전문가 진단 ①-홍영기 한국의 소각설비산업 현장/열분해가스화소각과 열화학적 처리 기술은 후진국

[환경경영신문]

전문가 진단 ①-홍영기 한국의 소각설비산업 현장을 말한다

우리나라 쓰레기 처리, 이대로 괜찮은가?

열분해가스화소각과 열화학적 처리 기술은 후진국

최초의 소각 시설은 1984년 의정부 쓰레기 소각로

소각장은 만들어져도 소각관련 규정은 10년 후에야

우리 사회에서 가장 큰 환경문제는 쓰레기 및 폐기물처리(이하 ‘쓰레기’라고 칭함)와 지구온난화 문제이다. 그중에서도 소각 및 에너지 회수는 가장 중요한 처리과정이며, 쓰레기를 태워서 없애고 에너지를 사용하는 방식이다. 그러나, 우리나라의 일반 소각로 기술은 선진국과 비슷한 수준이지만 열분해가스화소각이나 열·화학적처리 기술은 매우 뒤처져 있다.(현행 환경부 폐기물관리법의 기술기준인 열분해소각로는 간접열분해 또는 저온 열분해로 이해하는 경향이 크다. 이를 해소하기 위하여 현행 기술기준 열분해소각로는 소각 방식에 적용되는 “열분해가스화소각로”라고 명칭을 변경.)

소각은 노천 소각, 즉 재례식인 밖에서 쓰레기를 태우는 방법에서 시작됐다. 독일 등 선진국에서는 100여 년 전부터 이미 사용되었지만 우리나라가 처음으로 도시 쓰레기를 소각하는 시설이 만들어진 건 1984년 의정부 도시쓰레기 소각로이다. 하지만 환경부가 소각로에 대한 규정을 만든 시점은 그보다도 10년이나 늦은 1993년으로 당시 규정도 단순히 600~700℃에서 태워야 한다는 정도였다.

1990년대 중소 소각로 제조 보급 업자는 1,000개 업체가 난립되었지만 선진국 소각로의 기술을 정식 기술료를 지불하고 도입한 업체는 중소기업으로써는 당시 영엔니니어링 뿐이었다. 모든 중소형 소각로는 수입하여 단순 카피하여 만들어진 소각로로 그저 아궁이에 불 때듯이 태우면 된다는 사고로 접근하였다. 하지만 필자는 1993년에 US$100,000 dollar를 지불하고 열분해가스화소각로(SAU 소각로)의 기술을 도입하여 국내 쓰레기 실정에 맞는 소각로를 개발 보급하는데 주력하였다.

당시에도 유럽과 북미는 소각로 기술기준이 1000℃에서 1초의 체류시간을 갖도록 규정됐으나 우리나라는 이 분야의 후진국인 일본의 기술기준을 그대로복사해 소각로의 기술기준부터 문제점이 노출되기 시작했다. 이러한 사정으로 1960년대 북미(미국)에서 개발보급 되어 유럽에 사용하고, 필자가 기술도입하여 개발보급하고 있는  열분해가스화소각로(현행 쓰레기 관련 규정 ‘열분해소각로’)라는 더 친환경적인 소각기술이 등장했지만, 이 기술에 맞는 규정조차 우리나라에는 제대로 마련돼 있지 않아 국내 소각시장에서 제대로 응용되지 못했다.

1990년 환경청이 환경처로 1994년 다시 환경부로 승격되었고 소각로의 기술기준이 1993년도에 처음 제정되어 2005년까지 10여 번 가까이 개정하였지만 열분해가스화소각로의 기준은 20여 년 동안 전혀 수정 보완되지 않았다.

열분해가스화소각로에 대한 오해와 진실

열분해가스화소각로는 쓰레기를 완전히 태우는 것이 아니라 먼저 일부 쓰레기를 연소해 그 열을 이용해 가스로 만든 뒤 그 가스를 다시 태워서 오염물질을 줄이는 방식이다. 이는 최근 정부와 세계적으로 가장 강력하게 추진하고 있는 재생에너지로서의 석유화학계 쓰레기 적용과 열 회수에서 반드시 적용되어야 할 미래지향적 기술이다.

그러나 한국은 이 기술을 잘못 이해하고 오도하면서 실상과 맞지 않는 기술기준을 설정하고 적용해 마치 기술이 문제인 것처럼 판단하는 실수를 반복하고 있다.

특히 의료폐기물이나 폐플라스틱처럼 고발열량의 쓰레기에는 반드시 열분해가스화소각로 기법을 적용하여 고효율로 열을 회수해야 한다. 그러함에도 우리나라는 여전히 직접 태우는 스토커방식을 고집하여 사용하고 있다. 이로 인한 환경오염은 나날이 증가하고 고효율의 열·회수는 사실상 구호에 그치고 만다. 과거 환경부가 열분해소각로로 검증 인증하고 지방자치단체에 설치한 K오파스 조차도 열분해가스화소각로 기준에 맞지 않는 것(1차 연소 공기 팬 : 2차 연소 공기 팬 = 1.5 : 1)을 정상 가동 상태에서 검증하지 않고 1차 연소 팬을 잠시 끄고 가스 샘플을 채취하는 등의 오류를 범하였다.

열분해소각 기술기준과 전혀 다른 소각로를 열분해소각로 기준처럼 평가하여 마치 열분해가스화소각로의 문제인 것으로 호도하고 있으며, 이로 인한 소각로 불신으로 주변 주민들과의 갈등도 심화시키고 있다. 소각로가 기술적으로 잘만 운영된다면 환경문제가 생기지 않는다. 정부가 규정을 만들고 허가를 낼 당시 이에 대한 전문지식이 부족한 전문가들로 인해 오히려 문제가 불거지는 사례가 다반사로 발생되고 있다. 좋은 기술을 장려하기는커녕 잘못된 규정만 중시하며 허가 사항을 진행하는 바람에 지방자치단체나 주민들을 중재하거나 설득하기도 난감해진다. 이 같은 폐해로 인한 부담을 지방자치단체나 민간업체에 떠넘기는 상황을 만들고 말았다. 이로 인한 사회 간접비용은 상상외로 증가하고 소각장은 제 역할을 하지 못하고 있다. 쓰레기 처리 비용도 계속 증가하고 환경문제와 주민과의 갈등만 고조시키고 있다.

소각기술의 오해부터 바로잡고 인식 변화가 필요하다

이제는 정말 변화가 필요하다. 환경부는 단순히 허가만 엄격히 따질 것이 아니라 현장 문제에 적극적으로 대처해야 한다. 새로운 기술을 제대로 이해하고 그에 맞는 기술기준과 규정을 마련해야 한다. 그래야만 우리도 북미나 유럽처럼 친환경적인 쓰레기 처리 시스템을 갖출 수 있으며 불필요한 주민 갈등 으로 인한 엄청난 사회 간접비용이 절감될 수 있다.

소각장 인근 주민들 사이에 갈등이 발생되면 책임 있는 기관들이 뒷짐만 지고 방관하는 것이 우리나라의 쓰레기 현장의 한 단면이다.

환경부는 소각장 설치에 대해 기술기준을 정하고 있다. 이 기준만 제대로 지키면 주민 건강이나 환경에 해가 없어야 한다. 정량적으로 위해를 규정할 수 없다 하더라도 소각장이 있는 것보다 없는 것이 주변 환경에 문제를 주거나 주변 환경의 가치에 문제가 된다면 이에 대한 보상 규정을 마련하고 정상적으로 집행되도록 기준을 마련해야 한다.

그러나 현재는 소각장 허가 시에 전문성이 부족한 일부 식자층이 과학적 근거나 대안도 제시 못 하면서 수정 보완만을 요구해 승인하도록 만든다. 이런 지난한 과정을 거쳐 어렵게 승인을 해놓고도 주민들이 반대할 경우 설치하지 않는 것이 좋지 않냐는 무책임한 의견만 남발한다.

자동차가 환경오염을 일으키지만 자동차 없이 살 수 없는 시대이다. 애당초 쓰레기를 태우는 소각장이 문제라면 처리도 못할 쓰레기를 왜 만들어 내느냐는 우문을 할 수밖에 없다.

그러므로 기준를 철저히 정비하고 적합하게 허가를 받았다면, 주민들의 반대로 사업이 중단되어서는 안 된다. 그래야 국가 전체의 이익을 지킬 수 있고 이 이익은 국민 모두에게 돌아가게되고 국제 사회에서도 경쟁력을 가질 수 있다. 이렇게 하는 것이 국가가 취해야 할 책임 있는 태도이다.

<본문에 거론되는 주요 용어 해설>

① 열분해소각 : 현행 폐기물관리법 시행규칙의 열분해소각로(명칭 뿐임)는 실제 1차로에서 이론공기량 이상의 공기를 주입해 일반인들이 알고 있는 열분해소각로 기술이 아니다.(열분해소각로는 1차로에 이론공기량의 30∼70% 투입이 기본 조건으로 본문에서는 열분해가스화소각로를 의미하는 것임)

② 열분해가스화소각 : 현행 폐기물관리법 시행규칙의 열분해소각로와 차별화 하여 실제 열분해가스화하여 발생된 가스를 완전연소하는 연속가동 열분해가스화소각시스템(SAI : Starved Air Incinerator, SAU : Starved Air Unit)

③ 열분해(유화) : 간접열분해로 발생된 가스(증류가스)를 응축 오일을 생산하는 유화장치

⓸ 건류소각로 : 베치식으로 24시간 연속가동 시에는 3∼4 베치를 교차 운영하는 방식, 저온에서 건류하여 건류가스를 소각하며, 잔재 건류 후 잔재 공기 주입으로 과열 및 크랭커 발생,

⑤ 열분해가스화용융 : 열분해가스화 후 잔재를 고온으로 용융하는 방식

⑥ 열·화학적분해가스화 : 열분해가스화하여 발생된 가스를 개질·정재하여 가스원료를 생산 사용(가스발전, 수소생산, 나프타 생산 등), 최첨단기술로 종전에 사용한 열분해가스화소각을 응용 발생한 가스를 가스 원료로 생산하는 첨단기술로 종전의 소각보다 가스 질을 높일 수 있도록 시스템을 보완할 필요가 있다.

⑦ 스토커소각로 : 현재 가장 많이 적용되는 그레이트 화상의 직접 연소방식 소각로

⑧ 일반소각로 : 소형 램 이송방식으로 스토커방식과 같이 직접 연소방식의 소각로

⑨ 열·화학적분해가스화용융 : ⑥항의 기능에 잔재를 가스화용융(순산소버너, 플라즈마 등 열원을 사용 용융)하는 방식 즉 고정탄소는 가스화하고 불연물은 용융화.

⑩ 화상부하율 : 스토커의 경우 화격자 부하율, 1차로 바닥면적 대비 열부하량 – kcal/㎡·h 또는 kg/㎡·h

⑪ 연소실부하율 : 1차로 체적 대비 열부하율 – kcal/㎥·h

⑫ 1차로 체류 시간 : 1차로에 쓰레기 투입부터 잔재 배출까지 시간.

⑬ 2차로 체류 시간 : 2차 가스 연소로의 경우 버너 불꽃 최종단 또는 최종 주입 연소 공기 노즐부터 연소로 출구 온도(센서)까지의 실제 연소가스 이동 시간 - (예) 2초@ 1000℃의 의미 1000℃에서 2초 체류 시간

<전문가 진단 주요순서>

1) 우리나라 쓰레기 처리, 이대로 괜찮은가?

2) 현재 폐기물 법규 기술상 기준의 문제점 및 개선책은 무엇인가?

3) 현재 기술상 기준의 문제로 발생되는 소각로 성능검사 및 운영의 문제점?

4) 폐프라스틱을 포함한 가연성 쓰레기 문제 및 지구온난화 해결 방안

5) 현재 쓰레기 수거 방법 및 주민 수용성과 당면 과제는?

6) 가연성 쓰레기 친환경/경제적 처리(열·화학적분해가스화 가스원료 생산) 시스템 상용화.

*전문가 홍영기(51년생,충남 보령산,창원기능대,전주대 환경석사)는 동아제약 기술부에서 사회생활을 시작,(주)한양과 한국트라이온 기술부 생활을 거쳐 1988년 우리나라 소각 전문기업인 영엔지니어링을 설립했다. 현재 영에너지환경기술 대표와 동우기계산업(주) 기업부설 연구소장을 맡고 있다. 환경처장관(94년),중소기업청장상(98년),조선일보 환경대상 푸른하늘 대상(99년), 기능장이며 사업가로 청소년을 위한 드라마 EBS 방송 ‘나의 뜻 나의 길’의 주인공이다.

‘고분자 폐기물을 위한 열분해 장치’등 보유한 특허가 15건 이상이며 “폐 PVC 열분해 탈염소처리 및 열분해가스 스팀플라즈마 개질 고순도 청정 친환경 원료화 기술개발(3t/d)”등 연구한 분야만도 25건 이상이 된다.

(환경경영신문 https://ionestop.kr/ 홍영기 소각분야 전문가)