신재생에너지 중 폐기물에너지 활성화를 위하여

▲ 이승희 한국폐기물자원순환학회 회장(경기대학교 교수)

전 세계적으로 에너지에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며 특히, 중국과 인도에서의 에너지 수요는 급증하는 상황이나 오일과 가스의 국제 가격이 안정적 추세에 있어 그나마 다행이다.

우리나라는 원자재 전체 수입액이 하루 평균 약 1조 원으로 연간 371조 원 정도를 지출하고 있으며, 광물자원의 약 90%, 에너지의 95%를 해외에서 수입하는 에너지 다소비 국가이다.

다양한 기술에 의한 신재생에너지 확보와 지속적 정책 필요
국가 발전을 위해 에너지의 확보는 필수적이고, 에너지는 국가의 중추적인 기반산업과 4차 산업혁명에 한시도 없어서는 안 되기 때문에 이러한 에너지 확보에는 각 나라에 맞게 다양한 기술을 이용하는 것이 중요하다. 따라서 우리나라에서는 친환경적인 신재생에너지 확보도 중요하지만 원자력과 석탄화력 등 다양한 에너지 확보를 위한 정책이 수립돼야 한다.

우리나라에서 가장 주요한 에너지인 전기 생산 현황은 화력발전이 가장 높고, 원자력발전, 수력발전 그리고 신재생에너지 순이다. 그러나 석탄 화력발전소는 미세먼지 발생원의 하나로 대두되고 있고, 원자력발전소는 일본 후쿠시마 원전사고로 인하여 위험성이 확인되었으며, 신재생에너지 확보는 매우 더디게 진행되고 있다.

그리고 수력발전에 의해 청정한 전기를 확보할 수 있으나 그 비중은 매우 적어서 다른 다양한 전기 생산에 의하지 않으면 생활과 산업에 필수적인 기본 전력을 확보하기가 곤란한 실정이다.

새로운 정부가 들어서면서 미세먼지를 감소시키고 기후변화 영향을 감축하기 위해 석탄화력 발전을 줄이고 신재생에너지에 집중적으로 투자하여 전력 확보를 하고자 하고 있다.

그리고 그동안 진행해 오던 신재생에너지 포트폴리오 기준(Renewable Energy Portfolio Standard; RPS)에 의해 500MW 이상의 화력발전시설에서는 신재생에너지를 일정 비율 사용의무를 부여하고 있지만 신재생에너지 확보가 용이하지 않아 그동안 벌금을 과도하게 내어왔다.

▲ 목재 펠릿

최근 들어 외국으로부터 막대한 양의 목재펠릿과 팜열매 부산물 등을 신재생에너지원을 수입하여 RPS 사용의무 비율을 맞추고 있는 것이 현실이다. 따라서 신재생에너지를 확보하기 위해서는 다양한 분야의 기술개발과 투자가 필요하다.

그리고 국가 에너지 전략으로 신재생에너지를 확보하기 위하여 정확하고 합리적인 에너지 수요 용량을 산정하는 것이 매우 중요하다. 이러한 수요 용량에 따라 에너지 확보의 정책과 전략도 장기간 지속적으로 이루어지는 것이 필요하다.

신재생에너지로서 폐기물에너지의 국제 동향
세계적으로 신재생에너지 확보는 거의 기술전쟁 수준으로 중요하게 생각하고 있고, 파리협정에 의한 기후변화 영향에 대응하기 위해 신재생에너지 확보에 매진하고 있다. 신재생에너지로서의 폐기물에너지 정의와 범위는 국제적 논의사항으로 국제 에너지 기구에 따라 다르게 나타나고 있다.

▲ 풍력에너지(사진제공=제주자치도청)

▲ 태양에너지(사진제공=제주자치도청)

국내에서는 신재생에너지를 3개의 신에너지(수소, 연료전지, 석탄 IGCC)와 8개의 재생에너지(태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 폐기물에너지, 수열에너지)로 분류하는 반면 국제에너지협회(International Energy Association, IEA)는 3개의 신에너지는 모두 제외하고 8개의 재생에너지만을 인정하고 있다.

폐기물의 경우 IEA는 재생가능한 부분만을 인정하고 있기 때문에 부생가스, 정제폐유, 시멘트킬른 보조연료, 산업폐기물과 도시폐기물 중 비재생부문은 제외하고 있다. 그러나 세계 에너지 협의회(World Energy Council, WEC)에서는 폐기물에너지를 신재생에너지 포함하여 정의하고 있다.

이러한 논의에도 불구하고 미국의 경우 폐기물에너지 생산이 가장 많은 국가로 폐기물을 처리하는 동시에 에너지를 회수하는 효과를 거두고 있으며 독일을 포함한 유럽에서는 폐기물고형연료에 의한 폐기물에너지를 확보하고 있다.

일본은 생활폐기물 중 가연성 폐기물은 거의 모두 소각처리하고 있으며 1만 개의 소각시설이 가동 중에 있으며 폐기물 고형연료 연소시설도 70여개소가 가동 중에 있다. 중국은 에너지원 다변화 노력의 일환으로 폐기물 소각을 통한 에너지 생산을 정책적으로 장려하고 있다.

중국은 2030년까지 국가 전체에서 발생하는 폐기물량의 약 3분의 1을 폐기물에너지 발전소에서 처리한다는 계획 하에 전국적으로 소각로 건설을 촉진하고 있다. 2014년 폐기물 발전소에서 생산된 전기는 약 187억 킬로와트이며, 중국 총 재생에너지 생산의 1.2% 정도이다.

신재생에너지로서의 폐기물에너지의 국내 현황
국내에서는 신재생에너지 중 폐기물·바이오 에너지 보급률이 2.88%로 전체 신재생에너지 생산량의 약 82%가 폐기물·바이오 에너지로 절대적인 비

▲ SRF 처리전 폐기물

중을 차지하고 있다. 「신정부 에너지 전환 로드맵」에 의해 재생에너지 발전량 비중을 2030년까지 20%로 확대 추진하고 있고 바이오매스와 폐기물에너지보다는 풍력과 태양광 에너지 등으로 전환하고 있다.

이러한 「재생에너지 3020 이행계획」은 산업통상자원부에 의해 이루어지고 있으므로 환경부에서는 폐기물에너지에 관심을 두고 다양한 분야의 연구개발과 실질적 투자로 재생에너지를 확보해야 할 것이다.

폐기물에너지는 원료인 폐기물의 처리비용을 받을 수 있어 경제성이 높고 쓰레기 매립 문제 완화 및 폐기물 발생을 줄여 이에 따른 환경오염 방지 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나 폐기물이 나라마다 다른 특성이 있고 폐기물에 따라 에너지화 기술이 다르기 때문에 고도의 기술과 연구 개발이 요구되고, 초기 투자비용이 많이 들며, 대기오염을 유발할 수 있다는 단점이 있다.

최근 들어 국내에서는 폐기물에 의한 고형연료제품(SRF, Solid Refuse Fuel)에 대한 문제점이 제기되고 대기오염으로 고형연료제품의 연소에 부정적인 의견이 대두되고 있다. 충청남도 금산의 고형연료제품시설을 반대하고, 강원도 문막의 고형연료 열병합발전소를 포기하며, 경기도와 경상북도 등에서도 주민들의 반대로 고형연료 발전시설의 설치가 어려운 실정이다.

▲ 고형연료제품(SRF, Solid Refuse Fuel)

그러나 신재생에너지로서의 폐기물에너지는 선택의 여지가 있는 것이 아니고 반드시 필수적으로 진행되어야 하는 주요한 에너지 확보 방안이다. 따라서 환경부에서는 신재생에너지로서의 폐기물에너지를 확보하기 위해 SRF 연소에 대한 부정적인 의견보다는 SRF에 의한 환경오염 방지와 연소에 의한 대기오염 방지와 관리를 강화하여 친환경적이며, 국민의 건강 보호에 더 집중하여 진행하는 것이 바람직하다.

2017년도에 중국에서 플라스틱 폐기물 수입을 금지하면서 미국, 유럽, 일본, 등 전 세계적으로 플라스틱 폐기물 처리에 어려움이 나타나 비상한 관심을 보이기 시작했다. 우리나라에서도 중국으로 수출하는 플라스틱 폐기물인 폐합성고분자화합물이 2015년 23만 여톤으로 수출하는 폐기물 중 가장 많은 비중(약 75%)을 차지하고 있으나 작년부터 수출하지 못하고 국내에 산적해 있으며 일본을 비롯한 외국에서 우리나라로 수입되는 폐합성고분자화합물은 중국의 영향으로 인해 증가 추세에 있다.

따라서 국내 폐기물 시설에 의해 이러한 폐기물을 처리하기에는 시설이 부족하여 사업장에서 발생하는 플라스틱 폐기물의 소각처리 비용이 톤 당 28~34만 원으로 급등하고 있으며 플라스틱 폐기물은 증가하나 처리시설이 부족하여 처리 비용은 더 증가하는 추세에 있다. 플라스틱 폐기물의 증가와 처리비용의 급등은 실질적이고 경제적 처리가 어렵게 되므로 이러한 폐기물은 방치되어 다른 환경문제를 발생시키고 있는 것이 현실이다.

국내 신재생에너지로서의 폐기물에너지 확보 방안
신재생에너지로서의 폐기물에너지 확보는 생각처럼 용이하지 않다. 환경부에서 진행하고 있는 폐자원 에너지화 기술개발 사업이 좋은 성과를 도출하지 못하는 이유도 여기에 있다. 폐기물에너지 기술과 시설은 선진국으로부터 확보할 수 있으나 이 시설은 외국의 폐기물에 적합하다.

이 시설은 국내 폐기물에 적용되지 않아 국내 폐기물로부터 바로 에너지를 획득하기가 어려우므로 이에 대한 적용성 연구가 필요하다. 국내에서 폐기물에너지에 대한 기술개발과 적용성 연구가 진행되지 않는다면 이 분야에 대한 다양한 기술은 외국에서 모두 원천기술을 확보할 수 있는 기회를 주는 것이고, 국가적으로는 폐기물에너지를 포함하지 않고는 「재생에너지 3020 이행계획」이 실현되기 어려운 것이 현실이다. 

▲ 이승희 한국폐기물자원순환학회 회장(경기대학교 교수)

따라서 환경부에서는 우선적으로 플라스틱 폐기물 발생을 감소시키는 플라스틱 제로와 같은 강력한 정책을 실시하여야 할 것이다. 이러한 정책에도 불구하고 발생되는 플라스틱을 포함한 가연성 폐기물은 에너지화를 위해 국제적 환경변화와 주요국 폐기물에너지 대응 동향을 파악하고 산업통산자원부에서 신중하게 고려하지 않고 있는 폐기물과 바이오매스 중심의 재생에너지 확보를 위하여 다양한 기술개발에 지속적 투자를 하여야 할 것이다.

그리고 폐기물에너지 확보와 더불어 이로 부터 발생되는 환경오염 방지기술 개발에도 관심을 두어야 할 것이다. 또한 국내에서 재생에너지로서의 폐기물에너지 인증을 유지하고 폐기물에너지를 확보하기 위하여 환경부와 산업통상자원부와의 부처 협력도 긴밀하게 이뤄져야 할 것이다.