정양호 PTL코리아 회장

“폐기물은 애물단지가 아니라 보물단지입니다”

폐기물 이용 가스 발생기 개발 성공… 공장 설립과 해외수출 적극 나서

화석연료를 전량수입에 의존하고 있고 그중 원유 수입이 나라 전체 총수입의 23% 이상 차지하는 세계 에너지 소비 10위권에 속하는 대한민국. 그래서 대체에너지 개발이 그 어느 나라보다 시급한 현실이다. 이런 상황에서 세계 최초로 국내 기술에 의해 폐목재 등 바이오매스를 활용한 가스 발생시스템이 개발돼 비상한 관심을 끌고 있다.

화제의 주인공은 PTL코리아 정양호 회장이다. 쓰레기로 소각되어 유독가스만 배출하고 사라질 운명이었던 폐목재를 가스라는 에너지로 만들어내는 데 성공한 정 회장을 만났다.

이승재 편집장 sjlee@engnews.co.kr

강경아 객원기자 / 월간 프로슈머 편집국장

세계 처음으로 ‘쓰레기’를 이용하여 에너지를 만드는 기술이 한국인에 의해 개발돼 화제를 모으고 있다.

지금까지 소각되거나 묻히는 것으로 수명을 다했던 폐목재를 가스로 바꿀 수 있는 기술이 개발된 것. 최근 몇 년 사이 신재생 대체에너지에 대한 관심이 높아지면서 관련 기술이 속속 나오고 있지만 효용성이 검증되지 않아 투자 대비 효율에 대한 우려가 큰 상황에서 현실적인 대안 기술이 나와 더더욱 세인의 이목이 집중되고 있다.

특히 환경오염 주범으로 치부됐던 ‘쓰레기’를 에너지로 바꿀 수 있다는 점에서 학계는 물론이고 기업과 정부 지자체 등의 눈길이 예사롭지 않다.

“우리가 개발한 PTL Gas Generating System은 현재 바이오매스만을 태워 가스를 만들어 내지만 앞으로 산업용 폐기물, 생활폐기물, 해양 폐기물 등 세상의 모든 폐기물을 가지고 가스를 생산할 수 있습니다.”

정양호 PTL코리아 회장은 “유전을 발견한 것과 같다”며 PTL Gas Generating System의 성능에 대해 강한 자신감을 나타냈다.

<사진자료 : 월간 프로슈머>

유해가스 발생 없는 친환경 가스 에너지 만들어

일반적으로 산업용, 생활 폐기물 등 가연성 폐기물을 소각하면 650도의 열이 발생, 최고의 VOC나 유해가스가 나온다. 그래서 함부로 소각하지 못하게 돼 있다. 하지만 PTL Gas Generating System은 버너로 불을 붙이면 1,200도까지 올라가 완전연소가 되고 양도 많이 나오고 가스는 재활용 가능한 것이 특징이다.

특히 PTL Gas Generating System 기기 하나가 하루 50톤의 가스를 만드는데, 이는 시간당 1천만 Kcal의 에너지가 나오는 엄청난 양이다. 정 회장은 쓰레기 1톤짜리로 PTL Gas Generating System을 통해 가스를 만들어 내면 터빈을 10시간 돌려 전기를 생산할 수 있다고 전했다.

“현재 경우 20말이 70만원 80만원 합니다. 근데 우리는 쓰레기 1톤으로 경유 20말에 해당하는 에너지를 생산해 내고 있죠.”

오랜 기간 시험과 검증을 통해 에너지 생산의 획기적인 역할을 담당할 수 있다고 본 정 회장은 국내와 해외에 이 제품을 공급하기 위해 신재생에너지 분야 전문가를 영입하고, 지난해 말 PTL코리아를 설립했다.

특히 3월 문을 연 PTL코리아 김포연구소는 가스발생기 생산 및 시험 시설을 갖췄는데, 이는 가스발생기에 대한 인식을 높이기 위해 시연장치를 만들어 놓고 학교, 정부기관 지자체 및 기업들이 견학할 수 있도록 했다.

PTL코리아는 우선 지방자치단체와 기업 시장을 공략기로 했다. 정 회장은 “지금까지는 준비과정이었고 앞으로 주식공모를 통해 자금도 모으고 김포 연구소에서 지금보다 더 향상된 장비를 개발하면서 지자체를 중심으로 공급할 계획”이라고 밝혔다. 지자체뿐 아니라 산업단지 내 스팀을 쓰는 기업들도 공급대상이다.

하지만 현재 대부분의 지자체가 쓰레기를 처리하는 방식에서 소각방법을 채택하고 많은 투자를 한 상황이다. 이 때문에 기존의 시스템을 빼고 새롭게 구축하기란 쉽지 않다. 일부 지자체에선 가스발생기에 대한 효과를 인정하고 군, 면 단위에선 시설을 설치하는 것이 가능하다는 답변도 받았다.

지자체 공략과 함께 설비에 대한 판매전략으로 단품형태로 판매하느냐 아니면 임대형태로 공급하느냐를 두고 고심하고 있다. PTL코리아는 군, 면 단위로 내려가 설비를 판매하기 위해선 우선으로 농민들이 설비에 대한 인식을 높이는 것이 중요하다고 보고 적극적인 홍보에 나설 계획이다.

가스발생기 생산 공장, 전주·안성·평택 등 3곳 설립 계획

PTL코리아는 올해 국내 3곳을 선택하여 대규모 가스발생기 생산 공장을 설립할 계획이다. 현재 전주, 안성, 평택 등이 유력지로 올라와 있다.

“생산부지 확보를 위해 각 지자체 기업유치과 관계자를 많이 만났습니다. 영광군, 창원, 충주, 충남, 청주, 전주, 안성, 평택 등을 다녀왔고 그중에서 전주가 가장 적합할 것으로 생각합니다. 생산설비를 갖출 기존의 인수공장을 보기도 했습니다.”

PTL코리아가 전주를 선택한 이유는 인근에 현대자동차 공장이 있고, 전주과학산업단지 등 산업단지들이 있어 공단 내 폐기물도 많이 나오고 기업들도 연료 절약을 위한 요구사항도 많을 것으로 예상하기 때문이다.

특히 지자체에선 기업을 유치할 경우 인력, 기술, 자금지원 등 지원이 가능해 생산설비 구축에 가속도를 붙일 수 있을 것으로 기대된다.

한국에 설립되는 생산공장은 현재 설비에 자동화 기능을 부가한 업그레이드 제품이 나올 예정이다. 정 회장은 “현재 수준에도 큰 문제는 없지만, 자동화되지 않은 밸브나 폐기물 투입부문에 대해 자동화하는 연구를 하고 있으며 곧 해결될 것으로 안다”고 밝혔다.

PTL코리아는 생산공장 구축에 따른 투자자금을 유치하기 위해 주식 공모에 들어가 있다. 한국공장에선 50톤 규모의 기기를 생산할 계획인데, 현재 25톤 규모의 기기를 만드는데 약 25억원의 필요하다. 이를 위해 생산인력 200명을 포함해 영업 관리 부문의 100명 등 총 300명의 신규 인력을 채용할 계획이다.

또한 PTL코리아는 지난 10월 말 세계한인회와 해외 수출을 위한 MOU(양해각서) 계약을 체결하고 세계 시장 진출에서 적극적으로 나서고 있다.

에너지 산업의 비전과 전망을 밝게 내다보고 있는 정 회장은 “에너지 산업은 앞으로 무궁무진하다고 본다. 에너지 없이 생활이 되지 않기 때문에 대체에너지로 폐기물을 연료화하는 기술은 대단한 것”이라고 강조했다.

전문가들은 석탄, 석유 등 화석연료의 한계로 에너지 위기가 올 것이라고 경고한다. 앞으로 30~40년 후면 이들 에너지는 고갈될 것이기 때문에 그 이전에 대체 에너지 개발에 적극적으로 나서야 한다고 주장한다.

그 일환으로 세계 각국은 신재생에너지 대체에너지 개발에 적극적으로 동참하고 관련 제품을 내놓고 있다. 이런 가운데 PTL코리아가 개발한 폐기물을 활용한 가스발생기는 에너지 확보, 환경보호, 고용창출 등 세 마리 토끼를 잡을 수 있는 기술로 인정받고 있다. 여기에서 더 나아가 국가 차원에서 폐기물을 활용한 신재생에너지 사업을 육성하기 위해 투자가 진행된다면 빛은 더 발할 것으로 전망된다.

<사진자료 : 월간 프로슈머>

PTL 가스 발생시스템(PTL Gas Generating System) 이란

바이오매스를 이용하여 가스를 발생시키는 시스템이다. 바이오 매스란 폐목재와 폐가구, 폐나뭇조각, 톱밥, 농작물대(질), 곡식 껍질, 낙엽 등을 말한다.

PTL 가스 발생시스템은 가스생산과 저장 전 과정을 자동으로 조절하여 안전하게 압력과 생산을 조절할 수 있는 시스템이다.

PTL 가스 발생시스템의 처리 공정을 보면 첫 번째, 가스 발생시스템의 윗부분에 있는 밸브를 열고 가스 발생시스템 내부에 연소물을 충전하고 밸브를 닫은 다음 가스 발생시스템 아랫부분에서 점화한다. 두 번째, 처음 점화할 때만 연통의 밸브를 열어 가스를 배출하다가 가스 생산이 안정화되면 연통의 밸브를 닫고 가스를 저장탱크 시스템으로 보낸다. 세 번째, 가스 발생시스템에서 나오는 가스는 냉각기 사이클론 분리기를 거쳐 물, 먼지, 타르 등의 불순물을 제거한 다음 냉각가스, 분리, 여과 등 가스를 깨끗하게 정화한 후 압력펌프의 압력으로 역화차단기를 거쳐 가스탱크로 이송하여 저장한다. 마지막으로 가스 발생시스템의 상단에 열센서는 온도가 높을 때 자동압력펌프를 차단하고 연소물의 투입 시기를 알려주며, 압력탱크 위에 설치된 압력계는 압력이 높을 경우 전원을 차단하여 안정성을 확보한다.

PTL 가스 발생시스템의 특징은 경제성과 기술의 우위성 그리고 친환경적 시스템이라는 것이다. 우선 폐목재 등을 재활용하여 목질 바이오매스 가스를 생성하여 높은 부가가치를 창출한다. 또 생성된 바이오매스 가스를 전기, 난방, 운송 등 다양한 용도로 활용할 수 있다. 마지막으로 바이오매스 가스를 에너지로 사용하여 설비 가동을 위한 에너지를 절감할 수 있다.

기술적 우위성을 보면, 유해가스가 전혀 발생하지 않아 폐목재 재활용을 촉진할 수 있다. 가스 생산과 저장 전 과정을 자동으로 제어하여 안정성을 확보했다. 연소물을 골고루 섞어 주어 균일한 가스 발생이 가능하다. 여기에 발생가스 정화 시 건식을 사용하여 물로 인한 2차 오염이 없고 폐목재, 건설 폐기물 등의 재활용이 가능한 친환경적 시스템이며 이 때문에 온실가스 배출 완화 등 공해발생을 줄일 수 있다.

특히 일반 자원회수 시설과 비교했을 때 일반 자원회수 시설이 경유 가스를 보조연료를 사용하여 kg 당 직화 2,500Kcal를 만들어내는 반면 PTL 가스 발생시스템은 보조연료를 사용하지 않고 kg 당 가스 3,500Kcal를 만들어 내면서도 환경오염 물질을 만들어 내지 않는다.

화석연료 ‘제로’시대를 향한 전방위 활동

대구직할시를 포함하고 있는 경상북도는 지역 연구기관, 기업과 지속적인 협력과 함께 신재생에너지 사업 활성화를 위한 홍보마케팅에도 적극적이다.  

경상북도는 올 1월 스페인 악시오나사와 950억원(전액 FDI) 규모의 영양 제2풍력발전단지 조성을 위한 투자양해각서(MOU)를 체결했다.  

악시오나(Acciona)사는 스페인 북부 팜쁠로나에 본사를 둔 풍력, 태양광, 태양열, 바이오메스, 수소전지 등 신재생에너지 전문기업으로서, 풍력발전 분야에는 세계 2위의 기업으로 전세계 14개국 213개 풍력발전단지(설치용량 7,895MW)를 운영하고 있는 풍력산업분야에서는 독보적인 글로벌기업이다. 

악시오나사는 지난 2007년 6월 스페인에서 ‘영양풍력 1단지’ 조성을 위한 투자양해각서(MOU)를 경상북도-영양군과 체결한 이후 현재 41기(61.5MW)를 건설 완료하여 현재 5만가구 년간 사용량인 18만MWh를 매년 상용 생산하고 있다. 

이번에 건설할 ‘영양풍력 2단지’는 영양군 석보면 칠성봉 일대에 총 950억원(전액 FDI)을 투자하여 2.0MW급 풍력발전기 19기를 2014년까지 건설하여 3만가구 년간 사용량인 약 10만MWh 가량 생산할 계획이다. 

향후에도 순차적으로 영양풍력 1단지 추가분 10기(15MW, 500억원), 청송풍력단지 72기(108MW, 3,000억원)가 완공될 경우 총 142기 (222.5MW, 연간 발전량 586천MWh)의 국내 최대 풍력단지로 부상하게 되며 이로써 경북 북부지역은 ‘화석연료 “0”시대’로 돌입하게 될 것이다. 

경상북도, 영양군에 풍력발전 단지 국내외 투자 유치 성공

경상북도는 지난해도 11월 STX에너지(주)의 영양군 풍력발전단지 조성을 위한 투자양해각서(MOU)를 체결한 바 있다.  

STX에너지(주)에서는 영양군 영양읍에 2MW급 풍력발전기 20기를 설치할 예정으로 14년 1월 완공할 예정이며, 생산된 전력은 한국전력에 판매할 계획이다. 

회사에서는 향후 추가투자 등으로 국내 민간사업자로서 최대 풍력 발전단지를 조성하는 동시에 신재생에너지공급 의무화제도 (RPS)제도에 적극 대응하고, 개발 경험을 토대로 해외 신재생에너지 사업에도 적극 진출하겠다는 전략이다. 

이번 투자와 함께 회사측에서는 영양 지역주민 고용은 물론이고, 신·재생에너지 홍보관을 건립하는 등의 지역개발사업에도 앞장서 관광객을 유치할 뿐만 아니라, 영양군 인재육성장학기금 지원도 약속하는 등 지역발전을 위해 노력하겠다고 밝혔다. 

김관용 경상북도지사는 “2012년부터 RPS(Renewable Portfolio Standards)가 시행되면 500mw 이상을 발전하는 회사들에 한하여 2022까지는 의무적으로 발전량의 10%를 신재생에너지로 채워야 한다”면서 “그 동안 아껴둔 우리의 자연 환경이 미래성장산업인 신·재생에너지 산업의 보고로 각광을 받을 날이 도래하였다”면서 우리 도에서는 신재생에너지 발전사업 뿐만 아니라 태양광 및 풍력 관련산업 유치에도 최선을 다해 지역발전과 일자리창출에 최선을 다하겠다고 밝혔다. 

경상북도, 신재생에너지 테스트 베드 협약 체결식 개최

경상북도는 신재생 에너지 산업을 지원하는‘신재생 에너지 테스트 베드’를 경북지역(포항, 구미)에 구축하기로 정부와 공식 협약이 체결됨에 따라 관련 기술 및 부품의 성능과 내구성 분석을 통해 신재생에너지 전문기업의 창업 및 사업화 지원이 가능하게 되어 경북지역이 녹색에너지 산업의 메카로 발돋움하기 위한 발판이 마련되었다고 밝혔다. 

신재생 에너지 테스트 베드는 정부에서 차세대 에너지원으로 떠오르는 신재생에너지 사업을 적극 육성하기 위해 3년간 국비 480억원을 지원하는 사업으로 공모를 통해 전국에서 6개 사업(태양광 3, 풍력 2, 연료전지 1)이 선정되었으며, 경북도는 포항공대 주관의 연료전지와 구미전자정보기술원 주관의 태양광이 선정됐다.  

이곳을 통해 지역 중소기업이 개발한 기술과 부품의 신뢰성을 확보하기 위한 시험분석, 성능검사, 실증 업무가 지원되어 기업 창설 및 유치로 클러스터 형성과 산업 인프라 구축을 기대할 수 있다. 

경북 지역에 구축되는 Test - Bed 분야로서 연료전지분야는 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술로서 포항지역에 포스코파워를 중심으로 부품, 소재 및 시스템 사업자들의 공급체인망(Supply Chain)이 형성되어 있으며, 태양광 분야는 태양광을 광전효과를 이용하여 전기를 발전시키는 태양전지와 관련된 산업으로서 구미 등 경북 서부지역에는 셀, 모듈, 장비 등 가치사슬(Value Chain)별 기업이 골고루 분포하여 테스트 베드 수요가 높은 것으로 알려졌다. 

국제 태양열발전 워크샵, 대구에서 첫 개최

한편 대구광역시를 비롯해 경상북도는 신재생에너지 사업 활성화를 위해 다향한 행사를 열고, 사업에 대한 홍보 마케팅을 적극 펼치고 있다. 

태양열발전(CSP) 관련 국제 워크샵이 지난해 11월 대구 인터불고엑스코 호텔에서 개최됐다. 

이번 행사는 지식경제부 주최로 한국에너지기술연구원이 주관하고 대구광역시가 후원하며, 국제에너지기구(IEA) 산하 태양열발전 및 화학에너지 분과(SolarPACES) 의장을 맡고 있는 블랑코(Blanco, 스페인) 박사를 비롯한 미국, 중국, 일본 주요국 정부 관계자들과 지식경제부, 한국수력원자력, GS 건설, 삼성물산, 포스코파워 등 국내 CSP 관련 주요 기관·산업체 관계자 150여명이 참석해 태양열발전 관련 국가 간 교류협력을 모색한다. 

첫 날은 미국 에너지부(DOE) CSP 기술팀장의 미국 내 추진 중인 프로젝트 소개를 시작으로 유럽, 중국, 일본 등 주요국 관계자의 자국 내 연구개발 및 산업동향에 대한 발표와 우리 정부의 신재생에너지 정책에 대한 소개가 이어지며, 둘째 날은 한국에너지기술연구원 강용혁 신재생에너지본부장을 비롯한 대성청정에너지연구소 박문희 소장, 한국태양에너지학회 서태범 부회장 등이 국내 기술개발 현황과 연구동향에 대해 발표하고 신천 하수처리장에 건립된 타워형 태양열발전소 투어를 끝으로 전체 일정을 마무리했다.  

대구시는 또한 전 세계 폐기물 자원순환 분야에서 가장 권위 있는 국제폐기물협회 세계대회(ISWA: International Solid Waste Association World Congress)도 열었다.  

이번 대구대회는 지난 2007년 ISWA연차회의(네덜란드)에 유치의향서를 제출하고 캐나다, 브라질과 경합을 벌인 끝에 2008년 11월 ISWA 연차회의(싱가포르)이사회에서 최종협약서를 체결함으로써 대구가 유치한 것. 

ISWA 세계대회는 EU와 EU외 지역이 번갈아 개최하는데 대구개최는 아시아에서는 일본, 싱가포르에 이은 3번째 대회로, 폐기물 환경 인프라는 물론 폐기물학회의 연구와 공헌도 등 모든 환경역량이 뒷받침이 돼야 개최할 수 있는 대회라는 점에서 의미가 있다. 

대구시, ‘타워형 태양열발전시스템’ 준공

대구시와 대성에너지(주)는 신천하수처리장 서편 현장(북대구 IC인근)에서 ‘타워형 태양열발전시스템’ 준공식을 개최한다. 

‘타워형 태양열발전시스템’은 시스템 국산화 및 요소기술 개발 등을 통해 해외 수출시장 개척을 목적으로 설치된 연구·실증시설로써 지역의 대성에너지(주)가 한국에너지기술연구원 등과 공동으로 2008년 12월부터 정부의 국가전략기술개발사업의 일환으로 추진하여 왔다. 

‘타워형 태양열발전시스템’은 대구시 북구 서변동 신천하수처리장 서편에 위치하며 부지면적 20,300m2 규모로서, 태양열을 흡수하는 50m 높이의 타워와 태양열 반사판 450개, 200kW급 발전터빈, 관리동 등 총사업비 116억5천만원(국비 71.5억, 민간 45억)이 투입되었으며, 대성에너지(주)가 총괄하고 한국에너지기술연구원과 핵심부품인 태양열흡수기를 생산·공급하는 지역의 (주)맥테크 등 7개 관련기업과 기관이 사업에 참여했다.  

경상북도에서는 구미시 소재 (재)구미전자정보기술원에서 관련 전문가, 기업인, 공무원 등 100여명이 모여 향후 경상북도의 미래를 선도 해 나갈 차세대 이차전지 개발 산업육성을 위한 “이차전지 핵심소재 활성화 정책” 세미나를 개최했다.  

이번 세미나에서는 이차전지를 생산하는 기업체와 관련전문가 등이 함께하여 이차 전지 기술개발 및 시장 동향, 기업의 이차전지사업 현황, 경북지역 차세대 이차전지 개발전략, 기업육성전략, 이차전지 산업 인프라 구축전략이 발표됐다.  

경상북도, ‘에너지관련 융합 섬유소재 개발사업’ 

경상북도는 지역섬유관련 산·학·연 관계자를 초청한 가운데 지역 섬유산업을 고부가가치 미래성장 동력의 핵심 산업으로 미래의 먹거리가 될 ‘에너지관련 융합 섬유소재 개발사업’ 기본계획 수립을 위한 최종보고회를 개최했다.  

에너지관련 융합 섬유소재 개발사업은 정부가 2020년 세계 5위의 신섬유 강국으로 도약키 위해 추진중인 신섬유 개발 로드맵(신섬유 Roadmap 2020)의 추진 전략 가운데 한 분야인 ‘태양전지 섬유’에 포함된 사업이다. 

지역에 기 구축된 섬유 산업 인프라와 지역내 동해안 에너지 클러스터 조성 등 신재생에너지 사업 분야와의 융합을 통한 지역 섬유산업이 세계를 선도할 핵심 신성장동력 산업으로 자리매김할 수 있도록 추진중이며, 지난 4월, 한국생산기술연구원에 기본계획 수립을 위한 연구용역을 의뢰해 오늘 최종보고회에 이르게 되었다. 

경상북도는 “지구의 미래: 그린에너지 그린혁명” 이라는 주제로 500여명의 학자, 기업체 인사, 연구원 등 저명인사가 참여한 가운데 개최되었으며, 기후변화, 온실가스 배출 등 지구촌이 당면한 에너지 문제를 해결하기 위한 방안과 경상북도의 역점사업인 동해안 에너지 클러스터의 활성화 정책을 검토하는 자리를 가졌다. 

경상북도는 지난 2006년부터 동해안에 “동해안에너지클러스터 조성”을 위해 정부정책과 연계한 국책사업과 관련기업의 유치를 통해 국내최대의 그린에너지 집적지를 구축하고 있으며, 국내 최대의 원전 현장인 이지역에 원자력 클러스터 조성으로 원자력 산업의 허브를 만들고자 관련 산업 유치, 글로벌 원자력 인력양성사업, 원자력 마이스터고 설립 등을 추진하고 있다. 

또한 네트워크 구축을 위해 짝수해에 국제포럼을, 홀수해에 국내포럼을 개최하는데 지난 2010년에 열린 월드그린에너지 포럼에는 30개국 3,000여명이 참석한 바 있다. 

이번 포럼에서 제시된 의견은 정책적 검토와 연구를 거친 후 도의 역점시책으로 추진하며 대정부 건의와 정치적 지원을 통해 국비를 확보하여 국책사업으로 승격되도록 노력할 예정이다. 

화학에너지가 청정 바이오에너지로 ‘뜬다’    

2013년 글로벌 3천억달러 규모… 국내 대기업·중소기업 바이오매스 생산 경쟁 

“강동구가 해바라기씨를 활용해 바이오디젤(Biodiesel)을 만들어 보는 ‘바이오에너지 생산 체험농장 프로그램’을 최근 개설해 큰 인기를 모았다. 암사동 132일대에 2,120m2 규모로 조성된 체험농장은 지난해부터 봄에는 유채씨, 가을에는 해바라기씨를 이용해 바이오디젤을 만드는 프로그램을 운영했다. 지난해 처음 개장한 체험 농장에는 총 118회 동안 3,840명이 다녀갈 정도로 높았다.” 

강동구는 2006년부터 전국 지방자치단체 최초로 폐식용유를 활용한 바이오디젤을 만들어 구청 청소차량 31대에 사용, 연간 1억3,000만원의 비용을 절약하는 등 친환경 정책을 실천하고 있다. 

바이오디젤은 식물에서 추출한 기름으로 만든 친환경 무공해 연료로 순수한 상태 또는 경유와 혼합해 난방용, 자동차용 연료로 쓰인다. 식물 씨앗을 압착하는 방법으로 기름을 만드는데 보통 1,500m2당 유채기름은 85ℓ, 해바라기기름은 105ℓ를 채취할 수 있다. 

바이오 화학산업, 신ㆍ재생에너지의 새 패러다임으로 각광 

화석연료의 고갈과 지구 온난화라는 문제에 직면한 인류는 신ㆍ재생에너지 개발의 필연적인 과제에 당면해 있다. 

이런 환경 속에서 원료의 대부분을 석유에 의존하고 있고 온실가스 배출량이 가장 많은 산업 중 하나인 ‘화학산업’이 위기이다. 하지만 ‘화학산업’이 ‘바이오; 를 만나면서 기회가 되고 있다. 

바이오 화학산업은 BT(Bio Technology)와 CT(Chemical Technology)의 융합기술로, 바이오매스(biomass)를 원료로 에너지나 화학제품을 생산하는 산업을 말한다. 특히 바이오매스는 지속적으로 생산할 수 있고 친환경적이기 때문에 바이오화학기술은 석유를 대체하여 지속가능한 성장을 유도할 수 있는 기반기술로 인식되고 있다.

하지만, 국내 바이오산업의 기술수준은 일부 발효기술을 제외하면 세계 수준에 크게 못 미치는 실정이다. 이는 연구개발 및 사업화의 바로미터라 할 수 있는 특허출원에 그대로 나타나는데, 그 한 예로 바이오기술을 활용한 카프로락탐(Caprolactam)의 제조기술이 각광을 받고 있다. 

카프로락탐은 현재는 석유화학 원료를 사용해 화학적 공정에 의하여 제조하는데, 최근 네덜란드, 독일, 미국에서는 바이오매스에서 유래한 당(Sugar)을 원료로 발효기술을 이용해 라이신(Lysine)을 제조하고, 이로부터 생물학적 효소를 이용하여 제조하는 기술을 개발하고 있다.

카프로락탐은 나일론의 원료로 사용되는 외에 타이어코드, 필름, 엔지니어링 플라스틱 등에 광범위하게 사용되는데, 현재 약 120억달러로 추산되는 세계 시장규모는 계속 커질 전망이다. 

바이오 기술을 활용한 카프로락탐 제조기술에 관련된 특허출원을 조사한 결과, 한국특허청에는 2007년, 2008년, 2009년에 각 1건씩 모두 3건이 출원되었는데 모두 외국인 출원(미국 미시건대학 1건, 독일 바스프사 2건)이고, 내국인 출원은 국내는 물론 외국에도 전혀 없는 것으로 나타났다. 

반면, 세계 주요국 특허청에는 모두 26건이 출원된 것으로 조사되었는데, 2005~2008년에는 연간 1~3건에 불과하다가 2009년 들어 8건으로 급격히 증가했다. 

이렇듯 바이오화학산업은 세계적으로 아직까지 성장 초기 단계에 있지만 앞으로 저탄소 녹색기술에 대한 수요에 힘입어 큰 폭의 성장세가 예상되고 있다. 따라서 원유를 전량 수입에 의존하면서도 현재 세계 5위의 석유화학산업 강국으로 도약한 한국은, 이제 그 저력을 바이오화학산업으로 전환하는데 발휘해야 한다는 주문이 일고 있다. 

신성장산업 바이오·에너지 글로벌 기업 경쟁 거세질것

올해 글로벌 기업들은 시장주도권 확보를 위한 공격경영 및 본원적 경쟁력 강화 전략을 펼칠 것으로 전망됐다.

삼성경제연구소가 발표한 ‘2011년 글로벌 기업의 경영 이슈’ 보고서에 따르면 올해 글로벌 기업들은 거시적인 차원에서 글로벌 저성장 기조가 장기화되고 지역 간 성장격차가 확대될 뿐 아니라 기업 간 경쟁이 예전보다 더 격화될 것으로 예상했다. 아울러 원자재가격 상승에 따른 신흥국 인플레이션 발생 등 위험 요인이 산적해 있으며 신성장산업으로 각광받고 있는 바이오·에너지·인프라 산업의 경쟁도 치열해질 것으로 예상했다.

이 같은 예상은 삼성경제연구소가 구미와 일본 등의 선진기업 23개사, 중국·인도·멕시코 등의 신흥국 기업 10개사 등 33개사의 주요 동향을 분석한 결과를 근거로 하고 있다.

이번 조사 결과를 토대로 연구소는 △융·복합을 통한 신성장산업 선점 △신흥국 시장 진출을 필수 전략화 △신흥국 기업의 선진국기업 인수합병(M&A) 확산 △제품·서비스의 스마트화 △경영체제의 유연성 제고 등 5개 경영 이슈를 도출했다.

연구소는 5개 경영 이슈에 대응하기 위해 국내 기업들은 글로벌 선진기업의 견제와 신흥국 기업의 도전에 맞서는 노력을 기울여야 하며 이를 위해 시장주도권 경쟁에 과감하게 투자하고 창조적 조직문화 등으로 적극 대처해야 한다고 지적했다. 또 개방형 혁신을 통해 조직 내외부의 자원과 역량을 자유롭게 동원해 신기술·신비즈니스 모델을 혁신해야 하며 현지발 핵심 역량을 창출해야 하고 체계적·전문적인 위기 대응 시나리오를 확보해야 한다고 덧붙였다.

폐기물 에너지 시장 확대 대기업・중소업 역할 ‘톡톡’

폐기물 에너지 산업을 이끄는 곳은 자본과 기술을 겸비한 대기업들이다. SK에너지, GS칼텍스, 한솔이엠이 등 미래 성장동력 확보를 위해 폐기물 에너지화 사업 등에 적극 투자하고 있다.

GS칼텍스의 자회사인 GS플라텍은 지난해 4월 플라즈마를 이용해 폐기물을 처리하는 것은 물론 처리 과정에서 발생하는 합성가스를 에너지로 얻어내는 기술을 통해 본격적으로 이 사업에 진출했다. GS플라텍 기술의 강점은 폐기물 처리 과정에서 발생하는 기체를 에너지로 회수함과 동시에 다이옥신과 같은 환경오염 물질은 거의 배출하지 않는다는 점이다.

한솔그룹의 환경엔지니어링 기업인 한솔이엠이는 24일 음식물 폐기물, 하수 슬러지 등 각종 유기성 폐기물에서 발생하는 가스를 액화시켜 연료로 사용할 수 있는 액화바이오메탄(LBMㆍLiquefied Bio-methane) 기술 개발에 성공했다. 이는 국내 처음이자 세계 4번째로 이뤄진 성과다.

액화바이오메탄은 열차, 차량, 선박 등에 사용되는 LNG를 대체할 신재생 연료로, 가정용, 산업용, 발전용 연료의 대체 에너지로도 사용할 수 있어 2015년부터는 연간 1,000억원 이상의 천연가스 수입대체효과가 있을 것으로 전망된다. 액화바이오메탄 생산기술은 전 세계적으로도 미국 및 유럽의 3개 회사만이 보유하고 있는 바이오 에너지 관련 신기술이다.

한솔이엠이가 기술개발 단계에서 수도권매립지에 설치, 운영중인 액화바이오메탄 생산 플랜트는 하루에 3,785ℓ의 액화바이오메탄을 생산하고 있는데, 이는 시내버스 약 30대가 하루 260km를 운행할 수 있는 양이다. 한솔이엠이는 2007년부터 지식경제부의 ‘신재생에너지 기술개발사업’의 일환으로 액화바이오메탄 생산기술 개발을 추진했고, 최근 지경부로부터 기술개발 최종 성공 판정을 받았다.

지금까지 국내에서 바이오가스는 보일러나 열병합 발전에만 사용했는데 이는 투입대비 에너지 생산효율이 낮고 생산지 부근에서만 이용이 가능해 효율성면에서 한계가 있었다. 하지만 기체 상태의 바이오가스를 액화바이오메탄으로 전환시켜 발열량도 높아지고 저장성 및 이동성도 크게 개선됨에 따라 바이오가스의 부가가치를 획기적으로 향상시킬 수 있게 됐다고 한솔측은 설명했다.

한솔이엠이는 이번 기술 개발로 향후 저탄소 녹색성장정책의 일환으로 추진 예정인 신재생연료 의무혼합제도(RFS)의 도입 시에는 액화바이오메탄 산업도 크게 활성화 될 것으로 전망하고 있다.

액화바이오메탄 관련 산업은 2015년께 시장규모가 국내 3,200억원, 세계적으로는 약 15조원 이상 늘어날 것으로 예상되며, 다른 신재생연료인 바이오디젤, 바이오에탄올에 비해 온실가스 배출량을 절반 이하로 줄일 수 있을 것으로 기대되고 있다.

정형근 한솔이엠이 대표 “이번 기술 개발과 관련해 3건의 특허 등록을 마쳤고, 내년부터 대량 생산설비를 갖추고 후속 연구를 시작해 2014년부터는 본격적으로 상업화 단계에 뛰어들 계획”이라고 밝혔다.

국가산업단지내 대기업 - 중소기업 협력 개발

울산국가산업단지 내 SK에너지(주)와 (주)엔바이론소프트, 녹산하수처리장은 생산공정에서 발생하는 유기부산물 재활용해 참여 기업들이 모두 경제적 이익을 창출하고 있다.

SK에너지(현 SK이노베이션)는 화학 원료 물질인 부탄디올(Butanediol) 제조 공정에서 발생(일일 16.8톤)하는 부산물에 고농도 포름알데히드가 포함돼 있어 처리에 상당히 어려움을 겪고 있었다.

이에 SK에너지는 엔바이론소프트와 손잡고 폐수 무독화시설을 갖추고, 부산물에서 포름알데히드를 제거한 후 남은 잔류 유기물을 녹산하수처리장에 질소 처리용 외부탄소원으로 공급했다.

SK에너지는 폐기물 처리비 절감으로 연간 9억원의 경제적 이익을 얻었다. 유기부산물의 옥성제거처리해 대체 탄소원 공급한 엔바이론소프트는 연간 2억5,000만원의 판매수익을 창출했다. 녹산하수처리장은 질소처리용 메탄올을 대체할 원료를 저렴한 가격에 제공받아 연간 8억4,000만원의 비용을 절감하고 있다.

청주산업단지에서는 소각장에서 대기로 배출하는 폐열을 스팀 생산에너지로 전환시켰다.

산업폐기물 업체인 (주)한세이프는 소각장에서 버려지는 폐열로 스팀을 생산해 LG화학에 공급하고 있다.

이로 인해 (주)한세이프는 연간 28억5,000만원의 수익을 얻고, LG화학은 스팀생산 연료비의 6억3,000만원을 절감했다. 이는 연간 화석연료 5,300toe(석유환산톤이라 부르면 원유(석유) 1톤을 연소하였을 때 발생하는 열량으로 1toe는 1,000만0kcal)사용과 이산화탄소 1만1,600톤 배출을 줄이는 효과를 가져왔다.

여수국가산업단지에서 싱크대 선반 등에 사용되는 인조대리석을 생산하는 (주)제일모직 여수공장은 제품 생산과정에서 연 3만톤 정도의 폐기물이 발생, 전량 소각하거나 매립했다. 하지만 최근 (주)알앤이가 폐인조대리석을 열분해해 아크릴 수지와 순수 알루미나를 회수하는 방법을 개발하면서 문제를 해결했다.

제일모직은 알앤이에 폐인조대리석을 무상으로 공급하고, 알앤이는 열분해를 통해 얻은 아크릴 수지와 알루미나를 각각 (주)남도아크릴과 (주)유니온 등에 판매해 연간 19억원의 수익을 올리게 됐다. 제일모직도 매년 3억원 이상의 인조대리석 폐기물 처리비용을 더 이상 지출하지 않게 됐다.

한편 폐・부산물의 기업간 순환연계를 통해 자원 및 에너지 이용 효율을 극대화하고 환경오염물질의 배출을 줄이는 생태산업단지(EIP) 구축은 2005년부터 시작돼 2014년 12월 완료될 예정이다.

2005년부터 지금까지 30건 사업으로 연간 1,119억원의 경제적 성과와 이산화탄소 등 대기오염물질 62만톤을 줄이는 효과를 거뒀다.

이러한 EIP 구축사업은 세계 각국에서도 주목하고 있다. 국제학술단체인 국제산업생태학회가 격년제로 여는 ‘제7차 산업생태 국제컨퍼런스’를 오는 2013년 7월 울산에서 개최키로 했다.

지식경제부는 미국 버클리대에서 열린 ‘제6차 산업생태 국제컨퍼런스’에서 한국산업단지공단과 중국과학원, 일본국립환경연구소가 생태산업개발 촉진을 위한 한・중・일 3개 기관간 교류・협력 합의각서를 체결했다.

중소기업, 독자적 폐기물 에너지 시장 창출

한편 대기업 못지않게 중소기업들의 움직임도 활발하다.

중앙엔지니어링는 산업・생활 폐기물을 에너지로로 바꾸면서 친환경 전도사를 자처하고 있다. 중앙엔지니어링은 지난 95년 중앙개발 설립을 시작으로 현재 건축, 토목, 환경 부문에서 신재생에너지 사업에 집중하고 있다. 녹색기술 인증 보유기업이면서 연소기의 연소실내 공기공급 장치, 복수 개의 생활폐기물 고형연료분배부를 구비한 연소기, 연소실내의 잔재 처리장치 등 특허도 다수 확보한 기술혁신형 강소기업이다.

일상에서 버려지는 생활폐기물 및 산업폐기물 중 재활용이 가능한 폐기물을 선별한 후 불에 태울 수 있는 폐기물만을 파쇄, 분쇄, 교반, 압축, 성형과정을 거쳐 품질ㆍ등급기준에 적합하게 제조해 연료로 만든 고형연료를 사용하는 중앙RDF전용보일러는 화석연료와 혼소 없이 RDF, RPF, WCF를 독립적으로 연소할 수 있는 국내 유일의 100% 고형연료 전용보일러라는 점에서 높이 평가 받고 있다. 현재 인제군과 각 군 부대의 협조로 인제군자원화시설 인근 부지에 상용화를 위한 실험플랜트를 설치, 연료 제조와 보일러 연속가동을 통한 운전 매뉴얼 제작 및 기술 업그레이드 작업을 진행 중에 있다.

무엇보다 100% 국산화 기술로 해외에 로열티를 주지 않아도 되고, 기존 제품의 2/3 수준의 가격경쟁력을 확보했다. 또 에너지 회수가 필요한 기존 소각시설과 농공단지 에너지 공급, 농가 시설하우스 열공급, 집단주거시설의 에너지 공급이 가능하며 전기 생산을 병행 할 수 있다. 이로써 대체연료 사용 촉진으로 인한 국가 에너지비용의 대폭적인 절감 효과와 온실가스 배출 저감으로 인한 국제적인 저탄소 친환경 국가로의 이미지가 한층 더 올라갈 수 있으리라 기대된다. 김영일 대표는 “향후 산학연 및 기술 연구기관과의 긴밀한 협력으로 맞춤형 보일러 보급을 위한 제품의 다양화와 디자인 개발로 국내에서는 물론 해외에서도 인정받는 기업으로 비상하겠다”고 당찬 포부를 밝혔다.

도화엔지니어링은 대산이엔티와 1,100억원 규모의 고성 그린에너지 플랜트 건설사업 EPC 계약을 체결했다.

고성 그린에너지 플랜트 사업은 대산이엔티가 외화유치를 통해 추진 중인 민간 주도 첫 폐기물 자원화 및 에너지생산 산업단지다. 경남 일대 산업단지 및 조선소에서 배출되는 사업장 폐기물을 주원료로 폐플라스틱순환연료(RPF), 아스콘, 순환골재 등으로 순환하고 소각 시 발생하는 여열을 통해 전력해 한국전력에 판매한다는 구상이다.

도화는 앞서 지난 4월 대산이엔티와 설비 조달 및 건설을 위한 양해각서(MOU)를 체결했고 이번에 본계약을 맺었다.

대체에너지 전문연구기업 (주)케이엘에너지가 폐기물을 재활용해 연간 약 4조5천억원의 경제효과를 불러일으킬 것으로 기대되는 획기적인 신재생원료 “NF-70"을 개발한데 이어 세계 최초로 상용화에 성공했다.

NF-70의 생산공정은 페글리세린을 미세입자화해 중유에 내포되도록 하는 것이 핵심기술. 산업체(발전소)가 보유한 보일러의 상황에 따라 중유와 페글리세린 혼합비율을 선택해 사용 할 수 있는 것이 특징으로, 최근 실시한 정밀테스트 결과 페글리세린을 70% 유화해 산업용보일러에 연소했을 경우 기존 중유 대비 약 57% 이상의 연료절감 효과를 보였다.

2010년 에너지 통계연보에 따르면 2009년 국내에서 소비된 중유는 연간 약 1,100만톤에 이른다. NF-70는 인도네시아, 말레이시아 등에서 팜(Palm)으로부터 팜유(Palm Oil)를 생산하고 남은 폐글리세린을 이용해 중유와 섞어 연료화 하는데, 현지에서는 활용방안이 없어 거의 대부분이 방치・폐기되고 있는 폐기물을 자원화 한다는 점에서 고무적이며, 무엇보다 생산원가가 매우 저렴한 것이 강점이다.

식물로부터 정제되었기 때문에 독성이 없고, 공해 발생이 적은 에코연료로 활용할 수 있어 공해감소 효과도 기대된다. 실제로 환경개선효과 측면에서도 이산화탄소(CO2) 38%, 황산화물(SOx) 40.2%, 질소산화물(NOx) 23.4%, 먼지 48.7% 등 환경오염물질 배출 저감 효과가 입증됐다.

한편, (주)케이엘에너지는 연내 국내외의 유류발전소, 열병합발전소 등과 NF-70연료공급 계약을 추진 할 계획이며, 향후 본격적인 사업추진은 관계사인 (주)한진피앤씨를 통해 진행할 예정이다.

환경플랜트 전문기업인 (주)포스벨은 생활쓰레기 자원화 및 에너지화 분야의 핵심인 선별 시스템을 연구개발 ・ 제작 ・ 상용화한다. 국내외 다수의 매립지 정비공사와 건설현장의 불법 매립 폐기물 처리 공사를 수행하며 일본과 브라질 등 세계 여러 나라로 환경 플랜트를 수출하고 있다. 폐기물 선별 기술인 ‘매립폐기물 고효율 선별 ・ 재활용(SUPEX) 시스템’과 ‘생활폐기물 전처리(MBT) 시스템','순환형 매립장정비(SLR) 시스템’ 등을 확보했다. 이들 기술은 현재까지 국내외 100여건, 금액으로는 총 800억원어치의 매립지 정비사업에 사용됐다.

선진국에서 매립지 폐기물 후처리 기술의 사업화에 성공한 회사는 영국 파워스크린과 미국 와일드캣 등이 있다. 하지만 포스벨의 기술은 이들보다 우수하다는 평가를 받고 있다. 매립 폐기물의 후처리는 ▲악취 제거 ▲폐기물 운반 ▲흙, 가연성, 불연성 물질로 선별 ▲재활용 등의 과정을 거친다. 이 중 선별 과정이 핵심 단계로 포스벨이 개발한 ‘슈펙스 시스템’이 바로 폐기물을 선별하는 기계다.

내부에 설치된 ‘스크린 막힘 방지’ 칼날장치와 바깥쪽에 솔과 같은 기계식 회전 레이크가 막힘이나 2차 오염 없이 흙의 95%를 선별해낼 수 있다. 기존 제품이 에너지화하거나 재활용이 가능한 물질의 분리 성공률이 50% 수준인 데 비해 포스벨 제품은 이를 85% 수준까지 높인 것으로 평가받는다.

“쓰레기도 에너지다”  에너지 개발 본격화

GS플라텍, 중부발전, 현대건설, 마이크로웨이브 등 진출