본 연구에서는 폐타이어를 재활용하여 고무를 회수하는 폐 고무 재활용 기술에 대한 전과정평가를 실시하였다. 환경 영향은 지구온난화, 자원고갈, 산성화, 부영양화, 광화학적산화물생성, 오존층파괴의 6가지 범주로 나누어 평가하였다. 폐타이어 1ton을 재활용할 때, 지구온난화는 1.77E+02 kg $CO_2-eq.$, 자원고갈은 1.23E+00 kg Sb-eq., 산성화는 5.92E-01 kg $SO_2-eq.$, 부영양화는 1.23E-01 kg $PO{_4}^{3-}eq.$, 광화학적산화물생성은 3.42E-01 kg $C_2H_4-eq.$, 오존층파괴영향은 1.87E-04 kg CFC11-eq.로 환경영향이 나타났다. 전체 환경영향범주에 있어 고무 컴파운딩 공정에서 사용되는 카본, 연화제, 전기가 가장 큰 영향을 미치기 때문에 카본과 연화제의 대체나 사용량 감축 방안이 요구된다. 또한, 에너지 효율을 개선 및 환경영향이 낮은 에너지원으로 변경, 신재생에너지를 적용하는 방안 등을 고려해 보아야 한다.
본 연구에서는 폐타이어를 재활용하여 고무를 회수하는 폐 고무 재활용 기술에 대한 전과정평가를 실시하였다. 환경 영향은 지구온난화, 자원고갈, 산성화, 부영양화, 광화학적산화물생성, 오존층파괴의 6가지 범주로 나누어 평가하였다. 폐타이어 1ton을 재활용할 때, 지구온난화는 1.77E+02 kg $CO_2-eq.$, 자원고갈은 1.23E+00 kg Sb-eq., 산성화는 5.92E-01 kg $SO_2-eq.$, 부영양화는 1.23E-01 kg $PO{_4}^{3-}eq.$, 광화학적산화물생성은 3.42E-01 kg $C_2H_4-eq.$, 오존층파괴영향은 1.87E-04 kg CFC11-eq.로 환경영향이 나타났다. 전체 환경영향범주에 있어 고무 컴파운딩 공정에서 사용되는 카본, 연화제, 전기가 가장 큰 영향을 미치기 때문에 카본과 연화제의 대체나 사용량 감축 방안이 요구된다. 또한, 에너지 효율을 개선 및 환경영향이 낮은 에너지원으로 변경, 신재생에너지를 적용하는 방안 등을 고려해 보아야 한다.
This study conducted the Life Cycle Assessment(LCA) on waste rubber recycling technology for recovering rubber product from the waste tires. Environmental impacts were assessed for the five categories of impacts: global warming, resource depletion, acidification, eutrophication, photochemical oxide ...
This study conducted the Life Cycle Assessment(LCA) on waste rubber recycling technology for recovering rubber product from the waste tires. Environmental impacts were assessed for the five categories of impacts: global warming, resource depletion, acidification, eutrophication, photochemical oxide production, and ozone layer depletion. When recycling 1ton of waste tire containing rubber, global warming impact was 1.77E+02 kg $CO_2-eq.$, resource depletion impact was 1.23E+00 kg Sb-eq., acidification impact was 5.92E-01 kg $SO_2-eq.$, eutrophication impact was 1.23E-01 kg $PO{_4}^{3-}-eq.$, photochemical oxide production impact was 3.42E-01 kg $C_2H_4-eq.$, and ozone layer depletion impact was 1.87E-04 kg CFC11-eq. In terms of overall environmental impacts, carbon, softener and electricity the greatest impact, so it is necessary to compare the environmental impacts of the raw materials to replace carbon and softener, and a method to reduce the filler usage in the process is needed. In addition, it is necessary to improve energy efficiency, change to low-energy sources, and apply renewable energy.
This study conducted the Life Cycle Assessment(LCA) on waste rubber recycling technology for recovering rubber product from the waste tires. Environmental impacts were assessed for the five categories of impacts: global warming, resource depletion, acidification, eutrophication, photochemical oxide production, and ozone layer depletion. When recycling 1ton of waste tire containing rubber, global warming impact was 1.77E+02 kg $CO_2-eq.$, resource depletion impact was 1.23E+00 kg Sb-eq., acidification impact was 5.92E-01 kg $SO_2-eq.$, eutrophication impact was 1.23E-01 kg $PO{_4}^{3-}-eq.$, photochemical oxide production impact was 3.42E-01 kg $C_2H_4-eq.$, and ozone layer depletion impact was 1.87E-04 kg CFC11-eq. In terms of overall environmental impacts, carbon, softener and electricity the greatest impact, so it is necessary to compare the environmental impacts of the raw materials to replace carbon and softener, and a method to reduce the filler usage in the process is needed. In addition, it is necessary to improve energy efficiency, change to low-energy sources, and apply renewable energy.
본 연구는 개발된 폐타이어 고무 재활용 기술의 환경성 분석을 위해 전과정평가를 수행하였으며, 환경부에서 제시한 6대 환경영향범주에 대한 주요이슈를 분석하였다. 뿐만 아니라 폐타이어 재활용을 통해 생산된 재활용 제품 및 부산물 활용에 따른 환경영향의 회피효과를 분석함으로써 환경적 개선효과를 살펴보고자 한다.
본 연구는 개발된 폐타이어 고무 재활용 기술의 환경성 분석을 위해 전과정평가를 수행하였으며, 환경부에서 제시한 6대 환경영향범주에 대한 주요이슈를 분석하였다. 뿐만 아니라 폐타이어 재활용을 통해 생산된 재활용 제품 및 부산물 활용에 따른 환경영향의 회피효과를 분석함으로써 환경적 개선효과를 살펴보고자 한다.
제안 방법
이때 전과정이란 원료의 추출과 가공, 제조, 수송, 사용, 재활용, 폐기에 이르기까지의 과정을 포함한다. 본 연구에서는 전과정평가 수행의 국제 규격인 ISO 14040과 14044 따라 폐타이어 고무 재활용 기술에 대한 전과정평가를 수행하였다2-4).
대상 데이터
일반적으로 폐기물의 재활용 단계는 재활용 공정으로 폐기물이 투입되기 전에 폐기물이 발생된 지점에서의 수집, 운송, 선별공정 등이 포함되어야 한다. 그러나 본 연구의 목적은 개발단계에 있는 폐타이어 재활용 처리기술에 대한 환경성 분석 및 개선안 도출이기 때문에 관련 데이터 수집 가능성을 고려하여 시스템 경계를 폐타이어의 재활용 공정(Gate to Gate)으로 설정하였다.
본 연구의 전과정평가 대상 기술은 폐고무 재활용 기술로써 no-binder 성형기술을 이용하여 자동차에서 발생하는 폐고무(weather seal 및 폐타이어)를 재활용하여 고품질의 고부가가치 고무 소재를 생산하는 재활용 기술이다.
데이터처리
본 연구에서는 폐타이어 고무 재활용 기술의 환경성평가를 위하여 환경부 글로벌탑 환경기술개발 사업의 유용자원재활용기술개발사업을 통해 개발된 no-binder 성형기술을 이용한 폐고무 재활용 기술의 투입·산출물에 대한 데이터를 수집하였다. 수집된 데이터는 상용화 이전의 Lab-scale 수준의 데이터로 수집할 수 없는 데이터는 관련 기술 전문가 자문과 검토 등을 통해 계산에 의해 물질수지를 도출하였다.
이론/모형
물질수지, 단위공정, 기능단위, 데이터 통합 등은 전과정평가 국제표준인 ISO 14040, ISO 14044에 따라 데이터를 검증·계산하였다. 주요 원료 및 보조물질 등 투입물과 산출물에 대한 데이터 출처는 다음 Table 2와 같다.
성능/효과
1) 폐타이어 1ton을 처리할 때 지구온난화영향(GWP)은 1.77E+02 kg CO2-eq., 자원고갈영향(ADP)은 1.23E+00 kg Sb-eq., 산성화영향(AP)은 5.92E-01 kg SO2-eq., 부영양화영향(EP)은 1.23E-01 kg PO43−eq., 광화학산화물생성영향(POCP)은 3.42E-01 kg C2H4-eq., 오존층파괴영향(ODP)은 1.87E-04 kg CFC11-eq.로 도출되었다.
2) 전체 환경영향범주에 있어 카본, 연화제, 전기가 주요이슈로 도출되었다. 환경영향이 큰 고무 컴파운딩 공정의 원료 및 보조물질 사용량을 폐타이어 고무 재활용 기술의 개발과정에서 최적화 한다면 환경에 미치는 영향도 크게 줄일 수 있을 것으로 보인다.
3) 폐타이어 1ton을 재활용할 때 1.77E+02 kg의 이산화탄소를 배출하는데, 신재고무를 대체함으로써 4.31E+02 kg의 이산화탄소가 배출되는 것을 방지한 것과 동일한 효과를 나타낸다. 따라서 신재고무의 회피영향을 고려한 폐타이어 1ton 재활용에 대한 지구온난화영향은 –4.
후속연구
환경영향이 큰 고무 컴파운딩 공정의 원료 및 보조물질 사용량을 폐타이어 고무 재활용 기술의 개발과정에서 최적화 한다면 환경에 미치는 영향도 크게 줄일 수 있을 것으로 보인다. 또한 에너지 효율 향상 및 환경영향이 낮은 에너지원으로의 변경, 신재생에너지 적용 등의 방안 마련이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본문에서 언급된 폐타이어의 물질 재활용 방법은?
이들 타이어 고무가 장기 적체될 경우 결국에는 소각되거나 매립될 수밖에 없는데, 이런 경우 100년이 지나도 분해가 되지 않아 폐타이어의 재활용은 국가 경제적으로나 환경적으로 매우 중요하다1). 폐타이어의 물질 재활용 방법으로는 폴리우레탄 바인더(polyurethane binder)를 사용하는 가공분말법이 있으며, 이를 통해 폐타이어가 재생고무 보도블럭 제품화된다. 그러나 최근들어 폐고무제품에 함유되어 있는 유해물질이 사회적으로 문제화되었으며, 특히 폴리우레탄 내의 이소시아네이트 성분이 환경적 문제로 부각되었다.
연화제가 다른 영향범주에 비해 부영양화에 대한 기여도가 높은 이유는?
81%) 등의 순으로 부영양화영향에 기여한다. 이 중에서 연화제가 다른 영향범주에 비해 부영양화에 대한 기여도가 높은 것은 연화제를 생산할 때 화학적산소요구량(COD, Chemical Oxygen Demand) 값이 상대적으로 크기 때문이다.
폴리우레탄 바인더의 단점을 보완한 방법을 서술하시오
그러나 최근들어 폐고무제품에 함유되어 있는 유해물질이 사회적으로 문제화되었으며, 특히 폴리우레탄 내의 이소시아네이트 성분이 환경적 문제로 부각되었다. 이러한 점을 보완하기 위해 유용자원재활용기술개발 사업단은 binder를 사용하지 않고 폐고무를 분쇄한 다음 고무분말로 성형제품을 만드는 기술을 개발하였다.
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