[논문]국내 기업들의 폐기물자원 순환에 따른 탄소배출량 및 경제성 분석

김영운; 김준범; 황용우; 박지형

doi:10.7464/ksct.2012.18.1.111

국내 기업들의 폐기물자원 순환에 따른 탄소배출량 및 경제성 분석
Economic Analysis and CO2 Emissions Analysis by Circulating the Industrial Waste Resource between Companies 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.18 no.1 = no.56, 2012년, pp.111 - 119

김영운 (인하대학교 환경공학과) , 김준범 (환경 및 지속가능센터, 트루아공대) , 황용우 (인하대학교 환경공학과) , 박지형 (인하대학교 환경연구소)

초록
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오늘날 기업들에서는 폐기물을 감량화, 재활용, 재이용하기 위해 노력하고 있다. 폐기물이 재활용되고 있지만, 많은 폐기물이 소각 또는 매립되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 산업단지를 중심으로 폐기물을 재활용하기 위한 다양한 사업이 진행 중이다. 하지만, 폐기물 재활용에 대한 정보의 부족으로, 재활용가능 폐기물은 여전히 소각되거나 매립되고 있다. 이러한 배경 하에, 본 연구는 기업의 폐기물을 원료로 재활용하는 폐기물 자원순환에 의해 저감되는 탄소배출량과 경제성 평가방법을 제시하고자 한다. 그 평가방법을 적용하여 폐합성수지와 폐유기용제의 자원순환사례를 평가하였다. 재활용과 소각 측면에서 환경적 및 경제적인 측면을 분석하였다. 폐플라스틱을 원료로 재이용함으로써, 탄소배출량은 2009년에 1,0705톤, 2010년에 1,234톤이 저감되었으며, 비용은 2009년에 6.57억원, 2010년에 7.55억원이 저감되었다. 폐유기용제를 재활용 할 시에는 2010년에 7.3톤, 2011년 5.6톤의 탄소배출량이 저감되었으며, 비용은 2010년에 1,591만원, 2011년에 1,218만원이 저감되는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

These days many companies are trying to reduce, recycle and reuse their wastes. Even though many wastes can be recycled, those are incinerated or landfilled. To solve these problems, there are many projects to make efforts to recycle wastes in especially the industrial complexes. But, due to the absence of information about waste recycling, recyclable wastes are still incinerated or landfilled. Based on these research background, this study aims to suggest the evaluation methodology of the $CO_2$ emissions and cost reduced by circulating the industrial waste to resource. We evaluated the environmental and economic effect between companies which emit the plastic waste and organic solvent waste and use them as raw-materials in the off-line recycling information exchange network. The environmental and economic aspects were analyzed comparing waste recycling with waste incineration. By recycling the plastic waste as raw-materials, $CO_2$ emission were reduced 1,070 ton in 2009 and 1,234 ton in 2010 and 657.4 million won in 2009 and 755.0 million won in 2010 were reduced. In recycling the organic solvent waste, 7.3 ton-$CO_2$ in 2010 and 5.6 ton-$CO_2$ in 2011 were reduced and 15.9 million won in 2010 and 12.2 million won in 2011 were reduced.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

기업에서는 재활용이 가능한 폐기물자원을 환경영향 및 폐기물 발생을 줄일 수 있는 제품 및 공정의 개발 및 개선하기 위한 노력을 하고 있지만, 아직까지 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 기업의 폐기물자원순환 사례를 통해 얻어지는 환경적인 효과와 경제적인 효과를 분석함으로써, 폐기물자원순환의 필요성을 제시하고자 하였다.
본 연구에서는 A사와 D사에서 배출되는 폐기물 자원의 사례를 들어, B사, C사 및 E사와 폐기물 자원순환에 따른 탄소배출량 평가와 경제성을 분석하였다. 기존의 방식과 달리, 탄소배출량은 전과정평가 개념으로 도입하여, 원료생산 및 소각과정에서의 탄소배출량과 소각 시 발생되는 여열회수에 의한 탄소배출량을 고려하였다.
본 연구에서는 전과정 관점에서 폐기물의 자원순환에 따른 환경성(탄소배출량 산정)과 경제성을 분석하고자 하였다. 환경성 분석과 경제성 분석방법을 다음과 같이 수행하였다.
)의 곱으로 산정한다. 여기에서, 소각 후 에너지 회수에 의한 탄소배출계수(F_re)를 산정하기 위해, 소각 후 에너지회수시 용도를 살펴보았다. 회수된 에너지는 발전용과 열로 사용되며[8], 발전용은 전력으로, 열은 LNG로 고려하였다.

가설 설정

D사에 발생되는 폐유기용제 중 재활용하고 있는 폐유기용제에 대해서 소각 후 열회수가 된다는 가정 하에서 자원순환 효과를 분석하였다.
각각을 살펴보면, A사는 발생되는 PP무지와 PP파지를 소각한다고 가정하여 산정한 A사의 탄소배출량은 소각과정에서 발생되는 탄소배출량(C_d,i,pp)에서 에너지 회수에 의한 탄소배출량(C_re)을 제외하여 산정하였다. 소각과정에서의 탄소배출량은 PP무지량(Q_d,i,ppsi)과 PP파지량(Q_d,i,ppsw)에 PP의 탄소배출계수(F_d,i,pp)를 곱하였으며, 에너지 회수에 의한 탄소배출량은 PP무지량과 PP파지량에 에너지 회수에 따른 폐기물 1 kg 기준의 탄소배출량(F_re)을 곱하였다.
A사에서 발생하는 폐합성수지가 재활용되고 있다. 따라서, A사에서 발생하는 폐합성수지가 소각 후 열회수가 된다고 가정하여, 환경성 측면의 탄소배출량과 경제적인 저감효과를 분석하였다. A사의 폐기물자원순환에 의한 환경성 및 경제성을 분석하기에 앞서, 소각 시 발생하는 여열에 의한 탄소배출량 및 경제적인 대체효과를 분석하여야 한다.
Table 2에 나타난 바와 같이, 폐기물 소각에 의한 여열은 발전용과 주택용 열로 사용된다. 탄소배출량 및 비용을 산정하기 위해, 발전용은 전력, 주택용 열은 LNG를 대체하는 것으로 가정하였다. Table 3에 나타낸 소각여열에 의한 탄소배출량은 환경부에서 제시한 전력 생산, LNG의 생산 및 사용에 의한 탄소배출계수[7]를 적용하였으며, 폐기물 1 kg 기준으로 0.

제안 방법

소각과정에서의 탄소배출량은 PP무지량(Q_d,i,ppsi)과 PP파지량(Q_d,i,ppsw)에 PP의 탄소배출계수(F_d,i,pp)를 곱하였으며, 에너지 회수에 의한 탄소배출량은 PP무지량과 PP파지량에 에너지 회수에 따른 폐기물 1 kg 기준의 탄소배출량(F_re)을 곱하였다. B사의 탄소배출량은 PP 무지 사용에 따른 저감된 PP 생산과정에서의 탄소배출량(C_{p,pp of ppsi})과 저감된 PP 운송과정에서의 탄소배출량(C_{t,pp of ppsi})의 합으로 산정하였다. C사의 탄소배출량은 PP파지 사용에 따른 저감된 PP 및 ink생산과정에서의 탄소배출량(C_{p,pp of ppsw}, C_{p, ink of ppsw})과 저감된 PP 및 ink 운송과정에서의 탄소배출량 (C_{t,pp of ppsi}, C_{t,ink of ppsi})의 합으로 산정하였다.
B사의 탄소배출량은 PP 무지 사용에 따른 저감된 PP 생산과정에서의 탄소배출량(C_{p,pp of ppsi})과 저감된 PP 운송과정에서의 탄소배출량(C_{t,pp of ppsi})의 합으로 산정하였다. C사의 탄소배출량은 PP파지 사용에 따른 저감된 PP 및 ink생산과정에서의 탄소배출량(C_{p,pp of ppsw}, C_{p, ink of ppsw})과 저감된 PP 및 ink 운송과정에서의 탄소배출량 (C_{t,pp of ppsi}, C_{t,ink of ppsi})의 합으로 산정하였다.
본 연구에서는 A사와 D사에서 배출되는 폐기물 자원의 사례를 들어, B사, C사 및 E사와 폐기물 자원순환에 따른 탄소배출량 평가와 경제성을 분석하였다. 기존의 방식과 달리, 탄소배출량은 전과정평가 개념으로 도입하여, 원료생산 및 소각과정에서의 탄소배출량과 소각 시 발생되는 여열회수에 의한 탄소배출량을 고려하였다.
)을 제외하여 산정하였다. 소각과정에서의 탄소배출량은 PP무지량(Q_d,i,ppsi)과 PP파지량(Q_d,i,ppsw)에 PP의 탄소배출계수(F_d,i,pp)를 곱하였으며, 에너지 회수에 의한 탄소배출량은 PP무지량과 PP파지량에 에너지 회수에 따른 폐기물 1 kg 기준의 탄소배출량(F_re)을 곱하였다. B사의 탄소배출량은 PP 무지 사용에 따른 저감된 PP 생산과정에서의 탄소배출량(C_{p,pp of ppsi})과 저감된 PP 운송과정에서의 탄소배출량(C_{t,pp of ppsi})의 합으로 산정하였다.
)을 제외하여 산정하였다. 소각과정에서의 탄소배출량은 폐유기용제발생량(Q_d,i,ws)에 지정폐기물 소각의 탄소배출계수(F_d,i,hw)를 곱하였으며, 에너지 회수에 의한 탄소배출량은 폐유기용제 발생량에 에너지 회수에 따른 폐기물 1 kg 기준의 탄소배출량(F_re)을 곱하였다. E사의 탄소배출량은 폐유기용제 사용에 따른 저감된 톨루엔 생산과정에서의 탄소배출량(C_p,tol)과 저감된 톨루엔 운송과정에서의 탄소배출량(C_t,tol)의 합에서 재활용하기 위한 중간처리과정에서의 탄소배출량(C_d,p,ws)을 제외하여 산정하였다.
회수된 에너지는 발전용과 열로 사용되며[8], 발전용은 전력으로, 열은 LNG로 고려하였다. 에너지회수에 의한 탄소배출계수는 전력 및 LNG생산 및 사용에 의한 탄소배출량을 소각처리량(Q_d,i,t)으로 나누어 산정하였다. 전력 및 LNG생산에 의한 탄소배출량(C_p,e, C_p,LNG)은 전력사용량(Q_e) 및 LNG사용량(Q_lng)에 전력 생산에 의한 탄소배출계수(F_p,e)와 LNG 생산에 의한 탄소배출계수(F_p,LNG)를 곱하여 산정하였으며, LNG 사용에 의한 탄소배출량(C_u,LNG)은 LNG사용에 의한 탄소배출계수(F_u,LNG)를 적용하였다.
기존의 연구[5,6]에서는 폐기물을 자원으로 사용하는 경우, 탄소배출량을 산정하는 방법은 폐기물을 재활용할 경우 소각이나 매립하는 과정에서 사용되는 연료에 의한 탄소배출량과 매립 시 발생하는 메탄으로 인한 탄소배출량 등 직접배출량만을 고려하고 있다. 이와 달리, 본 연구에서의 탄소배출량 산정방식은 전과정 평가 개념을 적용한 탄소배출량 관점에서 폐기물을 배출하는 측면과 폐기물을 이용하는 측면을 모두 고려하였다.
세부적으로 보면, 저감된 원료의 생산에 의한 탄소배출량은 저감된 원료량(Q_p,i)과 해당물질의 생산에 의한 탄소배출계수(F_p,i)의 곱이며, 저감된 원료에 의한 운송에 의한 탄소배출량(C_t,i)은 저감된 원료량(Q_p,i)과 운송에 따른 탄소배출계수(F_t)의 곱이다. 재활용을 위한 중간처리공정에서의 탄소배출량(C_d,p,i)은 재활용 폐기물량(Q_r,i)에 폐기물별 재활용에 의한 탄소배출계수(F_d,r,i)를 적용하였다. 각각의 산정식을 다음과 같이 나타내었다.
에너지회수에 의한 탄소배출계수는 전력 및 LNG생산 및 사용에 의한 탄소배출량을 소각처리량(Q_d,i,t)으로 나누어 산정하였다. 전력 및 LNG생산에 의한 탄소배출량(C_p,e, C_p,LNG)은 전력사용량(Q_e) 및 LNG사용량(Q_lng)에 전력 생산에 의한 탄소배출계수(F_p,e)와 LNG 생산에 의한 탄소배출계수(F_p,LNG)를 곱하여 산정하였으며, LNG 사용에 의한 탄소배출량(C_u,LNG)은 LNG사용에 의한 탄소배출계수(F_u,LNG)를 적용하였다.
폐기물을 발생하는 A사와 폐기물을 원료로 이용하는 B사, C사에 대한 환경영향은 탄소배출량 산정방법을 적용하여 분석하였으며, 탄소배출량 저감효과를 Table 5에 나타내었다. 전체적으로 보면, 2009년에는 1,070 ton, 2010년에는 1,234 ton의 탄소배출량이 저감되는 효과를 나타냈다.
탄소배출량 산정범위는 Figure 1에 나타내었다. 폐기물을 소각 후 에너지를 회수하는 과정에서의 탄소배출량(Ceri)을 산정하는 범위로, 소각과정에서 사용되는 원료, 유틸리티의 생산 과정에서 배출되는 CO₂량과 소각과정에서 사용되는 연료의 연소과정에서 배출되는 CO₂량, 소각과정에서 발생되는 여열을 재이용함으로써 저감되는 CO₂량을 고려하였다.

대상 데이터

A사의 폐기물자원순환에 의한 환경성 및 경제성을 분석하기에 앞서, 소각 시 발생하는 여열에 의한 탄소배출량 및 경제적인 대체효과를 분석하여야 한다. 이를 위해서 Table 2에 나타낸 2008년도 환경부자료[8]를 이용하였다.

성능/효과

6억원으로 나타났다. D사와 E사간의 폐기물 자원순환에 따른 탄소배출량 저감효과는 2010년에 7.3 ton, 2011년에 5.6 ton으로 나타났으며, 경제적인 효과는 2010년에 1,591만원, 2011년에 1,218만원이 저감되는 것으로 나타났다.
각각을 살펴보면, D사는 발생되는 폐유기용제를 소각하는 경우보다, 소각여열에 의한 탄소배출량 효과가 커서, 소각이 재활용보다 2010년 1,238 kg, 2011년 948 kg의 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 폐유기용제(폐톨루엔)를 원료로 사용하는 E사는 탄소배출량 산정한 결과, 2010년은 8.
2009년의 폐기물발생량은 308,561 kg으로, 발생비율은 PP무지가 45%, PP파지가 55%를 차지하였으며, 2010년에는 356,023 kg으로, 발생비율은 무지가 48%, 파지가 52%로 나타났다. 연도별 PP무지와 PP파지의 증감률을 살펴보면, 공정개선을 통해 PP무지의 비율이 9%가 증가하였으며, PP파지의 비율은 7%가 감소되었다.
폐기물을 발생하는 A사와 폐기물을 원료로 이용하는 B사, C사에 대한 환경영향은 탄소배출량 산정방법을 적용하여 분석하였으며, 탄소배출량 저감효과를 Table 5에 나타내었다. 전체적으로 보면, 2009년에는 1,070 ton, 2010년에는 1,234 ton의 탄소배출량이 저감되는 효과를 나타냈다.

후속연구

또한 어떤 종류의 폐기물자원이 발생되어지고 얼마나 많은 양의 폐기물자원이 기업들 간에 어떻게 재이용 및 재활용되어지는가에 대한 평가들도 정확하게 이루어지고 있지 않는 실정이다. 이를 위해서 본 연구에서 제시하고 있는 기업들 간의 폐기물자원 순환에 대한 탄소배출량 산정방법과 경제성 평가방법은 국내의 표준화된 평가방법을 구축 및 제시하기 위한 기초적인 평가 자료로 활용되어질 수 있을 것으로 사료된다. 향후, 기업 간 폐기물 자원순환을 활성화하기 위한 정부의 정책들도 세워져야 할 것이며, 국내 기업 간 폐기물 자원순환이 효율적으로 이루어질 수 있는 방안과 시스템 구축이 절실히 필요할 것으로 사료된다.
이를 위해서 본 연구에서 제시하고 있는 기업들 간의 폐기물자원 순환에 대한 탄소배출량 산정방법과 경제성 평가방법은 국내의 표준화된 평가방법을 구축 및 제시하기 위한 기초적인 평가 자료로 활용되어질 수 있을 것으로 사료된다. 향후, 기업 간 폐기물 자원순환을 활성화하기 위한 정부의 정책들도 세워져야 할 것이며, 국내 기업 간 폐기물 자원순환이 효율적으로 이루어질 수 있는 방안과 시스템 구축이 절실히 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	폐기물 매립이 한계에 이른 이유는?	8%로 사업장에서 배출되는 폐기물의 자원순환에 대한 필요성이 증대되고 있는 실정이다. 특히, 매립장 확보의 어려움과 매립으로 인하여 발생하는 피해로 인하여 매립은 한계에 이르렀다. 또한, 폐열이나 발전용으로 사용하고자 폐기물을 소각하고 있지만, 이로 인하여 재활용이 가능한 폐기물도 소각이 되고 있는 실정이다.
	기업에서 발생되는 폐기물은 어떻게 구분되는가?	정부를 중심으로 지자체 및 기업에서는 자원순환측면에서 폐기물 감량화를 위한 정책을 실행하고 있다. 기업에서 발생되는 폐기물[3,4]은 크게 사업장배출시설계폐기물과 지정폐기물로 구분된다. 2009년 기준의 재활용율은 사업장배출시설계폐기물은 66.
	폐기물 재이용에 의한 탄소배출량 산정범위는 두 가지 형태로 구분할 수 있는데, 그것은 무엇인가?	폐기물 재이용에 의한 탄소배출량 산정범위는 Figure 2와 Figure 3과 같이 두 가지 형태로 구분할 수 있다. 폐기물을 직접 원료로 사용하는 경우와 폐기물을 재이용하기 위해 중간처리공정을 거쳐 원료로 사용하는 경우이다. Figure 2와 같이 중간처리공정을 거치지 않고 폐기물이 원료로 사용되는 경우의 탄소배출량은 저감된 원료생산에 의한 탄소배출량과 저감된 원료 수송에 의한 탄소배출량을 고려하여야 한다.

참고문헌 (11)

http://www.unep.org/Documents.Multilingual/Default.asp?documentid52
Oh, I. K., and Kang, H., "The Case Study on Practical Application of LCA related to Environmental Policy", Korean J. Life Cycle Assessment, 1(1), 95-101 (1999).
Ministry of Environment, "The status on National Waste Emission and Disposal in 2009," Report No. 11-B552584-000005-10 (2010).
Ministry of Environment, "The status on National Hazardous Waste Emission and Disposal in 2009," Report No. 11-B551404-000038-10 (2010).
Park, H. S., Park, J. M., Lee, S. Y., and Kim J. H., "Industrial Symbiosis Contributing to Greenhouse Gas Emission Reduction and Potential Role of Eco-industrial Park Project in Korea," Korean J. Ind. Ecol., 2(1), 23-33 (2011).
Kim, S. J., "A Study on the Possibility of Structuring of Waste Resource Circulation on Region and National Unit," M.S. D. Dissertation, Seoul National University of Science and Technology, 2011.
http://www.edp.or.kr/carbon/data/pds_read.asp?page1&search_colume&search_ text&idx14
Ministry of Environment, Press Release on "Recycling Energy from Extra Heat in Wastes Incineration Facilities" (2009).
http://www.kdhc.co.kr/kor/template/template.jsp?widHD0402010100
http://cyber.kepco.co.kr/cyber/03_common/03_knowledgy/paysystem/mainsystem.html
http://www.kpi.or.kr/www/price/detail.asp?CATE_CD10600101&ITEM_CD1007& ITEM_NAME%C5%E7%B7%E7% BF%A3

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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