두 인정하는 취지의 감정서를 제출</li>
</ul>
 
나. 쟁점②: 피고의 감정보완신청과 ‘열적 탈착’ 주장 반박

<div style="text-align: justify;"> 
피고는 암모니아수 과도 주입의 입증이 어렵게 되자, 촉매층 표면에 흡착된 암모니아가 배기가스 온도 상승 시 일시적으로 방출되는 열적 탈착 현상으로 인해 고농도 암모니아가 배출될 수 있다는 새로운 주장을 제기하였습니다. 이에 원고는 ‘열적 탈착’은 온도 및 운전 환경의 변화가 큰 ‘디젤 엔진’에서 발생할 수 있는 현상으로, 365일 24시간 일정한 온도와 환경에서 운전되는 이 사건 시설에서는 열적 탈착에 의한 암모니아의 급격한 방출이 구조적으로 불가능하다고 반박하였습니다. 
 
감정인도 피고의 주장은 설득력이 없다는 보완의견을 제시하였고, 법원 역시 피고 주장을 받아들이지 않았습니다.  
 
피고는 i) 이 사건 시설내 황산암모늄의 축적ㆍ분해 가능성, ii) 성층화로 인해 굴뚝 내 특정 지점에서 암모니아가 고농도로 측정될 수 있다는 ‘슬립 레인’ 현상, iii) 다공형 촉매층의 일부가 막히는 상황을 가정한 ‘블로우 바이’ 현상 등 다양한 가설을 제시하였으나, 지평은 각 가설이 과학적으로 근거가 없고, 이 사건 시설에서 가능하지 않다는 점을 화학적ㆍ공학적으로 반박하였고, 법원은 피고의 주장을 모두 받아들이지 않았습니다.</div>
 
다. 쟁점③: 전문검사기관의 오류 가능성

<div style="text-align: justify;"> 
지평은 121.2ppm이라는 측정값이 어떠한 원인으로 도출되었는지에 대하여도 논증하였습니다. 
 
첫째, 전문검사기관이 시료를 회수하는 과정에서 발생한 사고를 지적하였습니다. 이 사건에서 전문검사기관은 시료채취 지점에서 기체 상태의 시료를 흡수액이 담긴 채취병에 흡수시킨 뒤 시료병으로 회수하여 밀봉하였는데, 채취 장비를 지상으로 내리는 과정에서 빈 채취병이 깨지는 사고가 발생하였습니다. 당시 채취병 내 암모니아 잔존 여부 및 시료병의 밀봉 상태가 확인되지 않는 한, 위 사고 과정에서 암모니아 시료가 오염되었을 가능성을 배제할 수 없다고 주장하였습니다. 
 
둘째, 암모니아 시료 채취 및 측정 과정 전반에서 발생할 수 있는 전문검사기관 연구원의 ‘휴먼 에러’ 가능성을 지적하였습니다. 전문검사기관은 당시 암모니아를 포함한 10종의 대기오염물질 시료를 채취ㆍ분석하였는데, 지평은 각 오염물질의 채취ㆍ분석에 사용된 화학물질의 혼용ㆍ확산 가능성과 및 시료병 세척 미비로 인한 오류 가능성을 과학적ㆍ실증적으로 입증하였습니다.</div>
 
 
5. 법원의 판단

<div style="text-align: justify;"> 
법원은 이 사건 처분을 전부 취소하는 원고 승소 판결을 선고하였습니다(광주지방법원 2024구합12511). 법원의 판단 요지는 다음과 같습니다. 
 
전문연구기관의 검사 결과도 ‘실험결과의 신빙성을 의심할 만한 사정’이 인정되면 증명력이 부정될 수 있다는 법리를 전제로, 법원은 원고의 논증 및 감정결과를 토대로 이 사건 시설에서 121.2ppm의 암모니아가 배출되었다고 믿기 어렵고, 그러한 농도의 암모니아가 실제로 배출되었음을 인정할 증거도 없다고 판단하였습니다. 처분사유 자체가 존재하지 않으므로 이 사건 처분은 위법하다는 결론입니다.</div>
 
 
6. 실무적 시사점 
 
본 판결은 환경 분야 행정처분 대응에 있어 다음의 시사점을 제시합니다. 
 
<ul>
	<li>처분사유 부존재 전략의 유효성: 전문검사기관의 검사 결과를 근거로 제재처분이 내려진 경우, 항고소송의 통상적인 쟁점인 절차적 하자나 재량권의 일탈ㆍ남용 외에 처분의 전제가 되는 측정값(검사 결과)의 신뢰성을 탄핵하는 전략이 유효할 수 있습니다. 다만 이를 위해서는 시설의 설계 사양, 운전 이력 등 객관적ㆍ공학적 데이터를 보존하고 체계적으로 구성하는 것이 핵심입니다.</li>
	<li>감정 절차 활용: 환경ㆍ에너지 시설 관련 분쟁에서 기술적 쟁점을 법원에 납득시키기 위해서는 감정 절차를 통한 독립적 전문가 의견의 확보가 매우 효과적입니다. 이 사건에서 감정인은 암모니아수 설비 용량 한계, TMS 데이터 정합성, 화학반응 메커니즘 등을 종합적으로 분석하여 검사 결과에 오류 가능성이 있다는 결론을 내렸고, 이는 법원 판단의 결정적 근거로 작용하였습니다. 다만 이를 위해서는 핵심적인 기술적 쟁점을 선제적으로 발굴하여 적절한 감정 사항으로 제시하는 작업이 선행되어야 합니다.</li>
</ul>
 
 
7. 결론

<div style="text-align: justify;"> 
환경 규제가 강화되는 추세 속에서 기업은 단순한 법령 준수를 넘어, 행정청 및 전문검사기관의 측정ㆍ검사 절차 전반에 대한 체계적인 대응 역량을 갖추어야 합니다. 본 판결은 전문검사기관 검사 결과의 신뢰성이 합리적으로 의심될 경우, 이를 화학적·공학적으로 규명하여 제재처분의 취소를 이끌어낸 사례입니다.  
 
지평은 화학ㆍ환경 분야의 법적ㆍ기술적 전문성을 바탕으로, 기업의 권익 보호를 위한 전략적 대응을 제공합니다.</div>

<hr align="left" background-color="#cc0000" size="1" width="33%" /> 
1) 암모니아가 과도하게 주입되었다면 질소산화물이 모두 질소와 수증기로 분해될 것이므로, 질소산화물은 배출되지 않거나 현저히 적은 농도로 배출되었어야 합니다.

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