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락만 백
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1 New & Renewable Energy Vol. 12, No. S2 ISSN [ WE-008] 국내폐기물에너지의잠재량분석 (1) 노남선 1)* ㆍ조상민 2) ㆍ소진영 2) ㆍ김광호 1) ㆍ김유미 1) ㆍ김현구 1) ㆍ강용혁 1) Analysis on the Internal Waste Energy Potential Namsun Nho 1) ㆍ Sangmin Cho 2) ㆍ Jinyoung So 2) ㆍ Kwangho Kim 1) ㆍ Youmi Kim 1) ㆍ Hyungoo Kim 1) ㆍ Yongheack Kang 1) Received 4 July 2016 Revised 29 August 2016 Accepted 29 August 2016 ABSTRACT Combustible waste can provide the energy required for industrial production activity or home life, and generally be classified as waste solid fuel (SRF : Sold Refuse Fuel), pyrolytic fuel oil of polymer wastes, gasification fuel of combustible wastes, and incineration heat, etc. This study examined the energy potential for domestic waste based on the statistical data (Generation & Management Status of Domestic Waste (2013)) published annually by the Ministry of Environment. The geographical potential was defined as the numerical values of the quantity of waste generation in statistical data multiplied by the average heating value. The technical potential was calculated from the recovery rate of representative waste energy technology. Based on the 2013 fiscal year, the geographical potential of domestic combustible wastes was 8,360,000 TOE/year, and the technical potential including waste gas, was presumed to be approximately 10,450,000 TOE/year. Key words Waste Energy( 폐기물에너지 ), Theoretical Potential( 이론적잠재량 ), Geographical Potential( 지리적잠재량 ), Technical Potential( 기술적잠재량 ), Market Potential( 시장잠재량 ) 1. 서론 폐기물에너지는사업장또는가정에서발생되는가연성폐기물을가공 처리하여얻어지는고체 액체 기체형태의연료와이를연소또는변환시켜서발생되는열, 온수, 증기, 전기등과같은에너지를의미한다. [1,2] 또한에너지함량이높은가연성폐기물을산업생산활동이나가정생활에필요한에너지로활용하는폐기물에너지의범위는크게폐기물고형연료 (SRF : Solid Refuse Fuel), 고분자폐기물의열분해연료유, 가연성폐기물의가스화연료, 소각열등으로구분이가능하다. [3,4,5] 본내용에서는환경부에서 2014년도에발간한 전국폐 1) Korea Institute of Energy Research nsroh@kier.re.kr Tel: Fax: ) Korea Energy Economics Institute 기물발생및처리현황 (2013 년도 ) 및 지정폐기물발생및처리현황 (2013 년도 ) 자료에명기된가연성폐기물의세부항목과 2013년 3월에발간된 제4차 (2011~2012) 전국폐기물통계조사 자료에집계된폐기물종류별발열량분석결과를근거로하여폐기물을추정해보았다. [6,7,8,9] 환경부에서 1년단위로발표하는폐기물통계자료는전국의시군구별로수거되어처리된폐기물물량을반영한자료로서실제로폐기물에너지로활용가능한가연성폐기물의을포함하고있기때문에폐기물에너지의지리적잠재량을산출하는데기준자료로사용하였다. 그리고기술적잠재량은일차적으로모든가연성폐기물을소각방식으로처리한다고가정하여추정하였으며, 향후에는폐기물종류및성상별로적용이가능한에너지화기술을세밀하게선정하고정확한에너지회수율을적용하여분석할계획이다. Copyright c2016 by the New & Renewable Energy This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

2 노남선ㆍ조상민ㆍ소진영ㆍ김광호ㆍ김유미ㆍ김현구ㆍ강용혁 2. 잠재량분석기준및방법본내용에서는아래와같은기준과방법을적용하여폐기물의세부항목을결정하고폐기물종류별과시군구별로지리적잠재량과전체적인폐기물에너지의기술적잠재량을분석하였다. 첫째, 폐기물은크게생활폐기물 ( 가정생활폐기물 + 사업장생활계폐기물 ), 사업장배출시설계폐기물, 건설폐기물, 지정폐기물로분류하여산출하였고, 일정량이상의발열량을보유한것으로판단되는모든종류의가연성폐기물을대상으로하였다. [10] 둘째, 생활폐기물중에서음식물 / 채소류분야는 ʻʻ종량제에의한혼합배출ʼʼ 항목에포함된만을가연성폐기물에포함시켰다. [12] 셋째, 유기성슬러지 ( 오니 ) 류중에서 ʻʻ하수농축슬러지 ʼ ʼ의경우는바이오에너지 ( 호기성또는혐기성소화 ) 분야에포함되어작성될계획이기때문에폐기물에너지의경우는폐기물통계자료에집계된하수처리슬러지의을포함하여을계산하였다. [12,13] 넷째, 국내의신재생에너지보급통계에지속적으로포함되어있는폐가스분야는많은논란의대상이되고있지만현재는폐기물분야의산출에포함시켰다. [14] 그리고폐기물분야에대한은아래와같은시나리오를설정하여산출하였다. 이론적잠재량 : 국내에서생산되는폐기물총량을에너지양으로환산 ( 수거율과실제폐기물수거량을고려하여실제발생하는폐기물총량을추산 ) 지리적잠재량 : 지역적특성을고려하여수집이가능한폐기물양을이용한잠재량산정 ( 환경부에서집계하는 전국폐기물발생및처리현황 을근거로산출 ) 기술적잠재량 : 폐기물의종류별표준발열량을적용 ( 폐기물의종류별로소각, 열분해유화, 열분해가스화등의기술이적용될수있지만최종적으로에너지를 회수하기위하여연소기술이필요한것으로가정하여, 기준에너지회수율을적용 ) 3. 분석결과 3.1 폐기물분류및종류별잠재량 2013년도에지정폐기물을포함하여국내가연성폐기물이보유한지리적을을기준으로하여산출한결과를 Table 1부터 Table 3에폐기물분류및종류별로상세하게정리하였다. 2013년을기준으로국내에서연간발생되는가연성폐기물은 2,570만톤정도이며, 분류별로는사업장배출시설계폐기물이 51.0% 로서가장비중이크고, 생활폐기물의발생비율은 36.4% 로집계되었다. Table 1부터 Table 3에집계된수치들을종합하여지정폐기물을포함한국내가연성폐기물의지리적을계산해보면 8,361,768 TOE/ 년으로서이는 2013 년도기준의국내총 1차에너지공급량인 280,290,000 TOE의 3.0% 에해당한다. [14] 폐기물종류별로는고무피혁류, 플라스틱류, 합성수지 Table 1. Energy potential for domestic waste 폐기물종류 저위발열량 (kcal/kg) 음식물 / 채소류 59,130 1,015 6,002 종이류 1,964,686 2, ,333 나무류 1,013,350 3, ,957 고무피혁류 348,064 5, ,806, 플라스틱류 1,141,173 8, ,878 기타 2,197,008 1, ,113 소계 1) 6,723,410 2,414,089 종이류 1,506,866 2, ,635 합성수지류 487,348 5, ,925 플라스틱류 452,199 8, ,527 의류 50,662 3,803 19,267 가구류 133,481 3,039 40,565 폐식용유 11,023 8,798 9,698 소계 2) 2,641,578 1,266,617 합계 9,364,988 3,580,706 1) 분리배출 2) 혼합배출 60 신재생에너지

3 국내폐기물에너지의잠재량분석 (1) Table 2. Energy potential for general industrial waste 폐기물종류 저위발열량 (kcal/kg) 폐지류 46,610 2,622 12,221 폐목재류 1,091,314 3, ,047 폐섬유 82,673 4,811 39,774 폐합성수지 3,341,539 5,908 1,974,181 폐합성고무 139,321 8, ,280 폐피혁 13,870 5,270 7,309 폐수처리오니 3,407,530 1, ,193 공정오니 467, ,074 정수처리오니 47, 하수처리오니 2,223, ,567 동식물성잔재물 1,228,480 1, ,060 폐식용유류 11,461 8,798 10,083 기타 1,004,553 1, ,683 합계 13,105,617 3,381,586 Table 3. Energy potential for construction and designated waste 폐기물종류 저위발열량 (kcal/kg) 폐목재 256,778 3,400 87,304 폐합성수지 618,784 5, ,578 폐섬유 6,058 4,811 2,915 폐벽지 840 2, 합계 1) 882, ,044 합계 2) 2,323,725 4, ,432 1) 건설폐기물 2) 지정폐기물 Table 4. Waste Energy potential of 17 cities and provinces 지역 비율 (%) 서울 2,099, , 부산 1,231, , 대구 1,093, , 인천 1,126, , 광주 374, , 대전 791, , 울산 1,231, , 세종 477, , 경기 6,028,383 1,953, 강원 692, , 충북 2,401, , 충남 1,474, , 전북 1,737, , 전남 1,183, , 경북 1,715, , 경남 1,817, , 제주 198,579 67, 합계 25,676,790 8,361, 류, 합성고무류, 피혁류, 섬유류등의고분자화합물이보유한은전체의 51% 정도인 426만 TOE/ 년 ( 생활폐기물 : 1.752,136 TOE/ 년, 사업장배출시설계폐기물 : 2,138,544 TOE/ 년, 건설폐기물 : 368,393 TOE/ 년 ) 으로서폐기물전체에너지보유량의절반이상을차지하고있다. 3.2 시군구별잠재량 2013년도를기준으로지정폐기물을포함한국내가연성폐기물이보유한 ( 지리적잠재량 ) 을 17개시도별로구분하여과함께 Table 4에정리하였다. 시도별을살펴보면경기도의비율이 23.4% 로가장높은비율을보이고있으며, 서울 Fig. 1. Energy potential map for domestic waste 특별시, 인천광역시및경기도로구성된수도권의폐기물이 36.0% 를차지하고있다. Fig. 1부터 Fig. 5는 Table 1부터 Table 3에정리한폐 Vol.12, No.S2 61

Energy potential map for construction waste Fig. 3.

Energy potential map for domestic combustible waste 기물 분류 및 종류별 지리적 잠재량 산출방식을

4 노남선ㆍ조상민ㆍ소진영ㆍ김광호ㆍ김유미ㆍ김현구ㆍ강용혁 Fig. 2. Energy potential map for general industrial waste Fig. 4. Energy potential map for construction waste Fig. 3. Energy potential map for waste polymer materials Fig. 5. Energy potential map for domestic combustible waste 기물 분류 및 종류별 지리적 잠재량 산출방식을 전국의 3.3 폐기물 에너지 잠재량 종합 257개 시군구에 적용하여 폐기물 에너지의 지리적 잠재량 폐기물 분야의 지리적 잠재량에 해당하는 국내 가연성 폐 을 산출한 결과를 소개한 그림이다. 기물의 종류별 에너지 잠재량 산출 결과(Table 1, 2, 3 참 조)를 기준으로 하고, 폐가스를 포함시켜서 추산한 폐기물 62 신재생에너지

5 국내폐기물에너지의잠재량분석 (1) Table 5. Summary of waste energy potential 구분 이론적잠재량 지리적잠재량 기술적잠재량 생활폐기물 3,769,164, 3,580,706 2,685,530 사업장배출시설계폐기물 3,559,564 3,381,586 2,536,190 건설폐기물 480, , ,033 지정폐기물 993, , ,574 폐가스 5,175,313 4,916,548 4,179,066 합계 8,801,860 8,361,768 6,271,327 폐기물수거율및폐가스집계율 : 95% 적용 에너지회수율 : 75% 적용 ( 폐가스는 85% 적용 ) 폐가스시장잠재량 : 기술적잠재량의 80% 적용 분야의을 Table 5 에항목별로정리하였다. 생활폐기물, 사업장배출시설계폐기물, 건설폐기물, 지정폐기물에대한이론적잠재량은지리적잠재량에평균수거율 95% 를적용하여산출하였고, 폐가스의이론적잠재량은평균집계율 95% 을적용하여계산하였다. 기준에너지회수율은 75% 를적용하였으며, 폐가스의경우는 85% 를적용하였다. 또한폐가스의경우는에너지관리공단에서 2014년도에발간한 2013년신 재생에너지보급통계 자료에서집계된에너지생산량에근거하여잠재량을추정하였다. [14] Table 5를살펴보면폐기물중에서폐가스가차지하는비중이전체의 1/3을상회하고있으며, 기준에너지회수율을적용하여산출한전체폐기물에너지의지리적, 기술적잠재량은각각 1,328만 TOE/ 년과 1,045 만 TOE/ 년으로집계되었다. 4. 결론및향후계획 환경부에서발간하는폐기물통계자료를기준으로하여크게생활폐기물, 사업장배출시설계폐기물, 건설폐기물, 지정폐기물로구분되는국내폐기물중에서가연성폐기물이보유한을분석하였다. 2013년도를기준으로국내가연성폐기물의지리적은 836만 TOE/ 년으로서국내총 1차에너지생산량의 3.0% 에해당한다. 폐기물종류별로는폐고분자화합물의지리적잠재량이전체의 51% 정도인 426만 TOE/ 년으로서가장높고, 지역별로는서울특별시, 인천광역시및경기도로구성된수도권의폐기물이전체의 36.0% 를차지하고있다. 또한폐가스를포함하고기준에너지회수율을적용하여산출한전체폐기물에너지의기술적잠재량은 1,045 만 TOE/ 년으로추산되었다. 향후에는폐기물종류및성상별로적용이가능한에너지화기술을세밀하게검토하고각기술별로정확한에너지회수율을적용하여기술적잠재량을분석할계획이다. 그리고시장잠재량은기술적잠재량을기준으로하여기술적 / 경제적 / 정책적 / 환경적측면의여러가지사항들을최대한반영하여실제로시장에보급이가능한폐기물에너지양으로산출될예정이다. 감사의글본연구는산업통상자원부의재원으로한국에너지기술평가원 (KETEP) 의지원을받아수행한연구과제의일환으로수행되었습니다 ( ). References [1] 산업통상자원부, 2015, 신에너지및재생에너지개발 이용 보급촉진법시행령 ( 대통령령 26439호 ). [2] Wolfram K., Kristina N., Corinna K., Corolin C., Eva S., Wina G., Monique H., Nikolaus S., Uta von W., Sascha S., 2009, Role and Potential of Renewable Energy and Energy Efficiency for Global Energy Supply(UBA-FB /E), Federal Environment Agency, Germany. [3] 환경부, 2016, 자원의절약과재활용촉진에관한법률시행규칙 ( 환경부령제650호 ). [4] 한국에너지기술연구원, 2010, 고형연료 (RDF) 의원료기준및연소시설운전지침마련연구 ( 연구보고서 ). [5] 한국에너지기술평가원, 2010, 6,000톤/ 년규모이상의종말품혼합폐플라스틱열분해유화공정개발 ( 상세기획보고서 ). [6] 한국에너지기술연구원, 2010, 가연성폐기물가스화기 Vol.12, No.S2 63

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