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폐태양광 재활용 사업의 경제성 분석 및 정책적 시사점
Economic analysis of Solar PV panel recycling project 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.5, 2020년, pp.585 - 591  

모정윤 (조선대학교 경제학과) ,  김민지 (산업연구원)

초록
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최근 정부정책에 따른 원자력 발전의 감축과 신재생에너지의 급속한 보급확대에 따라 국내 태양광 발전 설치가 급격히 확대되고 있다. 이러한 태양광 발전 설비의 급속한 증가는 필연적으로 신재생에너지 산업에서의 폐기물 증가로 이어진다. 그러나 현재 신재생에너지 분야에서 발생한 폐기물에 대한 국내 사후 관리 시스템 구축에 대한 정책 논의는 미비하다. 동 연구는 태양광 패널 재활용 산업의 비용 및 편익을 추정하고 한국의 태양광 폐기물 재활용 정책에 대한 시사점을 도출하고자 한다. 동 연구의 결과에 따르면, 태양광 패널 재활용 사업의 실행 기간이 10년일 경우, 재활용 프로젝트의 수익성이 매우 낮다는 결론이 도출된다. 반면 재활용 프로젝트의 기간이 20년으로 연장될 경우, 2030년 이후 국내 태양광 폐기물의 총 용량이 크게 증가하여 규모의 경제로 인해 프로젝트의 경제 효율성이 충분히 높아질 수 있다는 결론을 도출하였다. 태양광 패널 재활용 사업의 경우 단기적으로는 경제적 효율성이 매우 낮기 때문에 민간 기업의 자발적 사업 참여를 기대하기 어렵다. 따라서 재활용 사업의 경제성 향상 및 관련 산업 활성화를 위한 다양한 정부의 정책마련이 긴요하다. 이를 위해서는 i) 폐태양광 패널의 재활용을 위한 법률 제정, ii) 태양광 패널 폐기물 모니터링 및 비용관리를 위한 협회 지정, iii) 태양광 패널 재활용 관련 R & D 수립 및 재활용과 관련된 다양한 비즈니스 모델 개발 등의 정책 마련이 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In accordance with the government's expansion of solar power generation, the installation of solar panels is expected to expand in Korea. On the other hand, policy discussions on the establishment of a domestic post-management system for waste from photovoltaic power are insufficient. This study est...

주제어

#Solar PV Generation   #Solar PV Panel Recycling   #Waste Management System   #B/C Analysis   #Power System  

표/그림 (7)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 급격히 증가하고 있는 태양광 설비 보급량을 고려해 볼 때, 폐 태양광 재활용 및 관리에 대한 지침을 마련하고 이를 위한 기초자료로써 폐 태양광 재활용 사업 진행에 따른 경제성 분석은 매우 긴요하다. 따라서 동 연구에서는 국내에서 발생할 것으로 예측되는 폐 태양광 추정량을 대상으로 태양광 재활용에 따른 경제성 분석을 실시하고, 이에 대한 시사점을 도출하고자 한다.
  • 본 연구에서는 우리나라를 대상으로 향후 지속적으로 증가할 것으로 예측되는 태양광 패널을 재활용 할 경우 동 사업의 경제성을 분석하였다. 그 결과 태양광 패널 재활용 사업의 수행 기간이 10년(2020년∼2030년)일 경우 폐 태양광의 발생량이 많지 않아 사업의 수익성이 낮다는 결론을 도출하였다.

가설 설정

  • 구축장비의 에너지 및 주요 물질의 투입 등은 FRELP의 공정을 토대로 산정하였다. 1톤의 폐 태양광을 재활용할 때 에너지투입량은 산업용 전기 113.55kWh/톤, 하차 시, 경유 1.14L/톤 등이 투입된다고 가정하였다. 산업용 전기가격은 한국전력공사[8]에서 고시한 ‘산업용을, 고압A(기본요금 제외)’의 전력량 요금(경부하 시간대, 여름철 6~8월) 61.
  • 본 연구에서는 분석 기간 동안 발생하는 폐 태양광 전량을 물질자원화 및 에너지회수 공정을 거쳐, 재활용 가능한 부분을 최대한 재활용하고 처리 시 발생한 나머지 슬러지만을 매립한다고 가정하였다. 물질자원화 및 에너지회수 공정의 구축비용은 크게 장비구축비와 공장건축비로 구분되며, 부지조성비는 동 연구의 비용 산정 시 제외하였다.
  • 본 장에서는 2020년에서 2030년 기간 동안 직매립제로화 및 폐기물 최소화 등 정부의 친환경정책에 부합하여 폐 태양광 재활용 시 발생하는 물질을 전량 자원화하고 공정에서 발생하는 주요 에너지를 대부분 회수한다고 가정하였다. 공정에서 배출되는 슬러지만이 매립된다고 가정 후 폐태양광 재활용 사업의 비용 편익 분석을 실시하였다.
  • 주요 투입물질 비용 중 물은 아리수 사이버고객센터[10]에 고시된 ㎥당 860원의 단가를 적용하였으며, 질산과 수산화칼슘은 한국물가협회[11]가 공시하는 가격을 사용하였다. 해당 연도의 유지보수비는 각 연도의 인건비 발생분과 에너지 및 물질투입 비용의 5%, 장비구축비의 1%로 가정하여 비용을 추정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현재 우리나라에 태양광 패널 재활용 및 재이용과 관련한 제도가 부재한 이유는 무엇인가? 우리나라의 경우 현재는 수명이 다된 폐 태양광 패널의 발생량이 많지 않아, 태양광 패널 재활용 및 재이용과 관련한 제도는 부재한 상황이다. 그러나 급격히 증가하고 있는 태양광 설비 보급량을 고려해 볼 때, 폐 태양광 재활용 및 관리에 대한 지침을 마련하고 이를 위한 기초자 료로써 폐 태양광 재활용 사업 진행에 따른 경제성 분석은 매우 긴요하다.
주요 선도국들은 폐 태양광 재활용에 대한 제도를 어떻게 운영중인가? 반면, 주요 선도국의  경우 향후 문제가 될 것으로 판단되는 신재생에너지 분야의 폐기물 관리를 위해 태양광 패널의 재활용·재이용과 관련한 다양한 제도를 수립하고 이를 적극적으로 운영 중이다. 유럽은 2002년 12월 6일 폐가전제품의 의무재활용 관련 규정(WEEE: Waste Electrical and Electronic Equipment)을 도입하였다.[3] 폐 태양광 역시 폐가전제품의 의무재활용 분야에 포함되어 태양광 생산자가 재활용 전 과정의 비용 및 관리를 책임지고 있다. 일본은 2016년 3월 ‘태양광발전설비의 재활용 등의 추진을 위한 지침’을 수립 후 폐 태양광발전설비를 산업폐기물로 분류하여 관리하고 있다.[4]
태양광 패널 재활용의 세부 공정은 어떻게 이루어지는가? 본 연구에서는 EU Life 프로그램의 FRELP(Full Recovery End Life Photovoltaic) 프로젝트[5]와 충청북도의 '태양광 리사이클센터구축 기반조성사업'[6]의 물질자원화 및 에너지회수 공정 정보를 활용하여 폐 태양광의 물질흐름 비용과 편익을 추정하였다. 태양광 패널 재활용의 세부 공정은 ①하차 ②해체, ③1차 물질처리, ④모듈 절삭, ⑤EVA시트 에너지회수, ⑥2차 물질처리 ⑦3차 물질처리 등으로 구성된다. 상기 과정을 통해 폐 태양광 1톤과 물, 수산화질산(HNO3)와 염화칼슘 등이 투입되면 저철분유리 68.
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참고문헌 (15)

  1. Ministry of Trade, Industry and Energy, "Renewable Energy 3020 Implementation Plan", pp 1-15, Dec 2017. 

  2. Jung Youn Mo, Min Ji Kim, "Renewable Energy Promotion Plans using Waste Management System Establishment ", KIET Research Report 2017-825, KIET, Korea, pp 1-181, Dec 2017. 

  3. EU DG ENV, "Study on photovoltaic panels supplementing the impact assessment for a recast of the WEEE Directive final report", pp 1-14, Sep 2011. 

  4. Japanese Ministry of Environment, "Guidelines for promoting the recycling of photovoltaic power generation facilities", Japan, pp. 1-71, June 2016. 

  5. JRC technical report, "Analysis of material recovery from silicon photovoltaic panels", EC, pp. 6-78 Mar 2016. 

  6. Chung-cheong bukdo.Chung-cheong bukdo TP, "Base construction project for Solar recycling center construction ", Korea, pp. 1-226, Feb 2015. 

  7. Public Procurement Service , "Construction Cost per Unit Area by Construction Type for 2016", pp 1-168, June 2017. 

  8. EPSIS homepage(epsis.kpx.or.kr), 2019. 

  9. Petronet homepage (http://www.petronet.co.kr/v3/index.jsp), Domestic production price, Price summary, 2019. 

  10. Arisu homepage(https://arisu.seoul.go.kr/ ), water cost, 2019. 

  11. Korea Price Association, Industrial nitric acid price and calcium hydroxide price, 2019. 

  12. Korea Resource Information Service homepage, 2019. 

  13. John A. S. Green, "Aluminum recycling and processing for energy conservation and sustainability", ASM International, pp 1-267, Dec 2006. 

  14. B.S. Xakalashe & M. Tangst, "Silicon processing: from quartz to crystalline silicon solar cells", Chemical Technology, pp. 32-37, April 2012. 

  15. National Assembly Legislative Survey, A Study on Guidelines for Economic Analysis of Regulatory Legislation in Economics and Industry, Korea, pp. 1-99, Oct 2014. 

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