활성탄 기획세미나 1-활성탄수급의 위기대응에 따른 국가 정책방향 너무 느리다

[환경경영신문]

활성탄 기획세미나 1-활성탄수급의 위기대응에 따른 국가 정책방향 너무 느리다

환경국제전략연구소(EISI)가 주최하여 성황리에 개최한 ‘활성탄품질의 안정화와 위기대응 수급전략’세미나의 주요 발표내용과 토론내용을 시리즈로 정리한다.

기조발표-1 수처리제인 활성탄수급의 위기대응에 따른 국가 정책방향

활성탄여과지 정수장 현 60개에서 84개로 확산

활성탄 비축시설 낙동강 수계 설치 후 유역별 확대

정수장 활성탄 구매 가격 80만원에서 200만원까지

                                                           환경부 서윤식사무관(발표 김용달주무관)

▲활성탄여과지(GAC)를 21년 10월 기준 60개 정수장에서 운영하고 있으며 25년까지 신규로 지방 17,광역 7곳등 24개소를 추가로 도입하여 총 84개소를 운영할 예정이다. 최근 전국 지자체에 활성탄 설치여부와 재생시설에 대한 의견조사를 실행하고 있다. 수돗물 깔따구 사태 이후 활성탄 교체 주기는 평균 약 4.5년이지만 교체주기가 수공은 6년에서 3년, 부산은 2.5년에서 1년으로 단축하는 추세이다. 유통방식은 석탄계는 전량 완제품을 수입하여 54개소에서 사용하며 야자계는 원료수입 후 국내 제조를 6개소에서 하고 있다, 재생시설은 대구시는 1일 10㎥(6단 다단로,열재생,설치년도 2000년) 부산시는 24㎥(6단 다단로,열재생,설치년도 2001년)을 운영하고 있지만 향후 환경오염이 발생되지 않는 과열증기방식으로 대구시(20㎥/일),부산시 (34㎥/일) 수자원공사는 유역별로 114㎥ 용량을 운영할 예정이다. 가격경쟁력에서는 중국산은 평균 kg당 1,270원이며(소요기간 4개월이내) 미국산은 2,200원에서 2,500원(6개월 이상)이다. 활성탄 수급 차질시 서울시의 경우 전량 신탄(석탄계)으로 교체한다는 계획이며 대구와 부산시는 재생시설을 확대할 예정이다. 최근 5월부터 7월의 활성탄 가격을 보면 창원시는 360㎥ 구매에 ㎥당 가격이 866,174원(7월),경산시는 626㎥ 구매에 1,430,309원(6월),천안시는 5,278㎥ 구매에 1,728,452원(5월),용인시는 1,240㎥ 구매에 1,857,702원(5월),인천시는 861㎥ 구매에 1,770,890원(5월),김포시는 220㎥ 구매에 2,023,457원(5월)md로 제각각 다른 경향을 보이고 있다.

정부는 21년 10월, 경제안보핵심품목 4천여개중 활성탄을 20대 우선관리품목으로 지정하였으며 22년 7월 수처리제중 최초로 활성탄을 ‘긴급수급조절물자’로 지정했다. 활성탄에 대한 안정적 수급을 위해 사업비 281억원을 투자하여(국고 30%,수공 70%) 23년에 낙동강수계 비축시설을 우선적으로 구축(4,200 ㎥ )후 타 유역으로 점차 확산할 예정이다.

향후 활성탄 공급처 다변화를 위해 Cabot(미국),Jacobi(일본),Calgon(일본),Norit(네덜란드)등에 대한 공급망을 조사하고 학계,연구계,산업계등과 협력하여 대체재 기술 개발에 대한 필요성을 검토하겠다.

기조발표 2-활성탄의 세계시장 현황과 국내 현실에 대한 위기대응

활성탄 세계시장 미국,일본,네덜란드가 지배

원료시장은 중국,동남아시아 기술은 미국과 일본

활성탄관련 국가 연구는 전무,전문기관 육성해야

                                                                    한국건설기술연구원 오현제

활성탄소의 세계시장은 미국 Calgon社(20만톤/년,일본인수), 네덜란드 Norit社(11.6만톤/년) 등이 세계시장을 주도하는 가운데, 중국이 빠르게 추격하는 양상이다.

글로벌 선진 메이저社는 저급 활성탄소 생산기지를 중국ㆍ동남아 등으로 전환하는 한편, 고기능성 활성탄소 생산에 역량을 집중하고 있다.

일본ㆍ미국 등은 탄소섬유로부터 고부가 활성탄소 생산에 주력하고 있으며 기술개발은 생산원료 다변화, 선택적 흡착기능 강화, 신공정 개발 등 연구를 진행하고 있다

세계 활성탄소 시장은 수처리, 제약/의료산업, 자동차 및 산업용 등 적용처의 수요 증가로 주요 국가의 공기질 및 식수 등 환경에 대한 의식 고찰 및 관련 규제/법령의 강화로 활성탄소의 수요가 꾸준히 증가하고 있다.

전세계 탄소복합재 시장규모는 2018년 약 190억 USD에서 2021년에는 약 231억 USD에 이르고 있다.

활성탄 시장 점유율은 수처리와 대기오염물질의 정화와 음식 및 의료산업등의 순으로 높다.

활성탄소의 주요 시장은 북미와 유럽 지역에서 아시아-태평양 지역의 국가로 이동하여 2018년~2026년까지 8.2%의 성장세를 보여주리라 예상된다.

반면, 국내는 탄소소재를 대부분 미국, 일본, 독일 등 해외에 의존함으로써 소재 고도화와 응용제품 활용도에서 매우 미흡하다.

활성탄소 적용처별 시장 성장은 환경규제 강화로 산업용과 자동차분야의 시장이 CAGR 10.5-10.9 %로 타분야에 비해 높은 성장률을 보일 전망이다.

국내 활성탄산업은 공기 ∙ 수질 정화 필터와 전기 ∙ 전자 부품인 축전지(슈퍼 커패시터), 각종센서 소재, 수질 및 대기정화 필터 소재, 전기자동차(EV), 하이브리드카(HEV), 수소연료전지차(FCV) 등과 같은 친환경차와 정밀산업 스마트미터, 신재생에너지, 드론, 의료기기 등 다양한 산업분야의 에너지 저장장치(슈퍼 커패시터) 소재 등에 활용성이 넓어지고 있다.

국내 활성탄 시장 규모는 2,590 억원(2014년 기준)으로 2016년 153.4백만 달러에서 CAGR 6.7%를 보이며 2027년 312.4백만 달러에 이를 전망이다.

국내 고도정수처리시설은 1994년 『4대강 수질개선 대책』의 일환으로 추진(사업기간 : 1994 ~ 2005년, 시설용량(19개 정수장) : 492만톤/일, 총사업비:4,584억원)하면서 시작됐다.

고도정수처리 공정 도입현황은 급속여과방식이 52%, 고도처리방식 44%,완속여과 2%,막여과방식 0.8%,소독단독처리 0.8%를 형성하고 있다.

활성탄산업이 위기인 것은 활성탄 운전에 따른 파과성능이 저하되어 활성탄 교체 또는 재생이 필요하다. 2016년 활성탄 가격은 120~180만원/톤이지만 재생단가는 40~50만원/톤으로 경제적 효과가 우수하다.

활성탄 가격은 2020년 $171/톤, 2021년 $200/톤 으로 지속적으로 가격이 상승되어 정수장별 부지문제 등 경제성에 따라 자체시설 도입 또는 위탁재생해야 하나 자체 재생이 유리하지만 관련 규제에 의해 제약을 받고 있다.

국내 활성탄 산업이 위기를 맞고 있는 가운데 국가가 긴급수급조절물자로 지정했지만 수입처의 다변화로 중국 의존도를 탈피해야 하며 대기오염,반도체 초순수 제조등 맞춤형 수급 안정화 방안이 마련되어야 한다.

K-water 의 연간 수입 활성탄은 약 14,000 톤으로 전국의 지자체들의 수요를 고려할 때, 지역간 거점을 마련하여 공동으로 대응하는 협의체를 운영해야 한다.

유역단위와 지역간 재생활성탄 생산시설의 공동 운영을 통해 원료생산지와 장기적 조달을 위한 공동 수급 계약을 30년 이상으로 유지하면서, 리스크를 공동 분담해야 한다.

에너지 환경 시장의 전략적이고 종합적인 활성탄 산업의 체계 마련을 위한 M.P.을 마련하고, 이행을 위한 정책과 제도의 법제화가 필요하다. 중앙정부 차원의 종합적인 활성탄소 산업 발전방향 모색과 원전, 바이오, 국방 등 특수 환경용 활성탄소 기술개발 관련 기업지원 및 산업 활성화 유도를 위한 지원프로그램 보급이 필요하고 활성탄 원료의 신소재 개발 및 효율적인 재생기술의 보급을 위한 상용화 기술 및 정책 개발 연구가 추진되어야 한다.

그동안 중앙 정부차원의 체계적 기술개발 지원 사례는 없었으나 역동성 있게 추진하기 위해 기후변화에 따른 에너지&환경시장의 중요성 측면에서 종합적인 활성탄산업 발전방향을 모색해야 한다, 국내에서 2/3이상을 수입에 의존하는 구조 탈피를 위한 활성탄산업 육성을 위한 정책, 자문위원회 활성화로 활성탄소 소재에 대한 기술지원 및 제품검증이 가능한 종합지원체계가 마련되어야 한다. 우선적으로 재생활성탄 산업중심의 기술개발(재생주기, 재생기준 등) 지원방안이 필요하다.

활성탄공정 운영 전문기관의 육성 및 지원 제도 마련, 활성탄 검사 및 관리 전문기관의 육성. 첨착활성탄 등 연구기술의 현장 보급을 위한 활성탄 정보교류시스템 구축과 활용이 시급하다.

활성탄소 산업은 환경 및 에너지 이슈와 함께 국내외 적으로 빠른 성장세에 있으나 Price-leading 시장은 중국 및 동남아에, Technology-leading 시장은 미국 및 일본 대비 경쟁력이 높지 않아 우리나라 활성탄소 소재 산업은 전형적인 넛 크랙커 상황이다. 이를 극복하기 위한 역 Nutcracker 환경 조성을 해야 한다. (아래 도표와 그림들은 KEIT가 2020년 2월 발행한 이슈리포트를 참고했다)

(환경경영신문 www.ionest 박남식전문기자)

활성탄소 세계시장 현황및 전망