냉장고는 폐 전기전자제품(WEEE)에서 가장 많은 양이 처리되고 있는 품목이며 또한 가장 재활용이 복잡한 공정이다. 이는 가전제품 중 부피와 중량이 가장 크며 철, 비철금속, 플라스틱(PP, PS, ABS)등으로 이루어진 다양한 부품과 소재를 사용하고 있기 때문이다. 특히 최근에는 대용량 양문형 냉장고나 스탠드형 김치냉장고 등의 새로운 모델 출시와 더불어 다양한 혼합 재질의 사용으로 인해 폐 냉장고 재활용 공정의 어려움이 더욱 증가되고 있다. 뿐만 아니라 국내외 WEEE 재활용 관련 입법의 도입으로 폐 냉장고의 재활용 및 재자원화는 필수이고 관련 자원순환기술개발은 국가 기술경쟁력의 강화 및 국제 환경규제 대응 측면에서도 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 현재 우리나라의 폐 냉장고 재활용 처리 및 기술개발 현황을 분석하고 선진국의 재활용 기술을 비교 분석하고자 한다.
냉장고는 폐 전기전자제품(WEEE)에서 가장 많은 양이 처리되고 있는 품목이며 또한 가장 재활용이 복잡한 공정이다. 이는 가전제품 중 부피와 중량이 가장 크며 철, 비철금속, 플라스틱(PP, PS, ABS)등으로 이루어진 다양한 부품과 소재를 사용하고 있기 때문이다. 특히 최근에는 대용량 양문형 냉장고나 스탠드형 김치냉장고 등의 새로운 모델 출시와 더불어 다양한 혼합 재질의 사용으로 인해 폐 냉장고 재활용 공정의 어려움이 더욱 증가되고 있다. 뿐만 아니라 국내외 WEEE 재활용 관련 입법의 도입으로 폐 냉장고의 재활용 및 재자원화는 필수이고 관련 자원순환기술개발은 국가 기술경쟁력의 강화 및 국제 환경규제 대응 측면에서도 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 현재 우리나라의 폐 냉장고 재활용 처리 및 기술개발 현황을 분석하고 선진국의 재활용 기술을 비교 분석하고자 한다.
Waste refrigerator is the most large amount of item being recycled and the recycling process is the most complicated in WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) because refrigerator is biggest product and consists of various parts and materials such as ferrous, non-ferrous, and plastics. Rec...
Waste refrigerator is the most large amount of item being recycled and the recycling process is the most complicated in WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) because refrigerator is biggest product and consists of various parts and materials such as ferrous, non-ferrous, and plastics. Recently, recycling process of waste refrigerator has been being more complex since large capacity 2 door refrigerators and standing Kimchi refrigerators with various material are distributed on custom market. In addition, recycling of valuable resource from waste refrigerator is mandatory by WEEEs recycling legislation; therefore, high efficiency recycling enough for economic and environment-friendly recovery of valuable resource through present technical situation analysis and comparison of recycling technologies of waste refrigerator with advanced country.
Waste refrigerator is the most large amount of item being recycled and the recycling process is the most complicated in WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) because refrigerator is biggest product and consists of various parts and materials such as ferrous, non-ferrous, and plastics. Recently, recycling process of waste refrigerator has been being more complex since large capacity 2 door refrigerators and standing Kimchi refrigerators with various material are distributed on custom market. In addition, recycling of valuable resource from waste refrigerator is mandatory by WEEEs recycling legislation; therefore, high efficiency recycling enough for economic and environment-friendly recovery of valuable resource through present technical situation analysis and comparison of recycling technologies of waste refrigerator with advanced country.
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문제 정의
우리나라의 폐전기전자기기의 재활용 기술은 10년 전과 크게 달라진 점이 없는 반면, 일본과 독일은 오히려 고용창출과 작업 환경적인 측면을 고려한 정책수립 및 기술개발을 진행하고 있다. 본 장에서는 일본과 독일의 폐 냉장고 재활용 공정기술과 국내 기술에 대해 비교하고자 하였다.
본고에서는 폐 냉장고 재활용에 대한 재자원화 가치를 살펴보고, 재활용 공정 및 국내외 폐 냉장고 재활용의 공정 기술개발에 대해 요약 소개하고자 한다.
제안 방법
11(b)). 또한 파쇄 공정 시 우레탄 내부에 존재하는 가연성 냉매 가스나 철계 파쇄물과 커터와의 충돌로 인한 불꽃 발생 및 고온화에 따른 화재예방을 위해 질소 가스를 투입한다. 이때 공정에 대한 실시간 적외선 센서 모니터링과 동시에 화재 등의 이상 발생 시 자동 살수시스템이 작동하고 담당자에게 문자로 통보되는 통합 네트워크 시스템이 갖추어져 공정의 안정성을 확보하고 있다(Fig.
6) 또한 2009년과 2011년도 한국전자환경산업협회에서 공개된 폐 냉장고의 재자원화량을 기준으로5) 판매 가능한 재질의 경제적 가치를 계산하면 Table 1과 같다. 이때 각 재질 별 가격은 2013년 2월 LME 거래가 기준 철 395원/kg, 동 8,061원/kg, 알루미늄 2,054원/kg, 기타비철 2,129원/kg, 합성수지(PP 기준) 1,567원/kg, 기타 1,000원/kg 을 적용하였다. 2009년도 폐 냉장고의 재자원화량은 47,056톤으로 가치총액은 501억 원이며, 2011년도에는 회수량 및 재활용률의 상승으로 인해 재자원화량은 60,058톤으로 증가하였으며 경제적 가치 총액은 640억 원 정도로 2009년 대비 27.
성능/효과
12) 일본의 가전 리사이클링 제도는 냉장고, 세탁기, 에어컨, TV가 기본 대상품목이며, 2010년부터 ‘Eco Point 활용에 의한 Green 가전보급 촉진 사업(고효율 가전으로 교체 시 비용지원 하는 제도)’으로 인해 폐가전제품의 수가 급증하였다가 2011년 Eco point 제도 종료로 인해 다시 감소하는 추세이다(Fig. 9).
또한 플라스틱 또는 유리 선반과 저장함, 철판, 알루미늄 판, 동 파이프, 온도 조절기, 전선, 램프 등의 다양한 부품으로 구성되어 있다.2) 폐 냉장고의 구성 재질은 Fig. 3과 같이 냉장고 1대의 평균 중량 70kg 기준으로 철 45%, 동 2%, 알루미늄 2%, 기타비철 5%, 합성수지 21%, 그 외 기타 물질(우레탄, 유리, 오일 등)이 25%를 차지하고 있다. 다양한 부품과 재질로 구성된 폐 냉장고는 제조사 및 용도에 따라 제품의 사이즈 및 디자인 등이 각기 다르기 때문에 기계적인 자동화 재활용 공정이 어려운 실정이다.
후속연구
그러므로 Fig. 11(d)처럼 국내에서도 파쇄공정에 대한 모니터링은 물론 다양한 영향인자들인 소음, 분진, 동력 등에 대한 실시간 혹은 정기적인 계측과 점검을 통하여 공정의 안정성과 효율성을 확보할 수 있는 시스템 기술개발이 필요하다.
4와 같이 실제 폐 냉장고로부터 회수한 표준 크기의 컴프레셔 내부에는 철 스크랩을 제외하고도 거래단가가 높은 에나멜 동선과 페라이트 스크랩을 포함하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 컴프레셔 분리 및 내부의 유용자원 재활용 기술이 확보된다면 폐 냉장고의 재자원화에 따른 가치가 더욱 증가할 수 있을 것으로 판단된다.
즉, 폐 냉장고 고효율 전처리 공정라인 설계, 분리/해체 단위 공정의 자동화 시스템 도입, 최종적으로 개발된 고효율 전처리 공정라인과 자동화 시스템의 통합으로 작업부담공정 감소, 냉매/오일 처리율 상승, 유가금속 회수율 상승 등 폐 냉장고의 친환경 전처리 공정기술을 개발 중이다. 또한 단위 선별/파쇄기술의 실증을 통한 플라스틱, 알루미늄, 구리, 스테인리스 스틸 등의 선별효율상승을 목적으로 파일럿 플랜트 구축 및 상용화 기술과 함께 폐 컴프레셔의 모터로부터 폐 자석 회수 및 희토류 회수기술을 연구하고 있기 때문에 향후 5년 이내 폐 냉장고에 대한 재활용 공정 및 소재화 핵심기술, 시스템 공정기술의 확보가 어느 정도 가능할 것으로 판단된다. Table 3에는 현재의 환경부 폐금속·유용자원재활용기술개발사업단에서 수행중인 폐 전기전자 제품 재활용 연구 관련 국내 주요 연구기관 및 대학과 연구내용을 나타내고 있다.
최근 양문형 냉장고와 스탠드 김치 냉장고의 수요량이 점차 증가하고 대형화되면서, 폐기 후 해당제품의 재활용 센터 입고량 또한 점점 증가 추세에 있기에 폐 냉장고 전처리 공정에서는 다음과 같은 문제점에 따른 기술개발이 요구되고 있다. 첫 번째로, 소비자의 안전성을 고려한 디자인과 부품을 적용한 일부 양문형 냉장고의 경우 오히려 폐 냉장고 재활용을 위한 수작업 해체/분리가 쉽지 않아 전처리 공정의 작업효율이 감소하고 있으며 이를 해결하기 위한 해체/분리 전용 툴 개발이 필요하다. 게다가, 최근 생산된 냉장고의 경우 대부분 강화 유리도어 적용으로 인해 전처리 공정 시 도어 분리 및 유리 파쇄 공정이 추가되고 있으며, 강화 유리도어의 운반 작업 시 도어무게로 인한 작업자의 근골격계 질환을 불러일으킬 수 있는 문제점을 가지고 있기에 관련 자동화 기술이 요구된다.
즉, 2011년 하반기부터는 일부 냉장고 제조사에서는 더 얇고 단열성능이 뛰어나며 유리섬유로 구성된 진공단열재(Vacuum Insulation Panel, 이하 VIP)를 기존 폴리우레탄과 혼합하여 적용하기 시작하였는데 VIP의 유리섬유에 대한 재활용 사례가 아직 없어 전처리 공정에서 냉장고 샌드위치 패널 분리 등의 별도 작업을 해야 하는 등 전처리 및 선별 공정에서 관리가 어려워 VIP가 적용된 폐 냉장고 재활용에 여러 가지 문제점이 제기되고 있다. 추후, VIP가 적용된 폐 냉장고 발생량이 증가할 것으로 예상됨에 따라 관련 재활용 처리기술 개발이 시급하다.
폐 냉장고 재활용 기술은 다른 폐 전기전자기기와 마찬가지로 발생되는 폐 냉장고의 모델에 따라 추적 기술 개발이 이루어져야 하지만, 복잡한 부품 구성과 적용 소재의 다양성으로 인해 기술 우위가 유지되지 못하는 상황으로 지속적인 개발이 요구된다. 향후 가전 리사이클링 시스템의 선진화를 위한 핵심요소로서 고효율의 전처리 공정 개발과 유용자원 회수율을 극대화 할 수 있는 기술개발, 폐 냉장고의 재자원화율을 높이기 위한 2차 폐기물의 자원화 기술 개발 등을 통해 폐 냉장고의 리사이클링 시스템을 선진화 할 수 있는 기술개발이 중요하다.
폐 냉장고 재활용 기술은 다른 폐 전기전자기기와 마찬가지로 발생되는 폐 냉장고의 모델에 따라 추적 기술 개발이 이루어져야 하지만, 복잡한 부품 구성과 적용 소재의 다양성으로 인해 기술 우위가 유지되지 못하는 상황으로 지속적인 개발이 요구된다. 향후 가전 리사이클링 시스템의 선진화를 위한 핵심요소로서 고효율의 전처리 공정 개발과 유용자원 회수율을 극대화 할 수 있는 기술개발, 폐 냉장고의 재자원화율을 높이기 위한 2차 폐기물의 자원화 기술 개발 등을 통해 폐 냉장고의 리사이클링 시스템을 선진화 할 수 있는 기술개발이 중요하다. 특히 유럽의 환경 규제와 생산자책임재활용 제도 확대 등이 강화되는 것에 대비하기 위해서 폐 냉장고를 포함한 가전 리사이클링 시스템의 국제적인 경쟁력을 확보하고 재활용 기술을 수출할 수 있도록 준비하는 것 또한 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
냉장고는 WEEE에서 어떤 품목으로 인식되는가?
냉장고는 폐 전기전자제품(WEEE)에서 가장 많은 양이 처리되고 있는 품목이며 또한 가장 재활용이 복잡한 공정이다. 이는 가전제품 중 부피와 중량이 가장 크며 철, 비철금속, 플라스틱(PP, PS, ABS)등으로 이루어진 다양한 부품과 소재를 사용하고 있기 때문이다.
폐 냉장고의 재활용 공정에 대한 어려움이 더욱 증가되고 있는 이유는?
이는 가전제품 중 부피와 중량이 가장 크며 철, 비철금속, 플라스틱(PP, PS, ABS)등으로 이루어진 다양한 부품과 소재를 사용하고 있기 때문이다. 특히 최근에는 대용량 양문형 냉장고나 스탠드형 김치냉장고 등의 새로운 모델 출시와 더불어 다양한 혼합 재질의 사용으로 인해 폐 냉장고 재활용 공정의 어려움이 더욱 증가되고 있다. 뿐만 아니라 국내외 WEEE 재활용 관련 입법의 도입으로 폐 냉장고의 재활용 및 재자원화는 필수이고 관련 자원순환기술개발은 국가 기술경쟁력의 강화 및 국제 환경규제 대응 측면에서도 매우 중요하다고 할 수 있다.
냉장고 재활용 공정이 복잡한 이유는?
냉장고는 폐 전기전자제품(WEEE)에서 가장 많은 양이 처리되고 있는 품목이며 또한 가장 재활용이 복잡한 공정이다. 이는 가전제품 중 부피와 중량이 가장 크며 철, 비철금속, 플라스틱(PP, PS, ABS)등으로 이루어진 다양한 부품과 소재를 사용하고 있기 때문이다. 특히 최근에는 대용량 양문형 냉장고나 스탠드형 김치냉장고 등의 새로운 모델 출시와 더불어 다양한 혼합 재질의 사용으로 인해 폐 냉장고 재활용 공정의 어려움이 더욱 증가되고 있다.
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