폐기물에너지 종류 - pyegimul-eneoji jonglyu

에너지 함량이 높은 폐기물 연료로 재생, 소각 에너지로 이용
국내 폐기물에너지 신·재생에너지 생산량의 60% 차지
화석 연료 대체 에너지, 이산화탄소 감축 효과
환경오염 물질 처리 과정 악취와 오염 발생, 설치에 어려움

[에너지단열경제]박장수 기자

사용하고 못쓰게 되어 버리는 제품이나 쓰레기 등을 재활용하는 것으로 에너지 함량이 높은 폐기물들을 여러 가지 기술에 의해 연료로 만들거나 소각하여 에너지로 이용하는 기술이다.
즉, 산업이나 가정에서 발생하는 각종 가연성 폐기물을 변환시켜 연료와 에너지로 이용 가능케 하는 재생에너지 생산 기술을 뜻한다.
현재는 가스화, 소각, 열분해 등의 변환 과정을 거쳐 고체, 액체 및 가스 연료, 폐열 등으로 생산하고 있다.
이용하는 폐기물의 종류와 가공 및 처리 방식, 생산되는 연료의 형태 등에 따라 4가지로 분류된다.
먼저 성형고체연료(RDF)는 종이, 나무, 플라스틱 등 연소성이 높은 폐기물을 선별하여 파쇄, 분리, 건조, 성형 등의 공정을 거쳐 제조된 고체연료를 말한다.
폐기물 가공연료, 폐플라스틱 연료, 폐타이어 고체연료, 폐목재 연료 등이 있다.
폐유 정제유는 자동차 폐윤활유 등의 폐유를 이온정제법, 열분해 정제법, 감압증류법 등의 공정으로 정제하여 생산시킨 재생유다.
플라스틱 열분해 연료유는 플라스틱, 합성수지, 고무, 타이어 등의 고분자 폐기물을 열분해하여 만들어낸 청정 연료유다.
폐기물 소각열은 연성 폐기물 소각열 회수에 의한 스팀을 생산하고 발전으로 이용 가능하다.
폐기물에너지 장치는 산업폐기물을 소각 처리하는 소각로와 보일러에서 냉각할 때 발생하는 스팀을 공급하는 배관, 스팀을 사용하여 폐수를 증발 농축시키는 증발농축시설을 갖추고 있다.

폐기물에너지는 감량화(Reduce), 재사용(Reuse), 재활용(Recycle), 에너지회수(Recovery)라는 원칙으로 관리되고 있다.
폐기물에너지의 현황은 생산량이 가장 많은 국가인 미국은 고형폐기물의 소각열을 이용한 에너지 생산이 활성화 되어 있다.
유럽의 경우 소각 시설의 폐열로 증기를 생산하는 다양한 원천 기술을 보유하고 있으며, 폐기물 고형연료 생산을 통해 화력발전소나 시멘트 공장의 보조연료로 사용되는 경우가 많고, 국가 간 고형연료의 거래도 활발하다.
일본 또한 2016년 기준으로 생활폐기물 고형연료화 시설을 약 70개 가동하고 있으며, 90% 이상의 생활폐기물을 소각 시설에서 처리하고 있다.
국내의 경우 폐기물에너지가 신·재생에너지 생산량의 60%를 차지하며, 태양광이나 풍력 등 다른 에너지원에 비해 높은 비중을 차지하고 있다.

<장·단점>

각종 폐기물을 감량하고 재활용함으로써 폐기물 처리 문제가 감소할 뿐더러 화석 연료를 대체하는 에너지로서 이산화탄소 감축 효과를 볼 수 있다.
고체, 액체, 가스 등 다양한 형태의 에너지원으로 변형이 가능하므로 활용가치가 높고, 에너지 이용 과정 중 열이 사용되므로 지역에 난방열 공급이 가능하여 경제적인 효과도 기대할 수 있다.
그러나 위생 시설 및 다양한 처리 기술이 요구되어 초기 투자비용이 높을 수 있다.
또한 폐기물 소각 시에 배출되는 환경오염 물질과 생산 및 보관 시에 발생하는 악취와 오염 물질로 인해 설치에 어려움을 겪을 수 있다.
환경규제로 인해 발전소가 들어설 수 있는 입지조건이 까다로운 것이다.

<향후 전망>

활용 가치가 높은 에너지원인 만큼 부정적 인식에 대한 원인을 파악하고 해결할 수 있는 기술 개발과 함께 연구부지 제공 및 행정적인 지원을 통해 활성화해야 한다는 것이 전문가들의 견해다.
지난 2018년 한국폐기물협회의 자료에 따르면 건설폐기물이 48%, 사업장배출시설폐기물이 39%, 생활폐기물이 13%로 집계됐다.
폐기물에너지는 다른 신재생에너지에 비해 생산단가가 낮고 투자규모도 작으며, 기후에 따른 발전량 손실이 생기지 않는다.
폐기물을 처리하면서 전력과 스팀 판매 등을 통해 경제성도 확보가 되기 때문에 투자자들의 전망도 밝다.
또 비성형 고형연료제조, 폐자원 가스화 발전 등 고부가가치 에너지로의 전환도 확대되고 있다.
전력 생산을 위한 폐기물에너지가 환경을 위한 폐기물에너지로의 가치로 확장될 것으로 전망된다.
한편 폐비닐·플라스틱 등 고형폐기물을 원료로 하는 비재생폐기물이 지난해 10월부터 재생에너지 대상에서 제외됐다.
비재생폐기물이 제외된 배경은 외국에 비해 국내 신·재생에너지의 기준이 너무 광범위한데 따른 것이다.
그동안은 생활쓰레기는 물론 산업 폐기물, 폐가스 외에도 폐기물 고형 연료(SRF, Solid Refuse Fuel)까지 재생에너지로 분류해왔다.
이에 따라 신·재생에너지 공급의무화(RPS)제도로 폐기물이 국가지원을 받게 됨으로써 폐기물 발전시설을 건립하려는 민간업자와 지역주민 간의 갈등과 분쟁이 계속됐다.
국제에너지기구(IEA,International Energy Agency)는 가정·상업·공공 분야에서 발생하는 폐기물, 즉 생물학적으로 분해 가능한 것들은 재생도시폐기물로 분류하고 있다.
재생 불가능한 산업폐기물과 생물학적으로 분해되지 않는 것들은 비재생 도시폐기물로 분류해왔다.
국내의 경우는 산업폐기물을 시작으로 RDF/RPF/TDF(폐기물 고형연료), 생활쓰레기, 대형도시쓰레기 등 모든 폐기물을 신재생에너지원으로 인정해오면서 많은 비판을 받아왔다.
정부 통계에 따르면 국내 신·재생에너지 비중은 8%가 넘지만, 국제사회 기준으로 분류할 경우 고작 3.5%에 불과하다.
폐비닐 외에도 폐플라스틱·폐타이어 등을 원료로 하는 폐기물 고형연료(SRF) 또한 재생에너지 정의에서 제외되면서 REC 공급인증도 받을 수 없게 됐다.

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폐기물을 변환시켜 연료 및
에너지를 생산하는 기술

폐기물에너지기술

• 폐기물에너지는 폐기물을 변환시켜 연료 및 에너지를 생산하는 기술
• 사업장 또는 가정에서 발생되는 가연성 폐기물 중 에너지 함량이 높은 폐기물을 열분해에 의한 오일화, 성형 고체 연료의 제조기술, 가스화에 의한 가연성 가스 제조기술 및 소각에 의한 열회수 기술 등의 가공ㆍ처리 방법을 통해 고체 연료, 액체 연료, 가스 연료, 폐열 등을 생산하고, 이를 산업 생산활동에 필요한 에너지로 이용될 수 있도록 재생에너지를 생산하는 기술

폐기물 신재생에너지의 종류

• 성형고체연료(RDF)
  • 종이, 나무, 플라스틱 등의 가연성 폐기물을 파쇄, 분리, 건조, 성형 등의 공정을 거쳐 제조된 고체연료
    주) RDF : Refuse Derived Fuel
• 폐유 정제유
  • 자동차 폐윤활유 등의 폐유를 이온정제법, 열분해 정제법, 감압증류법 등의 공정으로 정제하여 생산된 재생유
• 플라스틱 열분해 연료유
  • 플라스틱, 합성수지, 고무, 타이어 등의 고분자 폐기물을 열분해하여 생산되는 청정 연료유
• 폐기물 소각열
  • 연성 폐기물 소각열 회수에 의한 스팀생산 및 발전으로의 이용 등
    폐기물 에너지사용하고 못쓰게 되어 버리는 제품이나 쓰레기 등을 재활용하는 것으로 에너지 함량이 높은 폐기물들을 여러 가지 기술에 의해 연료로 만들거나 소각하여 에너지로 이용합니다. 즉 못쓰는 물건들을 다시 이용함으로 폐기물도 처리할 수 있고 에너지도 얻어 일석이조의 효과를 얻습니다.

종합폐기물처리장

• 생활폐기물을 소각 하면서 발생하는 열을 이용하여 난방 및 온수로 사용하는 종합폐기물 처리시설

폐기물에너지 개요

• 폐기물 재생에너지란 사업장 또는 가정에서 발생되는 가연성 폐기물중 에너지 함량이 높은 폐기물을 열분해를 통한 오일화기술, 성형고체 연료의 제조기술, 가스화에 의한 가연성 가스 제조기술, 소각에 의한 열회수 기술 등으로 가공, 처리하여 고·액체연료, 가스연료, 폐열 등으로 생산하고 이를 산업 생산 활동에 필요한 에너지로 이용될 수 있도록 하는 것이다.

폐기물에너지 원리 및 구조

• 소각로
  • 산업폐기물 소각처리
• 보일러
  • 보일러에서 냉각 시 스팀 발생(18 ton/hr)
• 스팀공급 배관
  • 스팀공급(열원 온도 100-120℃)
• 증발농축시설
  • 스팀을 사용하여 폐수를 증발 농축시킴

[자료출처 : 한국에너지공단 신재생에너지센터]