폐기물, ‘에너지’로 변환되는 ‘유용한’ 자원

폐기물, ‘에너지’로 변환되는 ‘유용한’ 자원

 

 

 

 

폐기물 에너지는 말 그대로 폐기물을 변환시켜 연료 및 에너지를 생산하는 기술을 말한다.

사업장 또는 가정에서 발생하는 가연성 폐기물 중 에너지 함량이 높은 폐기물을 열분해에 의한 오일화 기술이 대표적이다. 또 성형 고체연료의 제조기술, 가스화에 의한 가연성 가스 제조기술 및 소각에 의한 열회수 기술 등으로 가공・처리 방법을 통해 고체 연료, 액체 연료, 가스 연료, 폐열 등을 생산하고, 이를 산업 생산활동에 필요한 에너지로 이용될 수 있도록 한 재생에너지이다. 재생에너지로서 폐기물 에너지는 어떤 것이 있을까. 폐기물에너지는 크게 성형고체연료(PDF), 폐유 정제유, 플라스틱 열분해 연료유, 폐기물소가열이 대표적이다. 성형고체연료(PDF: Refuse Derived Fuel)는 종이, 나무, 플라스틱 등의 가연성 고체폐기물을 파쇄, 분리, 건조, 성형 등의 공정을 거쳐 제조된 고체연료를 말한다. 폐유 정제유는 자동차 폐윤활유 등의 폐유를 이온정제법, 열분해 정제법, 감압증류법 등의 공정으로 정제하여 생산된 재생 기름이다.

플라스틱 열분해 연료유는 플라스틱, 합성수지, 고무, 타이어 등의 고분자 폐기물을 열분해하여 생산되는 청정 연료이다. 폐기물 소가열은 가연성 폐기물 소각열 회수에 의한 스팀생산 및 발전, 시멘트 킬른 및 철광석소성로 등의 열원으로의 이용 되고 있다.

폐기물 에너지 기술개발 현황을 살펴보면 해외에서 일찍 활성화한 상태다.

RDF(성형고체연료) 기술의 경우, 유럽은 RDF를 제품화하여 국가간 거래를 하고 있으며, CEN(유럽표준위원회)에서 RDF라는 용어 대신에 SRF(Soild Recovered Fuel)라는 명칭을 공식화하고 유럽 공통 SRF품질규격을 제정중에 있다. 지난 2005년에 RDF 1,300만톤이 국가간에 거래됐다.

가까운 일본에서는 20MW급 RDF 전용 화력발전소가 건설됐다. 폐기물처리의 광역화 정책을 수립하여 지자체별 사정에 맞게 대형 소각이나 RDF화를 도입 권장하고 있는 일본은 소각시설에만 지원하였던 국가보조금을 지난 94년 토야마현 난토 리싸이클 센터의 RDF시설로부터 보조금 지원 시작했으며, 현재 가동 중인 시설이 70여 곳에 이른다.

미국은 RDF와 석탄 혼소발전소가 30여 곳에서 가동중이다. 지난 72년 St.Louis시 300톤/일 급 공장 최초 가동했으며, 75년 가동하기 시작한 Ames시의 200톤/일 급을 비롯한 30여 개의 수 백톤급 시설 건설했다.

플라스틱 열분해 기술의 경우 일본의 후지리싸이클, 이화학연구소 등 15여 개 기관에서 기술을 개발하여 상업화 규모의 플랜트를 가동중에 있다.

최근 일본은 ‘용기 포장 리싸이클법’이 1997년부터 발효되면서 2000년부터는 PET를 제외한 모든 폐플라스틱을 오일로 전환시켜 연료유 혹은 화학공업 원료로 재활용하도록 법제화했다.

독일 BASF(15,000톤/년), 일본 후지리사이클사(5,000톤/년) 등에서 기술개발 및 상용화하여, 수소하이웨이, 수소마을 건설 등 정부・기업 공동의‘h2EA 프로그램’을 통해 수소경제 조기 진입 추진하고 있다.

폐유정제기술은 미국의 경우 필터링 및 이온정제를 통한 중유 대체연료유로 활용하였으나 현재는 열분해 및 증류공정을 통한 고급정제유 생산기술을 개발하여 9,000톤/년 규모 플랜트를 실용화하고 있다.

일본도 산백토 처리와 같은 단순처리에 의하여 재생 윤활기유(Base Oil)로 활용하였으나 현재는 정제유를 생산하여 연료유로 활용하고 있다.

소각열 이용기술은 중대형 소각시스템이 상용화된 상태다. 일본, 싱가폴, 프랑스, 독일 등은 폐기물 소각율이 높아 고도의 소각기술을 보유하고 미국 등에서도 폐기물 종류에 따라 기술이 상용화했다.

 

 

 

 

국내기술, 소각열 이용기술 개발 완료

 

이런 상황에서 국내의 경우는 소각열 이용기술을 보면 90년대 집중적인 기술개발로 중소규모 산업계폐기물 소각열 이용기술 개발완료(대형소각설비는 수입에 의존)한 상태다. RDF 제조 기술은 개발 완료되었고 유동층연소와 같은 이용기술은 현재 개발 중에 있다. 하지만 RDF전용 발전기술은 요소기술 및 시스템 기술개발이 필요한 시점이다.

폐플라스틱 열분해 기술은 Pilot Plant 제작 및 운전기술보유하고 있으며 (주)한국로이코, (주)리엔텍 등 수개 기업에서 자체개발 또는 도입기술로 3,000톤/년 규모 플랜트 설치하여 가동 중이나 기술의 미흡으로 보급되지 않고 있어 추가 기술 개발이 필요하다.

폐유 정제기술은 산백토 처리, 이온 정제 및 감압 증류에 의한 재생유로 대부분 활용하고 있고, 열분해에 의한 고급재생유 생산공정의 개발 완료한 상태다.

국내는 RDF전용 발전소 및 석탄/RDF 혼소 발전소 기술개발할 계획이다. 순환유동층 RDF전용발전소 개발과 상용 가동중인 석탄화력발전소에서 RDF를 혼소하는 기술도 개발 추진하고 있다. 또한 폐플라스틱류로부터 대체연료유 생산을 위한 상용화 기술 개발의 경우, 3,000〜6,000천ton/년 규모의 산업체 보일러 연료용 열분해유 제조기술개 발 및 실증하고 있으며, 폐기물 가스화 기술 및 이용기술 개발도 추진할 계획이다.

[출처] 폐기물, ‘에너지’로 변환되는 ‘유용한’ 자원 (월간 전기산업) |작성자 맥스