‘애물단지가 보물이 된다.’

그동안 처치곤란으로 골머리를 앓게 했던 폐기물이 태양광 풍력 이상으로 새로운 고효율 청정 에너지원으로 급부상하고 있다.

특히 2012년 발효되는 런던의정서에 따라 각종 폐기물과 슬러지의 해양투기가 전면 금지되는 것과 맞물려 쓰레기가 에너지로 뒤바뀌는 변화가 가시화되고 있다.

미국 유럽 등 세계 각국에서 관련 기술이 속속 개발되고 있고, 국내에서도 이의 사업화하기 위한 움직임이 활발하다. 하지만 아직은 당국의 인식수준과 지원책은 미미한 수준이다.

에너지경제연구원 및 환경부 등에 따르면 우리나라의 총 에너지 수요는 2억 3,780만TOE(석유환산톤)이며 사용량 중 하・폐수에서 얻은 바이오가스를 이용해 만들어진 전기와 열에너지는 5만여TOE에 불과한 실정이다.

환경전문가들은 “연간 302만 7,829톤의 하수슬러지 발생하는 가운데 선진기술을 이용했을 경우 하・폐수에서 바이오가스, 찌꺼기인 슬러지에서 바이오디젤을 얻을 수 있다”며 “화석연료의 고갈과 환경오염 문제를 해결하기 위한 대안으로 국제적인 추세”라고 말했다.

폐기물 에너지화 본격화

이같은 상황에서 정부의 지원하에 공기업과 민간 기업이 폐기물 에너지 시장에 적극 뛰어 들고 있어 관련 산업이 본격화 하고 있다.

GS칼텍스는 플라즈마 용융 시설에 폐기물을 투입해 인공 번개인 ‘플라즈마’를 쏘면 전기, 스팀, 열, 수소 에너지를 생산하고 있다.

플라즈마 용융 기술은 간단한 원리다. 플라즈마란 물질의 제4 상태로 자연에서 흔하게 볼 수 있는 번개와 유사하다. 플라즈마 토치라는 전자총이 쓰레기에 섭씨 5,000~2만도의 인공 번개인 플라즈마를 쏘면 폐기물이 녹으면서 가스로 변한다. 이렇게 변한 가스에서 전기, 스팀, 열, 수소 에너지를 뽑아 낸다. 한마디로 번개로 폐기물을 녹여 에너지를 만드는 기술이다.

에너지를 뽑아내고 남은 찌꺼기는 검은 모래 형태인 슬래그로 배출된다. 슬래그 또한 벽돌, 대리석, 도로 포장용으로 재활용한다. 어느 것 하나 버릴 것이 없는 셈이다. 흔히 쓰레기를 태울 때 나오는 다이옥신 등 환경오염 물질이 10분의 1 이하로 줄어들어 거의 배출되지 않는 것도 이 기술의 강점이다.

GS칼텍스는 이 같은 장점에 주목해 지난해 4월 관련 기술을 보유한 애드플라텍을 인수해 GS플라텍으로 사명을 바꾸고 폐기물 에너지 사업에 본격 뛰어들었다. 이미 해외에서도 GS플라텍의 기술을 높이 평가해 관련 사업을 제안하고 있다.

인도는 델리와 뭄바이를 연결하는 고속도로에 GS플라텍의 플라즈마 용융 시설을 50km 간격으로 건설해 천연가스(CNG) 차량들에 연료 공급을 위한 수소 충전소로 활용할 계획이다. 중동 지역의 한 국가는 2015년까지 원유 시설 근처에 플라즈마 용융 시설을 이용한 원유 찌꺼기 처리장 건설을 논의중이다. 원유 찌거기는 고발열 물질이어서 폐기물 에너지로 재활용하기 좋다.

영국 노스이스트 지역에도 이르면 내년에 수소 타운이 건설된다. 지역에서 나오는 폐기물로 수소 에너지를 만들어 지역 내 조명, 냉난방 등에 사용하는 방안을 검토중이다.

GS플라텍에 따르면 플라즈마 용융 기술을 통해 산업폐기물 1kg당 휘발유 0.66리터, 경유 0.59리터의 에너지를 얻을 수 있다. 승용차로 12.4km를 주행할 수 있는 양이다. 생활 폐기물과 하수 침전물 1kg에서도 각 6.5km, 8km를 주행할 수 있는 에너지가 나온다.

방사성 폐기물 처리에 활용하는 방법도 성장성이 큰 만큼 주목하고 있다. 현재는 방사성 폐기물을 그대로 드럼통에 넣어 매장하지만 플라즈마 용융 기술로 녹이면 부피를 최대 20분의 1로 줄이고 에너지도 뽑을 수 있다.

플라즈마 용융 기술 외에 폐기물고형연료(RDF)도 폐기물을 활용한 에너지로 주목받고 있다. RDF는 도시 쓰레기 중에서 종이 목재 플라스틱 같은 가연성 물질만 잘게 부수고 압축해서 만든 고체다. 이를 태워 에너지를 얻는 방법이 열병합발전이다.

한국중부발전은 내년 1월에 문을 여는 RDF를 이용한 열병합발전소에 큰 기대를 걸고 있다. 내년 가동하는 열병합발전소는 시간당 75톤의 열을 생산해 국도화학 등 제2산업단지 입주 기업 9곳에 공정 스팀용으로 공급할 예정이다.

또 발전 과정에서 생산되는 9.8MW 전기를 한국전력에 판매할 계획이다. 남인석 한국중부발전 사장은 “기후 변화에 대응해 RDF 등 신재생에너지 활용도를 계속 높여나갈 것”이라며 “이를 이용해 연 265억원의 매출 증대를 목표로 하고 있다”고 밝혔다.

주요 건설업체들도 폐기물 에너지 사업을 각 지방자치단체와 진행하고 있다. 벽산건설은 메탄가스를 활용한 연료전지 발전사업을 부산광역시와 진행 중이다. 부산의 한 하수처리장에 관련 시설을 마련해 1,200kW 규모의 전기ㆍ열 에너지를 생산하고 있다. 벽산건설은 이를 통해 연간 9,460MWh의 에너지를 생산하는데, 이는 4인 가족 2,160가구가 1년 동안 사용하는 에너지량이다. 뿐만 아니라 온실가스 감축량도 100만 그루의 나무를 심었을 때와 같다.

현대건설은 지난해 12월 음식물 폐기물 액체에서 메탄가스를 만드는 시설 공사에 들어갔다. 음식 폐기물 중 고체는 가축 사료로 쓰고, 액체는 메탄가스로 만들어 인근 시설에 판매할 계획이다. 현대 건설은 이 같은 방식으로 하루 평균 300톤의 음식물 쓰레기를 처리 할 수 있을 것으로 보고 있다.

중소기업도 폐기물 에너지 기술 개발

국내 중소에너지기업인 (주)마이크로웨이브테크놀로지의 경우 하・폐수, 폐오일, 절삭유 등을 고품질의 청정 바이오 가스로 변환해 에너지원으로 생산할 수 있는 기술과 시설을 확보하고 있다.

이 회사 기술로 만들어진 마그네가스는 수소를 60% 이상 포함한 완전 연소가 가능한 무공해 청정 가스로 자동차 연료로 사용 시 Catalytic Converter 없이 사용 가능하며 취사나 난방용으로도 사용이 가능하다.

하・폐수에서 만들어지는 가스는 바이오에너지, 슬러지를 이용해 만들어진 에너지는 폐기물 에너지로 구분해 바이오에너지는 지식경제부, 폐기물 에너지는 환경부에서 관리를 하고 있다.

현재 지경부에서는 ‘신재생에너지 촉진법’을 개정 중이며 환경부는 ‘폐자원 에너지화 촉진법’을 신설 추진 중이다.

한편 하・폐수와 폐기물 처리를 포함한 우리나라 환경산업의 수출이 매년 28.8%씩 가파르게 성장하며 수출 효자산업으로 떠오르고 있다.

환경부에 따르면 환경부문 수출액은 2009년 2조5,078억원으로 전년의 2조2,283억원보다 12.5% 증가했다. 이는 전체 수출규모(약 45조원)의 0.59%에 불과하지만 2004년 7,071억원이던 것이 5년 만에 3.5배로 늘어날 만큼 성장속도가 빠른 데다 정부의 녹색성장 기조효과까지 더해지면서 차세대 수출 유망산업으로 기대를 모으고 있다.

환경부문의 연도별 수출 규모는 2005년 9,904억원, 2006년 1조2,759억원, 2007년 1조7,075억원 등이다. 분야별로는 ▲수질 67.7%(1조6,980억원) ▲대기 22.1%(5,544억원) ▲폐기물 5.8%(1,447억원) 등으로 대기와 수질 분야가 전체 환경부문 수출의 90% 정도를 차지했다. 수출 대상국 비중은 중동 43.4%, 선진국 18.2%, 중국 13.6%, 아프리카 7.9%였다.

2000년 5,440억 달러에서 2010년 7,967억 달러로 크게 늘어난 세계 환경산업 시장 규모는 2020년 1조865억 달러 수준에 이를 것으로 보인다.

지난해 기준으로 분야별 구성 비율은 ▲폐기물 31% ▲상수 22% ▲재생에너지 15% ▲하・폐수 13% ▲대기 5% ▲기타 14%였다.

특히 물 및 폐기물 등의 전통 환경 시장은 이미 성숙돼 성장률이 3% 이하로 둔화 추세지만 기후변화에 따른 지구적 대응에 따라 재생에너지 시장은 15% 이상 급성장하며 고속 팽창하고 있다.