산업단지에서 발생하는 오염물질이나 폐기물을 자원화하는 기술을 개발하고 사업화에 성공해 큰 매출을 올리는 회사가 있다.


울산 남구 용잠동에 위치한 폐기물 종합처리 전문기업 ㈜유성은 지난 2008년 국토해양부 건설교통기술연구개발사업을 통해 ‘부존자원 복합이용 에너지화시스템(WR2E시스템)’을 개발했다.


이 사업은 국가 경제발전의 견인차 역할을 했던 영남권 산업단지의 산업폐기물 문제를 해결하고 에너지 효율성 제고를 통해 산업단지의 경쟁력을 향상시키기 위해 추진된 것이다.


유성은 울산대학교 등과 함께 연구단에 참여, 지난 2010년 기술 개발을 완료하고 이듬해인 2011년 상용화에 성공했다.
유성의 ‘부존자원 복합이용 에너지화 시스템’의 핵심은 산업현장에서 배출되는 폐기물을 단순히 소각하거나 매립하는 데 그치지 않고 재활용하면서도 환경오염을 줄이는 것에 있다.


유성은 기술 개발을 완료하자마자 상용화와 운영을 통해 부족한 부분을 보완했다.
이후 명칭을 ‘YEES(Yoosung Eco-Energy System)’로 변경하고 사업화에 박차를 가해 폐기물 처리분야에서만 한 해 200여억원의 매출을 올리고 있다.


◆YEES 시스템은?
유성이 개발한 YEES는 고효율 연소기술, 연소 때 발생하는 에너지 회수기술, 연소 후 발생한 배가스 처리기술 등으로 구분된다.
도시고형폐기물이나 산업폐기물, 자동차파쇄잔재물 등의 폐기물은 성형, 비성형 등의 구분 없이 고형연료로 만들어진 후 연소된다.


이 과정에 유성이 개발한 고효율 연소기술인 공랭식 연소기술이 적용된다.
공랭식 연소기술은 연소를 위해 공급되는 공기가 연소장치의 외벽을 따라 유입되면서 외벽을 냉각시키고, 이 때 예열된 공기가 연료와 반응해 연소시키는 방식이다.


연소공기의 강한 유입으로 빠른 유속이 발생해 외벽의 2중 구조를 지나가게 돼 냉각효과를 가지게 되며, 이 공기가 상중하단부로 주입되면서 고형연료와 선회류를 만들어 완전연소를 가능하게 만들어 준다.


이 기술을 적용하면 감열감량이 2%대로 낮아진다.
감열감량(Ignition loss)은 시료에 열을 가해 줄어든 질량을 일컫는 말로, 감열감량이 낮을수록 연소율이 높다는 것을 의미한다.


연소 때 발생하는 열을 회수하기 위한 장치로는 캐비티(Cavity)와 수관식 보일러가 적용됐다.
캐비티를 적용해 중력침강 효과에 의해 비산재를 효과적으로 제어하고 수관을 설치해 연소공정 후에 발생하는 폐열의 에너지회수 효율을 높여 스팀을 생산하고 있다.
이 기술은 열손실을 최소화해 기존 폐열회수플랜트의 회수율 40~50%보다 20% 높은 70%의 에너지를 회수할 수 있다.


배가스 제어를 위해서는 건식혼합장치(Mixing reactor)와 반건식반응장치(Semi Dry Reactor), 그리고 백 필터(bag Filter)가 연계된 하이브리드 형태의 기술이다.
이 기술은 액상소석회 분무를 통해 산성가스와 다이옥신 등을 제거하는 방식이다.
처리된 배가스는 백 필터를 통과하면서 입자상 물질이 제거돼 최종적으로 청정한 가스가 대기 중으로 배출되는 원리다.

 

◆시설 설치면적 1/3 줄여
이 기술의 가장 큰 장점은 설비의 소형화가 가능해 기존 폐열회수플랜트의 1/3 규모 부지에도 설치할 수 있으며 축열재를 축조하지 않아도 돼 공사비가 15% 가량 저렴하다.
축열재는 연소로 외벽에 있는 것으로 연소로 가동 때 방열되는 손실을 줄이고 내부 온도 분위기를 유지하는 기능을 한다.


유성이 개발한 공랭식 연소설비는 벽을 통해 들어오는 공기로 인한 에어커튼 효과로 방열손실을 줄일 수 있을뿐더러 고효율 연소가 가능해 축열재가 필요없다.


연료 역시 ASR(자동차파쇄잔재물), SRF(폐기물 고형연료 통칭), 사업장 폐기물 등을 다양하게 사용할 수 있고 형태 역시 비성형. 성형, 고상, 반고상, 폐증기 등 구분없이 사용할 수 있다.
특히 축열재가 필요 없어 주기적으로 교체해야 하는 비용을 절감할 수 있고 유지보수 시간도 기존 대비 1/20로 줄였다.
설비를 가동하거나 중지할 때 축열재를 예열하거나 냉각하는 시간이 불필요하기 때문이다.


무엇보다 이 기술이 적용되면 연료비가 절감되고 이산화탄소 발생도 줄어든다.
하루 100t을 연소해 시간당 39t의 스팀을 생산하는 설비 1기가 B/C유를 대체해 절약할 수 있는 연료비는 연간 191억원 규모다.
또 화석연료를 대체해 스팀을 생산하므로 연간 6만4156t의 이산화탄소 발생을 줄일 수 있다.

 

◆어디에 적용됐나?
이 기술은 개발과 동시에 산업현장에 적용됐다.
가장 먼저 상용화된 곳은 울산광역시 울주군 온산읍의 유성 온산공장이다.
온산공장 설비는 2009년 5월 공사에 들어간 이듬해인 2010년 5월 준공됐다.


이 설비는 RPF 전용연소시설, 열회수 보일러, 배가스 복합처리 설비 등으로 구성돼 있다.
고형연료제품을 대상으로 하며 시간당 1.7t의 연소설비와 시간당 11t의 스팀용량을 가지고 있다.


2012년에는 전북 전주시 한라그린에너지(현 TSK그린에너지) 익산공장에 설치됐다.
시간당 2.9t을 연소할 수 있는 연소기와 시간당 40t의 스팀을 생산할 수 있는 열회수 보일러가 총 2기 설치됐다.
이 밖에도 온산국가산업단지 LS Nikko 동제련, 울산 HEC 등에도 설치됐다.

-----------------------------------------------------------------------------

 

<인터뷰> 유성 류해렬 사장
폐기물 에너지화 향상 위해 임직원 기술개발 ‘올인’
“전력생산까지 기술 발전시켜 동남아 등 해외 진출”


“폐기물을 에너지화 할 수 있는 획기적인 기술을 개발하기 위해 연구에 뛰어 들었습니다.”


유성 류해렬 사장이 부존자원 에너지화 기술인 YEES를 개발하게 된 동기다.
류 사장은 “신재생에너지 비중이 높아지고 온실가스 감축이 국제적인 추세가 되는 시점에서 폐기물을 이용한 에너지화 향상 기술이 절실히 요구됐다”며 “임직원의 끊임없는 노력으로 기술을 상용화 할 수 있었다”고 밝혔다.


그는 이어 “연료로 사용하기 저급한 폐기물이나 바이오매스 자원, 자동차파쇄잔재물(ASR), 폐전자제품 기판류(E-scrap) 등을 제대로 활용할 수 없어 매립되거나 버려진다”며 “이러한 자원을 활용해 에너지를 만드는 기술도 개발할 예정”이라고 말했다.


YEES의 해외진출에 관련해서는 “현재 스팀 생산에만 머물고 있는 기술을 앞으로는 전력으로 전환할 수 있도록 발전시켜 동남아 등 해외시장 진출도 추진할 것”이라고 강조했다.
다음은 류 사장과의 일문일답.


-기술을 개발하게 된 동기는 무엇이었습니까?
“종합환경서비스 분야에서 35년간 종사해 오면서 임직원이 느꼈던 점은, 유럽이나 일본에 비해 아직은 부족한 우리나라의 자체 기술력이었습니다. 특히 신재생에너지의 비중을 높이고 온실가스 감축목표를 높이고 있는 국제적 정세와 발맞추기 위해 우리가 주력으로 종사하고 있는 폐기물 분야에서도 에너지화 할 수 있는 획기적인 기술의 개발이 요구되는 실정이었습니다. 이에 따라 유성은 폐기물 에너지화 향상을 위해 기술개발에 뛰어들었고, 끊임없는 노력의 결과로 지금의 공랭식 연소기술을 기반으로 한 YEES를 개발하게 됐습니다.”


-특허도 대거 적용됐는데 핵심기술은 어떤 것입니까?
“YEES의 핵심기술은 고효율 연소기술에 있습니다. 공랭식 연소기술은 연소공기가 연소로 외벽의 이중유로를 따라 유입되면서 외벽을 냉각시키고 예열돼 연소로 내에서 선회류를 형성하면서 폐기물 연료와 만나 고효율 연소되는 기술입니다. 기존의 보편화된 폐기물 소각기술들이 강열감량 10%를 맞추기 힘든 수준이지만 공랭식 연소기술은 강열감량 2% 이내로 연소효율이 매우 높습니다. 하지만 여기에 안주하지 않고 연소기술의 성능 및 효율 증대를 위해 연료투입, 연소재 배출 부분에도 연구를 거듭해 연소시스템 부분에만 관련 특허를 10건 보유하고 있고 현재 해외특허출원 중에 있습니다.”


-국내시장에서의 목표는 무엇입니까?
“현재 국내 폐기물 시장을 살펴보면 자원으로 활용할 수 있는 가연성이 높은 폐기물이나 성형 고형연료(SRF) 등은 이미 지자체 및 많은 산업체에서 활용해 에너지를 생산하고 있습니다. 그러나 저급한 연료로 평가되는 폐기물이나 바이오매스 자원, 자동차파쇄잔재물(ASR), 폐전자제품 기판류(E-scrap) 등을 제대로 활용할 수 없어 이러한 자원들이 매립되거나 버려지는 실정입니다. 따라서 우리는 국내에서 아직 활용되지 못하고 있는 이러한 자원들을 활용해 에너지원으로 사용할 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있습니다. 또 현재 생산하고 있는 스팀을 전력으로 전환해 생산하는 발전사업에 대한 연구를 통해 향후 동남아시아 시장을 기반으로 해외시장에 우리의 국산기술을 기반으로 한 플랜트 사업을 전개하는 것을 목표로 하고 있습니다.”


-해외 진출 계획은 있습니까?
“우리가 개발한 공랭식 연소기술 및 에너지회수 시스템은 현재 보편화된 폐기물 소각 기술과 비교했을 때 충분한 경쟁력이 있습니다. 다만 해외에서는 스팀보다는 전력을 더 에너지원으로 활용하고 있으므로 우리도 내년에 YEES의 발전사업을 준비해 경험과 노하우를 쌓아 해외에 진출할 수 있도록 장기적인 플랜을 구축할 계획입니다. 이미 지난해 베트남에 지사를 설립해 해외진출의 전초기지를 마련했습니다. 베트남지사를 활용해 바이오매스 자원에 대한 연구에 박차를 가하고 YEES와 바이오매스 자원을 결합한 부가가치 사업 창출도 기대하고 있습니다.”

-----------------------------------------------------------------------------

 

<기업 소개> 유성은?

뛰어난 기술력을 바탕으로 성공신화를 쓰고 있는 유성은 지난 1979년 설립됐다.
사업장폐기물처리업을 해 오던 유성은 중소기업으로는 드물게 지난 1994년 부설 중앙연구소를 설립하고 기술개발에 많은 투자를 하고 있다.


2006년 울산에서는 처음으로 낙동강 유역 환경청 환경컨설팅업체 1호로 등록됐고 같은 해 10월 중소기업청의 기술혁신형(이노비즈) 중소기업으로 인증도 받았다.
2009년 부존자원 복합이용 에너지화 기술을 개발하고 이듬해 상용화에 성공하며 울산지역 관련 기업으로는 처음으로 2011년 6월 환경부로부터 ‘녹색기술인증’을 받았다.


또 2013년 7월 녹색기술의 우수한 플랜트 사업 실적을 바탕으로 울산지역 최초로 환경부로부터 ‘녹색전문기업 확인’을 받았다.
유성은 2012년 전문건설업 등록을 하고 현재 산업단지 에너지공급 사업모델을 확보해 신규 사업을 추진 중이다.

저작권자 © 국토경제 무단전재 및 재배포 금지