부산물이 친환경 고부가 제품으로.. '폐플라스틱 자원화' 물결

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부산물이 친환경 고부가 제품으로.. '폐플라스틱 자원화' 물결

시멘트업계, 바이오매스 함량 높은 폐플라스틱 주목
소각 후 발생하는 부산물, 고부가 제품 원료로 전환

이종은 sailing25@naver.com
등록 2022.06.29
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[지데일리] 지금 전세계는 플라스틱 폐기물로 인해 발생되는 환경오염에 대한 심각성을 인지하고 있으며 플라스틱폐기물로 인해 고통받는 생태계의 영상이 사회관계망서비스를 매개로 공유됨에 따라 플라스틱 폐기물에 대한 관심이 더욱 커지고 있는 실정이다.

[크기변환]111.jpg — 위생이나 배달을 이유로 플라스틱 쓰레기통은 하루면 가득 차게 된다. 수많은 플라스틱 제품은 언제 썩을지도 모른 채 땅에 묻히거나 오염물질을 뿜으며 소각되는 수순을 밟는 게 보편화하고 있다.

코로나19 팬데믹으로 전세계가 몸살을 앓는 오늘날 위생이나 배달을 이유로 플라스틱 쓰레기통은 하루면 가득 차게 된다. 수많은 플라스틱 제품은 언제 썩을지도 모른 채 땅에 묻히거나 오염물질을 뿜으며 소각되는 수순을 밟는 것이 보편화 됐다.

플라스틱의 원료는 화석자원인 나프타인데, 나프타로부터 에틸렌을 뽑아내고 이를 반응시켜서 폴리에틸렌을 만드는 방식이다. 폴리에틸렌 다음으로 많이 쓰이는 플라스틱은 폴리프로필렌, 폴리염화비닐이 대표적이다.

이같은 플라스틱 제품에는 가공보조제를 비롯해 가소제, 강화제, 광안정제, 내산화제, 난연제, 방지제, 발포제 등 인공적으로 만들어진 합성 화학물질이 첨가되는데 다양한 색깔을 내기 위해 염료나, 균이 번식하지 못하게 항균제를 넣기도 한다. 그러나 이 물질들이 생명의 체내에 들어오면 건강을 해치는 것은 물론 플라스틱의 재활용을 어렵게 한다.

버려진 플라스틱은 자연적으로 분해되지 않는 문제가 발생하는데, 이는 결과적으로 먹이사슬을 따라 생명의 체내에 축적돼 손상을 주며 이같은 유해 물질을 잔류성유기오염물질(POPs)이라고 한다.

POPs는 최소한 수년 동안 토양, 물, 공기를 통해 환경 전반에 널리 잔류하는 특성을 지난다. 인간이나 동물의 지방조직에 축적되는데 몸속에 축적될 건강을 해칠 수 있는 문제가 있다. 플라스틱을 올바로 폐기해도 문제는 여전히 남아 있는 게 사실이다.

재활용이나 재순환을 하지 못하고 소각 결정이 내려지면 플라스틱을 종류별로 분류하지만 플라스틱을 완벽하기 걸러낸다는 것을 어려운 일이다. 결과적으로 걸러지지 않은 폴리염화비닐이나 폴리스티렌이 소각되면 유독한 오염물질이 생겨난다.

오염물질은 땅이나 강물로 흘러들어 농산물과 지하수를 오염시키는 한편 그 피해는 결국 인간에게 돌아오게 마련이다. 소각하는 일은 한순간이지만 오염물질은 몇 세대에 걸쳐 생명의 몸 안에 남게되는 문제를 야기시키는 것이다.

이런 가운데 국내 각 분야 대표 기업이 폐플라스틱을 활용한 자원 선순환 생태계 구축에 나서 관심을 모은다. LG화학과 삼표시멘트, 현대로템, 한국엔지니어연합회, 한국시멘트협회가 손잡고 폐플라스틱의 시멘트 대체 연료 활용을 통한 자원 선순환 생태계 구축 위한 사업을 추진하는 것이다.

이에 해당 사업을 통해 폐플라스틱 소각 이후 발생하는 부산물이 친환경 고부가 제품의 원료로 변신할 수 있지 주목된다. 대부분 시멘트 업체가 유연탄을 주 연료로 활용하지만, 최근엔 바이오매스 함량이 높고 쓰레기 문제를 해결할 수 있는 폐플라스틱을 대체 연료로 확대 사용하고 있는 추세다.

[크기변환]1.jpg — 폐플라스틱 문제가 높아지는 가운데 LG화학과 삼표시멘트, 현대로템, 한국엔지니어연합회, 한국시멘트협회가 폐플라스틱의 시멘트 대체 연료 활용을 통한 자원 선순환 생태계 구축 위한 사업을 추진한다. 국내 각 분야 대표 기업이 폐플라스틱을 활용한 자원 선순환 생태계 구축에 나서는 것이다.

폐플라스틱을 연소하면 부산물인 염소 더스트(Dust)가 발생하는데, 이 염소 더스트는 폐기물로 분류되며 재활용 처리가 어려워 주로 매립에 의존하는 문제가 있어 이로 인한 환경 부담과 비용이 생긴다. 염소 성분은 시멘트 예열기 내부 벽체에 부착해 원료 이송을 방해하는 동시에 설비 가동률을 떨어뜨리도 한다.

이에 해당 기업들은 염소 더스트 재활용에 대한 기존 처리 기술의 한계를 극복하기 위해 힘을 모으기로 했다.

먼저 현대로템은 환경설비 전문 기업인 애니텍과 자원화 설비 구축을 위한 협력을 통해 확보한 자원화 기술을 적용해 염소 더스트를 비료 원료인 염화칼륨(KCl)으로 생산하게 된다.

자원화 기술은 시멘트 제조 공정에서 배출되는 이산화탄소를 활용해 온실가스 저감과 함께 염소 부착 문제를 해결함으로써 시멘트 제조 설비의 안정성을 향상시키는 이점이 있다. 이에 삼표시멘트 삼척공장 내에 염소 더스트 처리 설비와 염화칼륨 생산 라인을 공급하게 된다.

LG화학은 화학·물리적 기술을 활용해 염소가 소성로 내부에 부착하는 것을 방지하는 공정 기술과 염소 더스트 자원화 설비의 안정성 향상을 위한 기술을 돕게 된다.

염소 더스트 자원화 공정을 통해 생성된 염화칼륨의 순도를 높여 반도체 세정 원료인 가성칼륨(KOH)과 탄산칼륨(K2CO3) 등 고부가 제품을 개발해 소재 국산화에도 나선다는 복안이다. 현재 가성칼륨과 탄산칼륨의 원료인 염화칼륨은 국산화가 어려워 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.

삼표시멘트는 폐플라스틱을 유연탄의 대체연료로 적극 활용하는 동시에 염소 더스트와 시멘트 제조공정에서 발생하는 이산화탄소 광물화 공정과 염화칼륨 제조를 위한 증발 농축 공정의 운영 최적화로 폐기물 매립 제로화를 추진하게 된다.

이렇게 폐플라스틱을 자연 친화적인 환경에너지로 사용해 플라스틱 폐기물을 석탄 대체재로 사용하는데 필요한 기술을 개발함으로써 현재 국내에서 수입하는 석탄을 연간 500만톤 이상 절감해 온실가스를 줄이고 카본 중립을 달성하는데 도움이 될 전망이다.