“열분해유 품질기준”에 대해 알아보자. 최근 순환경제와 탄소중립이 환경 정책의 중요한 키워드로 떠오르고 있다. 열분해는 폐기된 제품에 열을 가하여 그 제품의 생산에 사용된 화학 원료를 얻는 공정이다. 우리가 실 생활에서 사용하다가 버린 폐기물 그 자체를 변형·가공하여 새로운 제품을 만드는 것을 “물질재활용”이라고 한다. 반면, 폐기물을 화학적 분자 단위로 분해하여 새로운 제품을 합성·제조하는 것을 “화학적 재활용”이라고 한다. 열분해는 화학적 재활용의 가장 진보된 기술로써 최근 많은 주목을 받고 있다. 이러한 성과로 최근 관련 법이 개정되기도 했다.
출처 : 폐플라스틱 열분해유 품질기준 마련 연구 (국립환경과학원 폐자원에너지연구과)
개요
열분해유 품질기준(1) : 열분해란, 폐기물을 분해하여 원 제품의 화학 원료를 얻는 공정을 의미한다. 기본적으로 분해에 열을 사용하기 때문에 열분해라는 용어가 되었다. 여기서 폐기물 소각과 혼동되는 경우가 있는데, 소각은 폐기물을 완전히 분해하여 물과 이산화탄소로 만드는 것을 목표로 한다. 반면, 열분해는 적정 수준을 유지하여 화학적 원료를 얻는 것이 목적이다. 이 적정 수준을 유지하기 위해 열분해는 소각과 달리 산화제를 전혀 사용하지 않는다. 산소와 같은 산화제 없이 열로써만 분해해야 재사용할 수 있는 화학 원료를 얻는데 유리하기 때문이다.
그러나, 아직은 기술 수준이 이상적으로 화학 연료를 얻는 것보다 부산물이 가득한 결과물을 얻는데 그치고 있다. 이러한 결과물도 실패라고 볼 수 없는 것이, 화석 연료를 대체할 수 있는 연료유로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 열분해는 여러모로 폐기물의 화학적 재활용에 최적화된 기술이라 할 수 있다.
최근, 환경부는 폐기물관리법 시행령을 개정하여 열분해시설을 “처리시설”에서 “재활용시설”로 법적 지위를 전환했다. 이는 커다란 의미를 담고 있다. 열분해 기술 자체가 폐기물 처리관점에서 재활용 기술로 인정받는 것과 동시에, 열분해 생성물도 처리해야 하는 폐기물이 되는 것이 아니라, 재활용 제품이 되는 것이다. 이에 따라 대표 열분해 생성물인 열분해유도 판매 혹은 재활용 실적으로 인정받게 되는 것이다.
국내 품질기준
열분해유 품질기준(2) : 국내의 품질기준은 열분해유를 “화학 원료” 관점이라기 보다는 “재활용 연료”의 관점에서 설정되었다. 이 때문에 품질기준도 정제연료유 및 재생연료유와 함께 다뤄지고 있다. 아래 표는 품질기준을 나타낸다.
| 항목 | 열분해유 | 이온 정제연료유 | 열분해 또는 감압증류 정제연료유 | 재생연료유 |
|---|---|---|---|---|
| 남은탄소 | 0.15% 이하 | 4% 이하 | 0.15% 이하 | – |
| 수분 및 침전물 | 0.5% 이하 | 4% 이하 | 0.5% 이하 | – |
| 회분 | 0.05% 이하 | 1% 이하 | 0.05% 이하 | – |
| 황분 | 0.2% 이하 | 0.55% 이하 | 0.2% 이하 | 2.5% 이하 |
| 카드뮴 및 그 화합물 | 1 ㎎/ℓ 이하 | 1 ㎎/ℓ 이하 | – | 1 ㎎/ℓ 이하 |
| 납 및 그 화합물 | 1 ㎎/ℓ 이하 | 30 ㎎/ℓ 이하 | 1 ㎎/ℓ 이하 | 100 ㎎/㎏ 이하 |
| 크롬 및 그 화합물 | 1 ㎎/ℓ 이하 | 5 ㎎/ℓ 이하 | 1 ㎎/ℓ 이하 | 50 ㎎/㎏ 이하 |
| 비소 및 그 화합물 | 1 ㎎/ℓ 이하 | 2 ㎎/ℓ 이하 | 1 ㎎/ℓ 이하 | 2 ㎎/㎏ 이하 |
| 수은 및 그 화합물 | – | – | – | 1 ㎎/㎏ 이하 |
| 염소 및 그 화합물 | – | – | – | 2,000 ㎎/㎏ 이하 |
| 인화점 | – | 40 ℃ 이상 | 30 ℃ 이상 | – |
| 저위발열량 | – | – | – | 3,500 ㎉/㎏ 이상 |
여기서, 정제연료유란 폐유를 가공하여 생산된 재활용 연료유를 의미한다. 이 가공 방법이 이온교환방법 또는 열분해, 감압증류인지에 따라 구분된다. 재생연료유는 정제연료유를 제외한 액상의 폐기물을 가공하여 얻어진 모든 재활용 연료유를 의미한다.
열분해유는 열분해 또는 감압증류를 이용하여 얻어진 정제연료유의 기준과 대부분 유사하다.
국외 품질기준
열분해유 품질기준(3) : 국외 또한 열분해 기술은 아직 신기술 혹은 상용화를 위해 진보가 필요한 기술로 여겨진다. 때문에 아직 법적 기준이 미비된 곳이 많고 우리나라처럼 확연한 의도를 가지고 품질 기준이 설정된 것은 아니다. 그러나, 탄소중립 혹은 순환경제 사회의 실현을 위해 필요한 기술이라는 인식이 확산되어 점차 법적 지위가 상향되고 있는 상황이다. 아래 표는 국외의 열분해유 품질기준을 나타내고 있다.
| 항목 | 미국 | 유럽 | 캐나다 | 스위스 |
|---|---|---|---|---|
| 카드뮴 및 그 화합물 | 10 ㎎/㎏ 이하 | – | 2 ㎎/㎏ 이하 | 5 ㎎/㎏ 이하 |
| 납 및 그 화합물 | 1,000 ㎎/㎏ 이하 | – | 50 ㎎/㎏ 이하 | 500 ㎎/㎏ 이하 |
| 크롬 및 그 화합물 | 35 ㎎/㎏ 이하 | – | 10 ㎎/㎏ 이하 | 500 ㎎/㎏ 이하 |
| 비소 및 그 화합물 | 18 ㎎/㎏ 이하 | – | 5 ㎎/㎏ 이하 | 30 ㎎/㎏ 이하 |
| 수은 및 그 화합물 | – | 10 ㎎/㎏ 이하 | – | 1 ㎎/㎏ 이하 |
| 염소 및 그 화합물 | – | – | – | – |
| 인화점 | – | – | – | – |
| 저위발열량 | – | 1,666 ㎉/㎏ 이상 | – | – |
| 황 | – | 0.5% 이하 | – | – |
| 구리 | – | – | – | 500 ㎎/㎏ 이하 |
| 안티몬 | – | – | – | 300 ㎎/㎏ 이하 |
| 주석 | – | – | 100 ㎎/㎏ 이하 | |
| 코발트 | – | – | 250 ㎎/㎏ 이하 | |
| 니켈 | – | – | 500 ㎎/㎏ 이하 | |
| 아연 | – | – | 4,000 ㎎/㎏ 이하 | |
| 탈륨 | – | – | 3 ㎎/㎏ 이하 | |
| PCBs | 49 ㎎/㎏ 이하 | 30 ㎎/㎏ 이하 | 3 ㎎/㎏ 이하 | 10 ㎎/㎏ 이하 |
| 할로겐족 | 4,000 ㎎/㎏ 이하 | 20,000 ㎎/㎏ 이하 | 1,500 ㎎/㎏ 이하 | 10,000 ㎎/㎏ 이하 |
국외에서는 스위스가 기준 항목이 가장 많은 것으로 나타났다. 또한 미국과 캐나다는 항목이 유사하고, 캐나다가 좀 더 엄격한 기준을 적용하고 있다. 대부분의 항목이 연소 시 유해한 물질이 대기 중으로 배출되지 않도록 설정되었다는 것을 알 수 있다. 또한, 우리나라와 달리 PCBs와 할로겐족의 함량을 공통적으로 다루고 있어, 우리나라도 관련 기준의 도입이 필요할 것으로 보인다.