보고서 정보
주관연구기관 |
한국환경정책ㆍ평가연구원 Korea Environment Institute |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2008-10 |
주관부처 |
환경부 Ministry of Environment |
과제관리전문기관 |
환경부 Ministry of Environment |
등록번호 |
TRKO201600013596 |
DB 구축일자 |
2016-12-17
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초록
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4. 연구결과 및 결론
4.1. 재활용방법별 환경성 및 경제성 평가
환경성 평가는 품목별로 열적재활용과 물질재활용의 재활용방법별 공정분석을 통해 생산 또는 재활용 시 배출되는 제품 · 부산물 · 유해물질의 정량적 · 정성적 환경영향 평가를 한다.
폐타이어를 재활용하는 4가지 방법은 기계적 분쇄 방법, 냉동 분쇄 방법, 폐기물 에너지 전환, 시멘트클링크에서의 대체연료방법이다. 각 공정의 환경성을 평가 · 비교하기 위해 생애주기영향평가(Life Cycle impact assessment)를 이용하여 가능한
4. 연구결과 및 결론
4.1. 재활용방법별 환경성 및 경제성 평가
환경성 평가는 품목별로 열적재활용과 물질재활용의 재활용방법별 공정분석을 통해 생산 또는 재활용 시 배출되는 제품 · 부산물 · 유해물질의 정량적 · 정성적 환경영향 평가를 한다.
폐타이어를 재활용하는 4가지 방법은 기계적 분쇄 방법, 냉동 분쇄 방법, 폐기물 에너지 전환, 시멘트클링크에서의 대체연료방법이다. 각 공정의 환경성을 평가 · 비교하기 위해 생애주기영향평가(Life Cycle impact assessment)를 이용하여 가능한 환경적인 관련성 및 중요성을 보다 잘 구별하기 위해 유입과 유출 데이터를 조사한 뒤, 환경성에 대한 영향은 수학적 지표(Eco-Indicator'95)를 사용한다. 환경보호, 인간건강, 자원고갈에 대한 각 공정의 환경성 평가는 모두 음의 값(negative value)로 이것은 각 공정이 가지는 회피효과에 기인한다.
폐플라스틱의 재활용방법을 물질재활용과 열적재활용 방법으로 나누어 환경성 분석을 하였다. 폐플라스틱을 물질재활용하는 방법과 RPF, 열분해 및 유화, 고로연료화에 대한 환경성 분석이 시행되었으며, 폐타이어와 같은 방법으로 유입과 유출 데이터를 비교·분석하였다.
LCA를 통한 폐플라스틱 재활용방법에 대한 환경성 결과를 환경영향범주에 따라 분석한 결과, 지구온난화가 가장 큰 영향을 미치는 범주로 나타났다. 오존층파괴, 산성화, 발암성 등의 나머지 환경영향범주는 미비한 것으로 나타났다.
폐윤활유는 재활용공정에서 만들어져왔던 제품을 대체하기 위해 원유를 순수한 윤활유 제품으로 가공하는 방법과 시멘트킬른에서 화석연료로 사용하는 방법이 있다. 이 2가지 재활용방법에 대한 CO₂의 배출 및 에너지 사용에 대한 환경부하를 연구했다. CO₂ 배출 및 전체적인 에너지 활용도에서 시멘트킬른에서의 처리가 폐윤활유를 폐윤활유 제품으로 가공처리하는 경우보다 환경부하가 60%정도 낮게 나타났다.
경제성 평가는 재활용과정에서 투입되는 자원과 에너지 비용, 재활용제품의 재활용가치와 대체효과, 재활용 후 폐기되는 제품과 부산물의 처리비용 등 비용 편익 분석을 통한 경제성을 비교 · 분석하는 것이 바람직하나, 이는 과도한 자료를 요구하는 방대한 작업이며, 본 연구 범위를 벗어나므로 대략적인 분석을 시도하여 일반적인 경향만을 분석하였다. 또한, 수거운 반업체로부터 물질재활용업체와 열적재활용업체에 공급되는 폐타이어 가격은 동일하다는 가정 하에 경제성 분석을 실시한다.
폐타이어의 물질재활용의 경우 고무분말을 이용하여 생산한 제품에 대한 손익은 조사가 되었으나, 고무분말을 생산하기 위한 총 비용편익은 업체의 내부사항으로 자료협조를 얻지 못했다. 물질재활용업체에서 고무분말 판매가로 제시한 것은 실제 시중에서 판매되는 고무분말의 가격과 현저한 차이가 있다. 총 비용은 「처리량×고무분말 수율×고무분말 판매단가」가 되며, 톤당 처리단가는 「(총수입-총비용)/처리량」을 적용하였다. 이로부터 얻어진 값은 현실적으로 적용하기에는 매우 높은 값이어서 비교를 위해 참고로 얻었을 뿐 이를 사용하지는 않았다. 열적재활용의 경우 폐타이어 톤당 처리단가는 5,055원/톤이다.
폐플라스틱의 재활용방법에 따른 경제성 분석은 폐플라스틱의 수집 · 운반비용, 선별비용, 재활용비용을 산정하여 실시한다.
폐플라스틱을 재활용할 경우 565~1,195천원/톤의 직접 비용이 투입되지만, 간접 편익이 최소 2,680천원/톤이 발생하여 전체적으로 1,500천원/톤~2,000천원/톤의 이익이 있고, 소각이나 매립처분 시에는 276~740천원/톤의 비용만이 투입된다.
4.2. 국내외 물질재활용의 현황 분석
국내 및 국외(일본 및 미국)의 폐타이어의 재활용방법을 EPR(생산자책임재활용제도) 인정 기준을 적용하기 전의 재활용의 기술적 방법만으로 분류하여 적용하면 대략 물질재활용 비율은 약 35%이며 열적재활용은 약 65%의 비율을 가진다. 그러나 국내에서는 EPR제도의 인정범위에 따라 재활용 실적을 인정되므로 이에 맞춰 물질재활용과 열적재활용의 비율을 구하였다. 국내 및 국외(일본 및 미국)의 물질재활용 비율은 약 20%이고 열적재활용 비율은 약 80%를 나타내고 있다. 국내는 2002년을 기준으로 물질재활용은 매년 증가하고 있으며 2006년에 약 20%를 차지하고 있으며, 열적재활용은 약 80%이며 대부분이 시멘트킬른에서 사용되고 있으며, 2002년 80.9%로 최고 높은 재활용률을 기록하고, 2006년에는 77.7%로 감소한 상태이다.
폐플라스틱의 경우에는 물질재활용이 월등히 많은 비율을 차지하고 있으나 점점 감소하고 있다. 그래도 2007년의 물질재활용율은 약 84%를 차지하고 있다. 그러나 일본의 경우에는 반대의 현상을 보이고 있어 물질재활용율이 약 30%이고 열적재활용율이 약 70%를 차지하고 있다. 이로 미루어 볼 때 우리도 열적재활용율이 증가할 것으로 사료되나 현재 법률을 적용하여도 문제는 없을 것으로 사료된다.
폐타이어의 경우에는 「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률」 바목에 따른 비율 조정을 80%에서 70%로 제한하고자 할 때, 시멘트킬른과 고형연료를 제한하는 것으로 현재 시행되지 않고 있는 고형연료에 대한 재활용량을 제외한 시멘트킬른양만이 바목에 속하게 된다. 따라서, 시멘트킬른용 재활용량을 제외한 모든 항목을 물질재활용으로 보고 구성비를 산출하면, 국내 및 국외(일본 및 미국)의 물질재활용 비율은 약 22%이고 열적재활용 비율은 약 78%를 나타내고 있다. 이와 같이 EPR제도의 적용 시와 「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률」 바목의 적용 시, 대략적으로 물질재활용 비율과 열적재활용 비율은 20%와 80%의 비율을 나타내고 있어 현재의 상황과 같이 에너지 문제가 심각한 경우에는 현재와 같이 열적재활용을 80%로 유지하는 것이 바람직하다. 그러나 철심을 제거한 TDF의 사용으로 부산물로 발생하는 철심과 고무분말이 물질재활용으로 인정될 경우에는 열적재활용의 사용비율을 「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률」에서 규정한 바와 같이 70%를 초과하지 않도록 하여야 한다. 또한 물질재활용과 열적재활용을 균형있게 유지해 가기 위해서는 대한타이어공업협회에서의 물질재활용업체로의 물량공급을 균형있게 배분해가야 한다. 즉 대한타이어공업협회는 어려움이 있더라도 물질재활용을 증진하고 상대적으로 열세에 있는 물질재활용업체를 보호하기 위하여 반드시 균형있는 폐타이어배분이 이루어지도록 하여야 한다.
4.3. 물질재활용 활성화방안 및 제도개선 방안
물질재활용과 열적재활용에 대한 재활용방법의 개선 및 열적재활용 사용 제한비율 도출이 필요하며, 물질재활용의 활성화를 위해서는 다음과 같은 방안들이 보완되어야 한다.
첫째, 한국환경자원공사의 「EPR 대상품목별 재활용실적 세부 인정기준」에서와 같이 물질재활용을 기준으로 열적재활용을 인정하는 것을 수정 및 보완하여야 한다. 이 경우 법적용의 형평성 문제와 수거운반업체의 큰 손해가 예상된다. 따라서 물질재활용 의무재활용비율의 달성여부와 열적재활용 의무재활용비율을 각각 적용하여야 한다. 물론 물질재활용의 의무재활용비율의 달성은 경우에 따라 어려움이 있을 것으로 예상되므로 물질재활용을 달성하지 못하는 비율에 대해 penalty를 강화하는 방안을 고려해 보는 것이 보다 합리적이다.
둘째, 철심을 제거하여 TDF를 제조하는 경우 부산물로 얻게 되는 철심 및 고무분말에 대해 일정 비율을 물질재활용으로 인정하는 것이다. 이 공정은 대략적으로 고무분말을 제조하는 공정과 유사하며, 폐타이어를 이용하여 고무분말을 생산할 때‘환경자원공사 EPR운영팀-369’에서 적용하는 「의무대상품목별 재활용실적 인정(공정손실율, 부분품)기준」의 기준율은 고무분말 제조 시 생산품수율이 66.4%, 부분품비율이 32.4%, 공정손실율이 1.2% 그리고 이물질혼입율이 3.0%로, 물질재활용업체의 목적품은 고무분말이나 부산물로 나오는 부분품도 재활용실적으로 인정하여 물질재활용의 의무재활용비율로 계산하고 있다. 인정비율은 폐타이어의 성분분석을 이용할 수 있으며, 폐타이어 성분분석에 의하면 철심이 15~20% 정도이고 15㎜의 TDF chip을 생산할 때 고무분말이 15~20%정도가 발생하므로 TDF에 의한 물질재활용 인정은 약 30~40%를 고려할 수 있다. 그러나 이 수치는 정확한 것이 아니며, 얻고자 하는 TDF chip의 크기와 부수적으로 얻게 되는 고무분말의 시장 요구에 따라 변할 수 있으므로 공정 후 발생되는 철심과 고무분말의 판매가를 고려하는 것도 하나의 방법이 될 수 있다.
또한 이와 같은 경우를 적용하면 철심을 제거하지 않고 제조한 TDF를 사용하는 시멘트킬른의 경우도 산화철을 감소하는 만큼을 판매가로 산정하여 일정 비율을 인정하여야 한다.
셋째는 물질재활용을 활성화할 수 있는 방안으로 물질재활용의 가장 큰 부분은 고무분말의 생산과 그 응용제품이기 때문에 이에 대한 사용이 활성화되도록 하여야 한다. 정부나 협회에서의 지원은 한계가 있을 뿐만 아니라 대외 경쟁력에서도 뒤쳐질 수 있으므로 직접적인 지원이 아니라 간접적인 지원을 강화하여야 하며, 현재 진행되고 있는 EPR운영기준에 따른 인정 기준을 현실성이 있도록 하는 것이다.
고무분말을 이용한 제품의 경우, 이에 대한 규격이나 품질기준을 정하고 이를 재활용제품으로 일정 비율을 의무적으로 사용하게 하는 방안을 고려하여야 한다. 또한 인조잔디에 사고 방지를 위해서 고무분말의 사용은 매우 유용하나, 인조잔디의 고무분말에서 납과 휘발성유기화합물(T-VOC), 다핵방향족탄화수소(PAHs) 등의 발암물질이 검출돼 유해성 논란이 발생하였으므로 이에 대한 철저한 품질기준을 제정하여 이에 적합한 것만을 사용하도록 의무화하여야 한다. GR협회의 발표에 따르면, 품질기준을 적용하면 인조잔디에서 고무분말을 사용하는 것에 대해 인체에 무해하다고 주장하고 있다.
‘환경자원공사 EPR운영팀-369’의 「재활용대상품목별 재활용실적인정(공정손실율, 부분품)기준」은 실제와 많은 차이가 있어 생산품 수율이 현행 인정기준보다 낮으며, 부분품 비율은 높아졌으므로 이를 수정 및 보완하여야 한다. 실적인정을 담당하고 있는 환경자원공사에서 신뢰를 가질 수 있는 조사를 통해 생산품 수율, 부분품 비율 및 공정손실율에 대한 확인이 필요하다.
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