에너지 회수기준 및 환경인자 산정방법에 관한연구(ii) -...

발 간 등 록 번 호 NIER-RP2015-363 11-1480523-002639-01

에너지 회수기준 및 환경인자

산정방법에 관한연구(II)

- 폐기물에너지 고효율 회수 -

환경자원연구부 폐자원에너지연구과

윤영삼, 이수영, 강준구, 손준익, 권영현, 민지수, 김기헌, 신선경

A study on standard of energy recovery and

estimation method of environmental factors– high-efficiency waste-to-energy recovery –

Young Sam Yoon, Su Young Lee, Jun Gu Gang, Jun Ik Son, Young Hyun Kwon

Ji Su Min, Ki Heon Kim, Sun Kyoung Shin

Waste-to-Energy Research Division

Environmental Resources Research Department

National Institute of Environmental Research

2015

목 차❚

i

목 차

목 차··························································································································ⅰ

그림목차······················································································································ⅲ

표목차··························································································································ⅳ

Abstract ························································································································ⅵ

Ⅰ. 서 론····················································································································· 1

Ⅱ. 연구내용 및 방법·································································································4

1. 폐자원 에너지화 기술개발 동향 ·····································································4

2. 국내 ․ 외 폐기물 에너지 정책 ·······································································6

3. 폐기물 소각시설 에너지화 현황 ·································································13

4. 신재생에너지 지원제도 ·················································································16

5. 소각시설의 폐열 이용 ···················································································19

6. 에너지 회수율 ·································································································26

7. 발전효율 향상을 위한 요소 기술과 향상 효과 ·······································28

Ⅲ. 연구결과 및 고찰·······························································································30

1. 생활폐기물 처리 및 발생현황 ······································································30

2. 국내 생활폐기물 소각시설 현황 ·································································31

3. 에너지 회수능력 평가를 위한 대상시설 선정 ·········································36

4. 시설별 분석결과 ·····························································································39

가. 에너지 회수능력 향상을 위한 현장 실측 평가 ···································39

(1) A 자원회수시설 ····························································································· 39

(2) B 자원회수시설 ··························································································40

(3) C, D 자원회수시설 ······················································································41

ii

(4) E 자원회수시설 ···························································································42

(5) F 자원회수시설 ····························································································44

(6) G 자원회수시설 ·························································································45

(7) 자원회수시설 요소기술도입 효과평가 (종합) ·····································49

나. 고효율 에너지 회수를 위한 요소기술 평가 ···············································51

(1) 열 회수 능력 강화 ························································································51

(가) 저온 이코노마이저 ··················································································51

(나) 저공기비 연소 ··························································································53

(2) 증기의 효율적 이용 ····················································································57

(가) 저온촉매탈질 ····························································································57

(나) 고효율 건식 배기가스 처리 ····································································59

(다) 배수클로즈시스템 미도입 ········································································62

(라) 백연저감 미도입 또는 백연저감 장치 작동 중지 ····························64

(3) 증기터빈 시스템 효율 향상 ······································································65

(가) 고온·고압 보일러 ··················································································65

(나) 추기 복수 터빈 ························································································70

(다) 수냉식 응축기 ··························································································72

(4) 발전효율 향상효과 분석 (종합) ·······························································74

Ⅳ. 결 론···················································································································76

참고문헌······················································································································78

iii

그 림 목 차

<Figure 1> Currents status of waste heat sales price ·····························································22

<Figure 2> Waste heat by the using system of small scale ···················································23

<Figure 3> Comparison of energy recovery incinerators(2010) ·················································28

<Figure 4> Improvement of energy efficiency in waste incineration process ·······················29

<Figure 5> Check list files (sample) ·························································································38

<Figure 6> Element technology introduction point of A resource recovery facility ··············39

<Figure 7> Element technology introduction point of B resource recovery facility ··············40

<Figure 8> Element technology introduction point of C, D resource recovery facility ·········41

<Figure 9> Element technology introduction point of E resource recovery facility ··············43

<Figure 10> Element technology introduction point of F resource recovery facility ············44

<Figure 11> Element technology introduction point of G resource recovery facility ············45

<Figure 12> Generating efficiency according to change of NCV and economizer outlet temperature

······························································································································53

<Figure 13> Generating efficiency according to change of NCV and excess air ratio ·········56

<Figure 14> Generating efficiency according to change of NCV and low temperature

catalyst ····················································································································59

<Figure 15> Generating efficiency according to change of NCV and temperature ··············61

<Figure 16> Generating efficiency according to change of NCV and outlet temperature ····63

<Figure 17> Generating efficiency according to change of plume prevention system stop ··· 65

<Figure 18> Generating efficiency according to change of pressure and temperature

(steam generator = 10 ton/h) ················································································66

<Figure 19> Generating efficiency according to change of pressure and temperature

(steam generator = 20 ton/h) ················································································67

<Figure 20> Generating efficiency according to change of pressure and temperature ········68

<Figure 21> Generating efficiency according to change of outlet pressure

(steam generator = 10 ton/hr) ···············································································69

<Figure 22> Extraction condensing turbine application examples ···········································71

<Figure 23> Turbine condensing methods ················································································72

ⅳ

표 목 차

<Table 1> Waste energy recovery equipment installation standards ········································8

<Table 2> Defined in each country of the burning energy recovery ······································9

<Table 3> Renewable energy support systems ········································································16

<Table 4> Renewable energy sources weight ··········································································18

<Table 5> Characteristic of waste heat by the using system ·················································20

<Table 6> Using of waste heat ·································································································21

<Table 7> Using of waste heat and unit cast of sales ···························································22

<Table 8> Currents status of using waste heat : sungnam resource recovery facility ·······25

<Table 9> Analysis of energy recovery incinerators ·······························································27

<Table 10> Improvement of the power generation efficiency improves ································29

<Table 11> Occurrences and disposal current states of domestic wastes ······························30

<Table 12> Occurrences of annual domestic wastes ·······························································31

<Table 13> Occurrences of cinder generations in resource recovery facility(2013) ··············32

<Table 14> Current calorific values of domestic wastes ·························································33

<Table 15> Occurrences of waste heat generations in resource recovery facility (2013)

···································································································································35

<Table 16> Surveyed resource recovery facility ······································································37

<Table 17> Benefits element technology assessment of A resource recovery facility ············40

<Table 18> Benefits element technology assessment of B resource recovery facility ··········41

<Table 19> Benefits element technology assessment of C resource recovery facility ············42

<Table 20> Benefits element technology assessment of D resource recovery facility ············42

<Table 21> Benefits element technology assessment of E resource recovery facility ············43

<Table 22> Benefits element technology assessment of F resource recovery facility ············44

<Table 23> Benefits element technology assessment of G resource recovery facility ············46

<Table 24> Element technology factor results of the H resource recovery facility (2014)

·································································································································46

<Table 25> Element technology factor results of the I resource recovery facility (2011)

·································································································································47

<Table 26> Element technology factor results of the J resource recovery facility (2014)

·································································································································47

목 차❚

ⅴ

<Table 27> Element technology factor results of the K resource recovery facility (2014)

·································································································································48

<Table 28> Energy recovery efficiency result of the element technology ····························50

<Table 29> Generating efficiency according to change of NCV and economizer outlet temperature

··································································································································52

<Table 30> Generating efficiency according to change of NCV and excess air ratio

·································································································································55

<Table 31> Generating efficiency according to change of NCV and low temperature catalyst

·································································································································58

<Table 32> Generating efficiency according to change of NCV and temperature ················60

<Table 33> Generating efficiency according to change of NCV and outlet temperature ·····62

<Table 34> Generating efficiency according to change of plume prevention system stop ···64

<Table 35> Property data of entropy and enthalpy ································································73

<Table 36> Comprehensive results of the power generation efficiency improvement from

waste-to-energy high efficiency ····································································75

Abstract❚

ⅵ

Abstract

WtE of MSW plays a crucial role in renewable energy production in Korea. Municipal

solid waste (MSW) is an important energy resource for combined heat and power (CHP)

production. This study investigated an increasing method to the power generation

efficiency by MSW to energy (WtE) plants in South Korea and discussed the issues

related to energy efficiency improvement. In some cases, however, achieving a high

energy efficiency of WtE is not practical due to various technical and non-technical

reasons. The design and operation of a WtE plant is determined primarily by the amount

of MSW to be treated, not by energy demand.

Therefore, utilization of the heat produced from a WtE plant needs to be considered

from the planning stage of a new installation. Waste management with a low

environmental impact is an essential element of modern society. The priority of

waste management is expressed as the well-known hierarchy of prevention, reuse,

recycling, recovery and disposal. Waste to energy (WtE) is the recovery of the

energy content, preferably for non-recyclable wastes. This is usually achieved by

combustion of the waste to release its chemical energy and then transferring this

energy to water/steam in a boiler to produce heat and/or power. Compared to

commercial fuels, municipal solid wastes (MSW) are low quality fuels due to their

low energy content, their large variations in fuel properties and the high content of

chlorine and heavy metals.

In particular, small-scale plants in rural areas often do not have a sufficient enough need

for heat, therefore in these instances installing heat recovery facilities significantly

increases the capital and operation costs. All countries in Europe are working hard to

reduce their reliance on fossil fuels in their power and district heating production.

However, for many years to come a large share of the energy supply will continue to be

based on fossil fuels. Therefore, waste-to-energy(WtE) facilities will also in the future

make an important contribution to reaching the climate goals, and high energy efficiency

will remain mandatory for all waste treatment facilities in order to maximize utilization

Abstract❚

ⅶ

of the Korean energy resources and limit the climate impact of energy production. A

new generation of WtE facilities replacing existing capacity is being established in several

places in Korea.

The majority of these new facilities feature a very high efficiency with respect to both

energy recovery and environmental performance. But they not only recover energy from

waste, they also have the potential to facilitate a high material recovery. With their high

energy efficiency they contribute even more to the reduction of greenhouse gases than

earlier generations of WtE facilities. It is important to have this in mind in the strategic

planning of both waste handling and energy production. Improving power generation

efficiency is required for new power plants producing steam at pressures higher than the

current level of 20-30 bar.

Ⅰ. 서 론❚

1

Ⅰ. 서 론

폐기물 에너지화 기술이란 폐기물을 에너지 공급에 사용할 수 있는 다양

한 연료로 전환시키는 기술을 의미한다. 폐기물에는 도시고형폐기물, 건설폐

기물, 사일리지(silage), 가축 분뇨 등과 같은 농업폐기물, 산업폐기물, 그리고

매립지에서 발생되는 가스 등이 있다. 이러한 폐기물을 이용하여 다양한 처리

과정을 통해 고형연료, 바이오가스나 합성가스로의 전환, 소각을 통한 스팀

및 열 등과 같이 우리가 사용할 수 있는 형태의 에너지를 얻을 수 있다1.

폐자원 에너지화 기술에는 가연성 폐기물, 고함수율 유기성 폐기물, 매립

가스, 산업 폐가스를 열화학적 및 생물학적인 방법으로 열 또는 전력 등 에너

지화 하는 기술 등이 있으며, 폐기물기반 화학원료생산(정유화, bio-refinery)

기술은 폐기물을 생물학적 혹은 화학적 공정을 이용하여 화학원료 및 소재와

수송용 연료로 전환하는 기술 등도 포함된다2.

또한 3R(Reduce, Reuse, Recycle)이후 매립·소각·해양 배출되는 가연성

폐기물 및 유기성 폐기물과 매립가스, 산업폐가스 등을 열화학적 또는 생물학

적 방법으로 열, 전력, 수송연료 등으로 에너지화 할 수 있다. 이러한 기술로

는 가연성 폐기물을 열화학적 및 생물학적인 방법으로 열, 전력 등의 에너지

로 전환하는 기술, 유기성 폐기물의 생물화학적 전환이나 폐플라스틱과 같은

폐화학제품의 화학전환 등에 의한 화학원료 및 수송연료 등의 에너지로 전환

하는 기술이 포함 된다1.

정부는 3R 이후 발생되는 폐기물의 매립·소각 등의 처리에 따른 환경부하

및 환경영향이 심각해짐에 따라 이를 지양하고, 폐기물 유래의 자원으로부터

에너지를 회수하여 순환이용을 촉진하기 위한 대책을 환경부 등 7개 범부처 계

획으로“폐자원 및 바이오매스 에너지 대책(2008.10) 및 실행계획(2009.7)”을

수립 수립하여 추진하고 있다. 실행계획(2009.7)에서는 폐자원 및 바이오매스를

이용하여 국가 신·재생에너지 보급률 2013년 3.17 %, 2020년 4.16 % 달성을 목

표로 하였으며2, 이 중 폐자원 에너지화를 통해 2013년 2.5 %(80 %), 2020년 2.9

%(70 %)를 실현해야 하는 상황이다.

Ⅰ. 서 론❚

2

2009년 환경부 등 7개 부처·청에서 수립한 “폐자원 및 바이오매스 에너

지화 대책”에 따르면 정부는 2020년까지 가용 가연성 폐기물의 90 %, 가용

유기성 폐기물의 36 %를 에너지화 하는 목표를 세우고 추진하고 있다2,3.

또한 2015년 수립된 폐자원에너지화 활성화 대책(안)에서는‘20년까지 폐

기물 발생량 대비 매립률을 3.0 %로 줄이고 재활용 가능 폐기물의 매립 제로

화 달성 및 폐자원 에너지화를 통해 소각, 매립 등 단순 처리 시 발생하는 온

실가스 배출량 13.8백만톤 중 12.3 %인 1.7백만톤 감축을 목표로 하고 있다.

우리나라는 2012년 기준으로 폐기물 발생량의 약 6.0 %를 소각으로 처리

하고 있다. 생활폐기물은 25.0 %, 사업장배출시설 폐기물은 6.5 %, 건설폐기

물은 0.5 %로 생활폐기물의 소각 비율이 가장 높다4. 2012년 기준 운영되고

있는 생활 및 사업 장폐기물 소각시설은 총 552개소(시설용량 32,130 톤/일)이

며, 환경 및 에너지 수급 측면에서 WTE 기술이 점점 중요해지고 있지만 한

국산업 환경기술원 자료1에 따르면 관련 기술수준 측면에서 최고기술 보유국

대비 66~72 %, 기술격차는 6~7년 정도가 존재하여 향후 국내뿐만 아니라 관

련 기업들이 세계시장에서 경쟁하기 위해서는 정부의 전략적인 지원 하에 지

속적인 연구개발 투자가 필요한 것으로 판단된다6.

유럽연합은 2011년 기준 도시폐기물 소각을 통해 8.2 Mtoe(=석유 환산 백

만 톤 단위)의 에너지를 생산하였으며 전년도에 비해 2.6 % 증가하였다. 도시

폐기물의 재순환을 통한 에너지 회수는 화석연료 수요를 감소시킬 뿐만 아니

라 폐기물 매립물량과 환경오염을 감소시킬 수 있어 EU는 정책적 지원을 통

해 크게 장려하고 있다. EU는 도시폐기물로부터의 에너지 회수방법으로 소각

처리를 통한 열에너지 생산과 생분해성 폐기물의 발효 처리를 통한 바이오가

스 생산을 구분하고 있다.

폐기물 부문에서 온실가스 감축을 위한 방안은 폐기물발생억제(Prevention

/Reduce), 재이용(Reuse), 재활용(Recycle) 등 3R을 통해 폐기물 소각량을 억

제하는 것이며, 3R이 바람직한 방안이지만 발생억제와 자원순환에는 한계가

있기에 반드시 소각, 매립 등 폐기물 처리 단계가 필요하다. 기후변화가 세계

적인 이슈로 대두된 현실에 우리나라 역시 이러한 세계적인 추세에 예외일

수 없음으로 폐기물 처리부문에서 온실가스 감축을 위해 단순소각에서 에너

Ⅰ. 서 론❚

3

지 회수로 전환하고 회수효율 향상을 위한 제도적 보완과 관련 기술의 확립

이 요구된다.

폐기물 에너지화는 지속적으로 발생량이 증가하는 폐기물의 효과적인 처

리와 화석연료 대체에 의한 온실가스 감축은 물론 정부의 신재생에너지 보급

계획에 크게 기여할 수 있는 산업이다7.

유럽연합(EU)의 경우 에너지 회수효율(R1)을 도입하여 결과에 따라 회수와

처분시설로 구분하도록 규정하고 있으며, 일본에서는 폐기물 처리시설 도입

시 국고보조금 지원과 에너지 회수효율을 연계하여 규모별 일정수준의 효율

을 만족하는 경우에 한해 예산을 추가로 지원하는 시책 등을 통하여 고효율

화를 유도하고 있는 반면 우리나라는 생활폐기물 소각시설 운영에 따른 여열

을 발전 및 난방 등 에너지원으로 충분히 활용할 수 있음에도 이용방법의 부

재, 회수시설 운영, 회수시설의 노후화 등으로 상당수의 여열이 버려지고 있

는 실정이다6,7.

따라서 본 연구에서는 소각 시 발생되는 오염물질저감 대책 중심에서 고

효율 에너지 회수를 위한 요소기술 별 발전효율 향상효과 분석 등을 통하여

기후변화 대응 및 국가 에너지원 확보에 기여하고자한다.

Ⅱ. 연구내용 및 방법❚

4

Ⅱ. 연구내용 및 방법

1. 폐자원 에너지화 기술개발 동향

도시폐기물로부터 에너지 회수는 화석연료 수요를 감소시킬 뿐만 아니라

폐기물 매립량과 환경오염을 감소시킬 수 있다. 더욱이 도시폐기물 중 바이오

매스로부터 생성되는 에너지는 재생에너지로 간주되므로 EU는 정책적 지원을

통해 장려하고 있다. EU가입국은 폐기물 소각을 처분(Disposal) 관점에서 운영

하였으나 1990년대 이후에 건설된 소각시설에서는 에너지 회수가 가능하게

되었다. EU는 2020년 온실가스 배출량을 1990년 대비 20 % 감축하기 위한

방안으로 전체 에너지 생산량 중 재생가능에너지 비율을 20 %까지 끌어올리

는 것을 목표로 하고 있다. 이를 명시한 것이 재생가능에너지 촉진 지령

(2009/28/EC)이다. 재생가능에너지 촉진 지령은 목표 달성을 위해 EU 가입국

에 국가재생가능에너지 행동계획(National Renewable Energy Action Plan,

NREAP)을 작성하여 유럽위원회에 제출하도록 의무화하고 있다8.

EU는 2008년 WFD(Waste Framework Directive, Directive 2008/98/EC)에

의해 폐기물소각시설의 에너지회수 효율(R1)이 0.6(신규는 0.65) 이상이면 회

수(Recovery)시설로, 에너지회수 효율이 0.6이하이면 처분(Disposal)시설로 구

분하고 있는데 이는 도시폐기물의 에너지회수효율을 증진하기 위함이다. 에너

지 회수효율에 대한 조사는 CEWEP(Confederation of European Waste-to-Ene

rgy Plants)가 수행하고 있으며, 최근 발표한 Energy Report Ⅲ(대상: 314개의

WtE시설, 2007-2010)는 2008년 WFD에 의한 에너지회수효율(R1)을 분석한 결

과 206개 시설이 회수기준을 만족시켰으며, 180개 시설이 회수기준 이하 였

다. R1>0.6을 만족하는 시설은 총 314시설 중 65.6 %인 206시설로 나타났다.

한편, 운영형태로는 열병합발전(CHP)이 184시설로 가장 많으며, 이 중 77.2 %

인 142시설이 R1을 만족하는 것으로 나타났다. 전력만 생산하는 시설은 37.3

%(31시설)로 나타났다. 전력<열<CHP의 순서로 에너지회수효율이 높은 시설임

을 확인할 수 있었다. 국내에서도 신규 설치나 개선할 때 고려해야할 사항이

다.


5

한편 EU의 2011년 재생 가능한 도시폐기물의 에너지 회수현황은 8.25 Mtoe(1차 에너지 기준)이며, 재생에너지 전력 생산량은 18,209 GWh(=106kWh

단위)이며, 독일이 26 %로 가장 많은 생산량을 보였다. EU 전체로는 전력생

산 운영형태가 CHP와 전력만 생산하는 비율이 50:50정도로 나타났다. 열 생

산량(2,041.9 ktoe)은 74 %가 CHP에 의해 생산되고 있다.

일본은 대지진의 영향으로 전력공급이 부족하고 원전의 안전성 우려로 에너

지 전략의 수정이 불가피한 상황이다. 일본 환경성은 발전효율 10 % 이상의

폐기물에너지 회수시설을 이용하여 온실가스를 감축하는 것이 중요하다는 인

식을 하고 있다. 또한 순환사회 형성 추진교부금 제도를 통해 2012년까지 폐

기물 소각시설의 발전용량을 약 2,500 MW로 증가시키는 것을 목표로 정하였

다. 이를 위해 2009년부터 고효율의 폐기물 발전시설에 대해서 적극적인 지원

을 하고 있다. 연도에 따른 폐기물 발전기술과 효율은 1980년대 약 6 %, 1990

년대 9 %, 2000년대 15 %로 상승하였으며 2009년에 공포된 환경성의 고효율

폐기물 발전시설 정비 매뉴얼의 향상효과를 고려하면 20 %를 넘을 것으로 판

단된다. 발전효율 향상 대책효과가 큰 고온고압보일러를 사용하기 위해서는

폐기물 소각가스에 대응하기 위한 과열기(Superheater, SH)에 사용하는 고내

식성 재료 개발이 필요하다.

도시폐기물의 에너지화는 지자체 단위로 폐기물 소각을 연속적으로 수행

하고 있으므로 에너지를 생산하는 경우 전력의 안정적공급과 분산형 전원으

로 사용할 수 있는 장점이 있다. 기후나 경제상황에 좌우되지 않고 각각의 지

역에 의존하므로 지역에너지원으로서 역할이 기대된다. 특히, 2020년 미처리

폐기물 매립제로화 등과 같은 폐기물 관리정책 변화에 대응하고 재생에너지

로서의 역할을 담당하기 위해서는 단순히 처분의 개념을 벗어나 에너지 회수

효율을 증진하기 위한 정책과 기술 개발이 필요할 전망이다. 향후 ① 소각으

로부터 생성되는 에너지에 대한 인센티브제도 도입이 필요하다. ② EU와 같

이 에너지 회수 효율(R1) 가이드라인을 설정하여 처분과 회수를 구분할 필요

가 있다. ③ 에너지회수 효율 증진을 위한 정비 지침(매뉴얼)을 작성할 필요

가 있다. ④ 소각시설의 운영결과를 보다 상세히 작성하여 공개함으로서 효율

증진을 유도할 필요가 있다.


6

2. 국내 ․ 외 폐기물 에너지 정책

가. 국내

현재 소각여열의 에너지화와 관련된 국내규정으로는 폐기물관리법 시행규

칙 제2조의2 에서「에너지회수규정」을 제시하고 있으며,「자원의 절약과 재

활용 촉진에 관한 법률」제2조에서 폐기물을 통하여 회수할 수 있는 에너지

및 폐열을 재활용 가능 자원으로 규정하고 있다. 또한, 지식경제부고시(제

2007-52호)「신·재생에너지설비의 지원·설치·관리에 관한 기준」에서는 폐

기물의 연소에 의해 발생한 열을 회수하는 시설의 설치조건을 제시하고 있다.

에너지회수규정은 폐기물로부터 열에너지를 회수하는 활동을 재활용의 범

주로 인정하고 에너지회수시설 운영의 안정성 및 회수효율의 지속유지와 동

시에 폐기물의 부적정 처리 방지를 목적으로 마련한 것으로서 에너지회수기

준은 다른 물질과 혼합하지 아니하고 당해 폐기물의 저위발열량이 3000

Kcal/kg 이상일 것과 에너지의 회수효율(회수에너지 총량을 투입에너지 총량

으로 나눈 비율을 말한다)이 75 % 이상일 것이며, 폐기물에너지 회수설비 설

치기준은 <Table 1>과 같다.


7

폐기물관리법 시행규칙(에너지회수기준)

폐기물관리법 시행규칙 [환경부령 제406호, 2011. 3.31, 일부개정]

제3조(에너지 회수기준) ① 「폐기물관리법」(이하 "법"이라 한다) 제2조제7호에 따른

에너지의 회수기준은 다음 각 호와 같다.

1. 다른 물질과 혼합하지 아니하고 해당 폐기물의 저위발열량이 킬로그램당 3천 킬로

칼로리 이상일 것

2. 에너지의 회수효율(회수에너지 총량을 투입에너지 총량으로 나눈 비율을 말한다)이

75퍼센트 이상일 것

3. 회수열을 모두 열원(熱源)으로 스스로 이용하거나 다른 사람에게 공급할 것

4. 환경부장관이 정하여 고시하는 경우에는 폐기물의 30퍼센트 이상을 원료나 재료로

재활용하고 그 나머지 중에서 에너지의 회수에 이용할 것

자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률

자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 [법률 제10389호, 2010. 7.23, 타법개정]

제2조(정의) 이 법에서 사용하는 용어의 뜻은 다음과 같다. <개정 2010.7.23>

1. "자원순환"이란 환경정책상의 목적을 달성하기 위하여 필요한 범위 안에서 기물의

발생을 억제하고 발생된 폐기물을 적정하게 재활용 또는 처리(「폐기물관리법」

제2조 제6호에 따른 최종 처분를 말한다. 이하 같다)하는 등 자원의 순환과정을

환경친화적으로 이용·관리하는 것을 말한다.

2. "재활용가능자원"이란 사용되었거나 사용되지 아니하고 버려진 후 수거(收去)된 물

건과 부산물(副産物) 중 재사용·재생이용할 수 있는 것[회수할 수 있는 에너지

와 폐열(廢熱)을 포함하되, 방사성물질과 방사성물질로 오염된 물질은 제외한다]

을 말한다.

3.~6 <중략>

7. "재생이용"이란 재활용가능자원의 전부 또는 일부를 원료물질(原料物質)로 다시 사

용하거나 다시 사용할 수 있도록 하는 것을 말한다.

8. "에너지회수"란 재활용가능자원으로부터 「폐기물관리법」 제2조제7호나목에 따른

기준(이하 "에너지회수기준"이라 한다)에 따라 에너지를 회수(回收)하거나 에너지

를회수할 수 있는 물질로 전환시키는 것을 말한다.


8

<Table 1> Waste energy recovery equipment installation standards

항 목 내 용

설치조건

① 폐기물의 연소에 의해 발생한 열을 회수하여 이용할 수 있는 곳에 설치하여야 한다.

② 폐기물 에너지회수시설은 자체중량, 적재하중 및 기타 하중에 견딜 수 있어야 하고 폐기물 처

리과정에서 발 하는 열 · 습기 · 배기가스 · 배출수 및 충격 등에 견딜 수 있는 재질을

사용하여야 한다.

③ 폐기물이 흩날리거나 흘러나오는 것을 방지하는 데 필요한 설비를 설치하여야 한다.

④ 폐기물 처리과정에서 발생되는 대기오염물질 · 수질오염물질 등을 처리할 수 있는 시설을 갖

추어야 한다.

⑤ 굴뚝을 설치하는 경우 통풍력과 배기가스의 대기확산을 고려한 높이와 구조이어야 한다.

⑥ 폐기물 관리법, 대기환경보전법, 자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 등의 법률과 관련고시

에 적합하게 설치하여야 한다.

⑦ 설치확인 신청전에 관련 법률 등에서 정한 필요한 검사 및 시험을 완료하여야 한다.

투입설비

① 폐기물을 보관할 수 있는 저장설비 및 소각용량 이상을 투입할 수 있는 설비를 갖추어야 한

다.

② 폐기물 투입구 및 청소구는 고온에 견딜 수 있는 재질로 만들어야 하며 외부 공기의 유입이나

연소가스의 누출을 방지할 수 있는 구조이어야 한다.

연소설비

① 적정한 소각기능 및 용량을 가져야 하고 시간당 소각능력은 설계기준 이상이어야 한다.

② 연소실의 예열 및 온도를 조절할 수 있도록 충분한 보조버너 등 충분한 용량의 보조연소 장치를 설

치하여야 한다.

③ 연소실의 공기공급량을 조절할 수 있는 장치를 설치하여야 한다.

④ 통풍설비설치 등으로 연소실의 압력이 일정하게 유지되고, 연소가스 또는 화염의 역류현상이

발생하지 않도록 설치하여야 한다.

⑤ 연소실내의 온도와 압력을 계측할 수 있는 기기를 설치하여야 하며 폭발에 대비할 수 있는 안

전장치를 설치하여야 한다.

⑥ 연소실 내부의 연소상태를 볼 수 있는 구조이어야 하며, 소각재의 제거 시 재의 흩날림을 방

지할 수 있는 구조이어야 한다.

폐열회수

및

공급설비

① 안전밸브, 조수위 차단장치, 전기적 안전장치 등의 안전장치를 설치하여야 한다.

② 온도, 압력, 유량 등의 관련 계측기기 및 조절기를 설치하여야 한다.

기 타

제 1 장 명판

- 모든 기기는 용량, 제작자 및 그 외 기기별로 나타내어야할 사항이 명시된 명판을 부착하여야

한다.

- 신 · 재생에너지설비 명판 설치기준의 명판을 제작하여 소각로 전면에 부착하여야 한다.

제 2 장 가동상태

- 설비제어장치는 자동 및 수동운전이 가능하여야 한다.

제 3 장 모니터링 설비

- 모니터링시스템 기술기준에 적합하게 설치하여야 한다.

제 4 장 운전교육

- 전문기업은 설비 소유주에게 소비자 주의사항 및 운전메뉴얼을 제공하여야 하며 운전교육을 실

시하여야 한다.

자료 : 「신ㆍ재생에너지설비의 지원ㆍ설치ㆍ관리에 관한 기준」,

지식경제부고시(제2008-232호), [별표 2]


9

나. 국외

1970년대 두 차례 석유 파동을 겪으면서 유럽, 미국, 일본 등 선진국들은

신·재생에너지 기술개발 및 보급을 위한 정책 수립에 관심을 갖기 시작하였

으며, 당시에는 화석에너지의 수입의존도를 줄임으로써 에너지 자급율을 향상

시키는 목적이 강했으나 현재는 화석에너지 고갈의 위험성 및 기후변화 협약

등의 환경 규제의 강화로 인해 자국의 지속가능한 발전을 위한 정책수립이

세워지고 있는 추세이며, 폐기물에너지 이용 활성화를 통한 대체에너지 확보

를 위하여 열 공급 확대 및 폐기물에너지 이용촉진 등 다양한 정책과 제도를

마련하여 지원하고 있다.

<Table 2> Defined in each country of the burning energy recovery

독일

- 발열량이 최소 2,630kcal/kg 이상 되어야 함

- 에너지효율이 최소 75%이상 되어야 함

- 발생된 열은 에너지 회수자가 사용하거나 제3자에게 공급하여야 함

- 회수 공정중에 발생한 폐기물은 가능하면 별도처리 없이 매립할 수

있어야 함 (단, 재생처리된 물질을 에너지회수에 이용하는 경우는

발열량과 상관없음)

미국

- 소각을 폐기물 최소화로서 간주하지 않음

- 예외적으로 발열량 2,780∼4,440kcal/kg인 폐기물을 연료로 사용하는

경우에는 법적 재활용으로 인정

캐나다 - 폐기물이 3,030kcal/kg 이상의 발열량을 가져야 함

일본- 전력생산을 위한 에너지회수시설을 갖춘 소각을 열적 재활용으로

정의

(1) EU

유럽연합은 유럽을 움직이는 힘을‘에너지’로 규정하고 지속가능한 경쟁

력 있는 에너지 확보라는 목표아래 다양한 정책 및 제도를 추진하는 등 환경

뿐만 아니라 에너지 분야에서도 선구적인 역할을 수행하고 있다. 과거, 유럽

의 폐기물 처리는 단순매립을 통한 처분(Disposal)이었으나 폐기물 처리에 대

한 환경적·경제적 측면이 고려되면서 처리(Treatment)→재활용(Recycle)→재

사용(Reuse)→발생억제(Reduce)로 인식이 전환되고 있다.‘유럽의 폐기물 매


10

립에 관한 지침’의 제․개정을 통하여 유럽국가 들로 하여금 폐기물의 안정적

인 처리와 동시에 열, 전기, 자동차연료 등 에너지 생산이 가능한 소각을 통

한 에너지화를 유도하고 있다. 2007년도 기준 유럽 18개국에서 운전되고 있는

소각시설은 304개이며(처리용량 50,200천톤), 이 중 96 %가 폐기물로부터 에

너지를 회수하고 있다. 소각을 기초로 한 유럽의 에너지 회수량은 8,800 MW

으로 이중 70 %는 지역 열공급, 30 %는 전력발생에 사용되고 있으며, 소각시

설에서 얻어지는 유럽의 연간 에너지 회수량은 스위스의 총 전력량과 비슷한

수준이다.

(2) 독일

독일의 경우 인센티브(Investment Incentive) 형태의 정책지원이 이루어지

면서 신·재생에너지 부문의 발전을 유도하였으며, 신·재생에너지를 이용한

전력기술 개발의 주요정책인 Feed-in Tariff를 이용하여 신·재생에너지로 생

산된 전력에 대해 최저가격을 보장해주고 있다. 그 후 자국 내 총 전력생산

중 신·재생에너지의 비중을 높이고 관련 신기술을 개발하여 시장에 접목시

키고자 'Electricity Feed-in Law'를 도입하였다. 그러나 전력시장이 자유화되

면서 신·재생에너지 촉진에 따른 재정의 불균등 문제가 심화되어 2000년 '

신·재생에너지 지원법'으로 확대 개편되었다. 또한 신·재생에너지 발전에

대한 보조금을 지원하기 위해 각 기술의 발전단가를 기준으로 하는 요금제도

인 Cost-Based Tariffs가 도입되어 신·재생에너지 발전 사업자들에게 일정수

준의 보상을 해주기도 하였다.

(3) 영국

영국의 경우 1990년 비화석연료 의무제도(NFFO ; Non-Fossil Fuel

Obligation)를 기초로 하고 신·재생에너지를 경쟁 입찰시키는 시스템을 도입

하여 신·재생에너지 발전업자와 전력공급업자들의 집단계약을 보장하는 등

의 정책을 전개하였으나 해당지역의 발전소 설치 계획 및 승인이 원활하게

이루어지지 않는 등의 문제점으로 인하여 새로운 정책 마련의 필요성이 더욱

증폭되었다. 이에 따라 NFFO의 한계를 극복하기 위해 전기공급업체가 그들


11

이 공급하는 전력 중 일정비율을 신·재생에너지를 이용하여 생산된 전력으

로 공급해야하는 제도인 신·재생에너지 의무사용 할당제를 2002년에 도입

하여 2027년까지 유지하는 것을 목표로 하고 있다.

(4) 프랑스

1980년대부터 신·재생에너지에 대한 지원정책을 펼친 프랑스의 경우

신·재생에너지에 대한 세제감면 혜택, 각종 지원제도 등의 보급확대 정책을

위해 꾸준한 노력을 기울이고 있다. 2000년 전기법 시행으로 12 MW 이하의

사업에 대한 구매보장과, 차액보전을 적용하여 현재 수력을 제외한 모든 재생

에너지원에 대하여 차액보전제도가 적용되고 있다. 바이오연료의 경우 바이오

디젤은 100 % 면세, 바이오에탄올에는 80 %의 면세 혜택을 부여하고 있으며,

향후 폐기물 연소 및 매립가스에 대한 기준가격 의무 구매제도(Feed-In

Tariff)가 다른 부문으로 확대 될 전망이다.

(5) 네덜란드

네덜란드는 규모와 연료에 관계없이 다양한 기술에 대한 기준가격 의무

구매제도(Feed-In Tariff)를 시행하고 있으며 투자에 대한 보조와 각종 세제를

지원함으로서 신·재생에너지 보급 확대에 힘쓰고 있다. 1989년부터 기준가격

구매제도가 주요 보급제도로 시행되었고 1990년대 후반부터는 기준가격구매

제도의 비중이 감소하고 규제 에너지세금(Regulating Energy Tax) 제도를 확

대 시행하였으며, 2002년에는 녹색전력 인증제를 확대 시행하였으며, 2003년

부터는 기준가격구매 제도와 녹색전력 인증제도를 병행 실시하는 등의 보급

확대 정책을 시행중에 있다.

(6) 미국

미국의 친환경 에너지정책의 근간은 "National Energy Policy(2001)"로서

부시 대통령의 ’07년 연두교서에서 2017년까지 연간 휘발유 소비량의 20 %

감축을 선언함으로서 재생에너지 보급 확대정책을 시사하는 등 에너지 정책

수립에 있어서 환경문제를 필수적으로 고려하고 있다. 또한, 재생에너지 보급


12

률을 2025년까지 25 %로 증가하는 법안을 준비하여, 2006년 기준 516백만 달

러로 2005년 141백만 달러의 4배를 실리콘밸리의 재생에너지 전문기업에 투

자하는 등 재생에너지 시장 활성화를 추진하고 있다. 특히, 재생에너지원 중

폐기물을 환경적·경제적 측면을 동시에 충족할 수 있는 가장 중요한 차세대

에너지원으로 규정하고 기존의 소각공정을 열적처리공정으로 전환하여 폐기

물을 전기, 열 등으로 에너지화 할 수 있는 WTE(Waste to Energy) 시설의 설

치를 추진하고 있다. 현재, 미국은 102개의 소각설비 중 80% 이상에서 전력을

생산하고 있고, 18개 시설에서는 증기만 생산하고 있고 84개 시설에서 증기와

전력을 동시에 생산하고 있으며, 최근에는 대부분 전력형태로 에너지를 회수

하고 있다.

(7) 일본

일반폐기물의 처리를 진척시키기 위한 기본적인 방침, 폐기물 열이용에 관

한 열회수 촉진과 일반폐기물처리 시설 광역화와 발전을 포함한 에너지의 유

효이용이 폐기물의 감량 및 적정한 처리에 관한 시책의 종합적이고 계획적인

추진을 도모하기 위한 기본적인 방침에 명확히 제시되어 있다. 아울러 CO2

저감형 도시 만들기를 촉진하기 위하여 열공급 사업법의 인가를 받은 사업

「열공급 사업형」과 중소규모의「집중 플랜트형」,「건물간 융통형」의 에너

지 유효이용 정책에 대해서 지방자치단체, 에너지 공급 사업자 및 지역개발

관계자등의 협력에 의한 도입 촉진을 진행하였다. 폐기물 열이용에 대해서는

일부 「열공급 사업형」으로 실시되고 있지만, 많은 시설의 열이용을 촉진하

기 위해서 도시에서의 중·소규모의 유효이용 정책에 대해서 방향성을 제시

하였다17.


13

3. 폐기물 소각시설 에너지화 현황

가. 국외현황

세계에서 폐기물에너지의 생산량이 가장 많은 국가는 미국으로 2008년 기

준으로 86개의 WTE(Waste to Energy) 플랜트에서 연간 2천9백만톤의 생활폐

기물을 소각하면서2.3GW의 전기를 생산하고 있고, 이것으로 연간 석탄 960만

톤(석유로는 2천9백만배럴)을 대체하고 있다. 이것은 생활폐기물 1톤 소각로

로 석탄 0.3톤 혹은 석유 1배럴을 대체하는 셈이다. 최근 신규로 건설되고 있

는 폐기물 소각시설은 거의 없는 것으로 조사되고 있으나 계속적으로 매립을

지양하고 소각열의 활용정책을 장려함에 따라 소각열 이용의 보급은 꾸준히

증가할 것으로 판단된다.

미국의 소각로는 하루에 1,000~3,000톤 정도의 폐기물을 소각하는 초대용

량도 수십개가 가동되고 있으며, 일본은 전국에 약 1,300여 개의 폐기물소각

로가 운전되고 있고 하루에 20만톤의 폐기물이 소각 처리되고 있으며, 그 중

에서 약 900여개의 소각로에서 폐열 에너지를 회수하고 있고, 약 1,400 MW

규모의 발전 설비가 설치되어 있는 것으로 나타나고 있다.

유럽에서 MSW 소각에너지를 회수하여 일차에너지로 이용하는 양은 2007

년도에 6.1 Mtoe를 기록한 것으로 추정되며, 이는 전년도에 비해 약 6.3

%(361.9 ktoe)가 증가한 것으로 조사되었으며, 회수된 에너지의 이용 방식은

주로 발전과 열 이용이나, 지역별로 차이가 나타났다.

덴마크의 경우 세계에서 MSW 소각에너지 이용이 가장 활발한 국가로

2007년도 이용량은 740 ktoe 로서 유럽에서 4위이며, 전력 생산량 1,497 GWh

이고 열이용량은 455 ktoe로 인구 1,000명당 이용량은 135.9 toe로서 유럽에서

1위이며, 이 수치는 2위인 네덜란드보다 4배 이상 많은 수치이다. MSW 소각

및 열병합발전에 대한 정부 보조금은 2004년 4월 이전에 열병합발전을 시작

하여 전력망에 연결되어 있는 경우에만 지원하고 있으며, 시장 전력가격에

kWh당 0.9∼1.3 유로센트의 보너스를 덧붙여서 전력을 구매해 주고 있다.

프랑스의 경우 연간 총 소각여열 이용량의 규모면에서는 유럽에서 1위이

며, 2007년도이용량은 1,142 ktoe이고, 인구 1,000명당 이용량은 18 toe로서

유럽 중 5위에 해당하고, 전력 생산량은 1,680 GWh이고 열이용량은 313 ktoe


14

를 나타내고 있다. MSW 소각에너지로 발전한 전력은 4.5∼5 유로센트/kWh의

우대가격으로 구매해주고, 전력 전환효율에 따라 0∼0.3 유로센트/kWh 범위

의 보너스가 추가된다. 유럽에서 가장 많은 130기의 소각로를 운영하고 있으

며, 이는 독일(70기)의 거의 2배에 해당되고, 운영 중인 130기 중에서 소각여

열의 회수가 없는 시설은 18기뿐이다. MSW 소각에너지 회수사업의 90 % 이

상은 폐기물·에너지 분야의 대형 회사들인 Novegie, Veolia, TIRU 등에 의해

주도되고 있고, 나머지는 13개 지방자치단체가 담당하고 있다.

독일의 경우 2007년도 이용량은 1,069 ktoe이며 처음으로 1백만toe를 넘었

고, 유럽에서의 순위는 2위이지만 인구 1,000명당 이용량은 13 toe로서 10위

를 보이고 있다. 소각에너지 이용 방식은 전력생산에 특화되어 있으며, 2007

년도 전력 생산량은 4,250 GWh에 도달하였고, 최근에 소각여열 회수시장이

급성장하였으며, MSW 소각시설의 연간 처리용량은 3,000만톤에 달한다. 이는

독일의 연간 MSW 발생량인 2,400만톤을 초과하는 수치이며, 이러한 결과로

일부 시설들을 단계적으로 폐쇄하거나 이탈리아 등지의 외국에서 폐기물을

수입해야 하는 상황에 처해 있다. 일본의 경우 소각 여열의 주요 이용방법으

로는 폐기물 소각시설을 하수처리장 인접에 설치하여 소각시설에서 발생하는

배가스, 발생증기 또는 발전전력을 하수처리장에 이용하거나 폐기물과 하수오

니 케이크의 혼합소각에 의해 발생하는 폐열을 이용하고 있다.

또한 대형시설을 중심으로 여열을 직접 연소용 공기의 가열목적 이외에

보일러로 부터 나오는 증기를 소내 난방, 급탕, 소내 소요 전력을 포함한 발

전 등에 활용하고 있으며, 최근에는 주변주민 급탕, 노인시설 열공급, 온수풀

등의 복지시설, 지역난방 플랜트 등의 열공급에 사용하는 등 폐열을 수증기로

회수하여 유효 에너지로 이용하는 형태를 주로 갖추고 있다.

일본의 과거 발전부분의 폐열 이용률은 2∼3 % 밖에 되지 않았으나, 이후

소각장치의개량, 기술적 신뢰성 향상, 쓰레기 발열량 증대 및 에너지 절약이

라는 시대적인 요청에 의하여 복수식 터빈을 이용한 열이용 효율을 증대시키

고 있다. 일반폐기물 소각시설은 일본 전국에 약 2,000개이며, 이중 발전 가능

한 전연속식은 약 440개로서 약 130개소에서 소각 여열을 이용하여 발전을

하고 있다.


15

나. 국내현황

2009년부터 2012년까지 국내 폐기물에너지의 보급통계를 살펴보면 연도별

폐기물에너지의 보급경향을 보면 꾸준히 계속 증가하고 있음을 볼 수 있으며,

특히 2012년에 크게 증가하여 연간 약 600만 toe의 총 폐기물에너지가 생산․보급된 것으로 조사되고 있다. 2013년 기준으로 소각열을 회수하여 에너지로

활용하는 국내 소각시설은 생활폐기물과 사업장폐기물 대상의 소각시설을 모

두 포함하여 약 253개소에 이르는 것으로 조사되었다.

이들 소각시설을 통한 국내 소각열 이용 보급현황은 2013년 기준으로 약

1,756천toe에 이르는 것으로 조사되었다. 또한 생활폐기물과 사업장폐기물의

소각열 이용현황은 거의 유사한 것으로 나타났다. 폐기물은 그 처리방법에 따

라 에너지화 기술도 달라진다. 최종 처리방법이 소각일 경우 여열 회수, 매립

일 경우 매립가수 회수로 에너지화 시키고, 그 외에 고형연료화나 바이오가스

화로 에너지화 시키는 방법이 있다. 폐기물 에너지화 기술은 가연성 폐기물

과 유기성 페기물의 2가지로 구분된다12.

가연성 폐기물의 기술로 가연성 폐기물 연료화 기술은 고형연료 생산기술

은 실용단계이나 불안정한 발열량 등 품질이 미흡하며, 수요처가 한정(시멘트

소성로)되어있고 공급단가가 낮아 활성화가 부진하다. 또한 소각시설 여열 회

수 및 이용기술은 소각시설 위치 제한에 따른 수요처와의 접근성 문제로 여

열 회수와 이용이 저조하며, 막대한 소요재원(수송관 설치 등) 대비 낮은 공

급가격이(1/4수준) 시장 진입의 장벽으로 간주된다13. 유기성 폐기물의 기술로

유기성 폐기물 바이오가스화 기술은 현재 수준이 Pilot 플랜트 및 소규모시설

의 설치와 운영 단계로 선진국에 대비하여 초보단계이고, 초기투자 비용의 과

다 및 성공의 불확실성으로 투자를 기피한다.

또한 폐기물 매립가스 자원화 기술은 매립가스 포집 및 정제기술은 선진

국의 65 %정도로 중질가스만 상용화가 가능하고 전기/열에너지 공급이 가능

한 광역화, 집단화 시설의 입지확보가 곤란하다. 생활계 폐기물은 가연성과

불연성으로 나뉘는데, 고형연료화는 그 중 폐플라스틱 고형연료화와 폐지와

폐목재의 고형연료화로 나눌 수 있다. 생활폐기물 RDF와 폐플라스틱 RPF, 폐

목재 WCF는 각각 특성과 품질 기준을 달리한다.


16

4. 신재생에너지 지원제도

가. 발전 차액 지원사업

발전 차액지원사업은 신ㆍ재생에너지시설의 초기설치비용이 높아 발전비

용 대비 판매가격이 낮음으로 인한 경제성 부족을 보전하기 위하여 발전원별

기준가격으로 계통한계가격(SMP)에 일정비용을 추가로 지원해 주는 제도이다.

발전차액지원제도의 정의와 지원근거는 <Table 3>과 같다.

<Table 3> Renewable energy support systems

구분 내용

사업의 정의

- 신ㆍ재생에너지의 초기투자비 과다에 따른 경제성

부족으로 신재생에너지 발전원별 기준가격과 계통

한계가격(SMP)의 차액을 지원하여 신재생에너지

보급 활성화

지원근거

-『신에너지 및 재생에너지 개발ㆍ이용ㆍ보급 촉진

법』 제17조에 의한 신ㆍ재생에너지 발전가격의

고시 및 차액지원

-『신ㆍ재생에너지이용 발전전력의 기준가격 지침』

(지식경제부 고시 제2010-176호, 2010.9.27.)

-『전기사업법』 제49조에 의한 기금의 활용

자료 : 에너지관리공단 신재생 에너지 보급 확산실 (2011.1.14.),

2011년 신재생에너지 지방보급 사업추진안내

환경기초시설에서의 적용 가능한 전원의 종류는 폐기물소각, 바이오가스,

연료전지가 가능할 것으로 판단되며, 유휴부지가 있다면 자연력을 활용하는

태양광, 태양열, 풍력 등이 가능할 것으로 판단된다. 폐기물소각은 SMP+5원의

변동요금을 적용하고 있으므로, 실제 수익은 크지 않을 것으로 판단되며, 앞

에서도 검토한 바와 같이 소각시설의 경우에는 폐열을 활용한 지역난방 공급

이 전력공급보다 공급단가가 높기 때문에, 발전만을 적용하는 것은 에너지효

율성이 낮을 것으로 판단된다. 따라서, 열병합발전을 통해서 발전과 열공급을

함께 병행하는 방안을 검토해야 할 것이다.


17

나. 신ㆍ재생에너지 공급의무화(RPS)제도

신재생에너지 공급의무화 제도(RPS)는 『신에너지 및 재생에너지 개발ㆍ

이용ㆍ보급촉진법』제12조의5 등의 규정에 따른 사업으로, 신ㆍ재생에너지의

이용ㆍ보급을 촉진하고 산업의 활성화를 목적으로 발전사업자에게 총 발전량

의 일정비율을 신ㆍ재생에너지로 공급토록 의무화한 제도이다. 50만kW 이상

의 발전설비를 보유한자, 한국수자원공사, 한국지역난방공사는 공급의무자

(RPA)로써 신재생에너지량을 제외한 발전량의 일정비율을 신재생에너지로 공

급하도록 규정하고 있다.

RPS제도는 2003년 제2차 신ㆍ재생에너지 기본계획에서 도입제안을 시작으

로 하여 2008년 “Green Energy 발전전략”에서 도입을 공표하였으며, 제3차

신ㆍ재생에너지 기본계획에서 RPS제도의 도입이 반영되었다. 공급의무화 제

도의 활성화를 위하여 2006 에너지공급사간의 공급참여 자발적 협약(RPA)을

시작으로 1차 사업을 2006~2008년까지 시행하였으며, 2차 사업으로 2009

년~2011년까지 한국전력공사, 한국수력원자력, 한국지역난방공사, 한국수자원

공사 등 총 15개 기관이 참여하고 있다.

공급의무자는 신ㆍ재생에너지 공급을 위하여 신ㆍ재생에너지 발전사업자

에게 인증서(REC)를 구매하고 있으며, 이때 발전사업자는 인증서 판매금액을

수익으로 하고 기존의 발전차액지원 혜택에서는 제외된다.

RPS제도는 공급의무자의 신재생에너지 활용에 대한 의무공급량을 2012년

2 %에서 2020년에는 10 %로 계획하고 있으나, 사업시행초기에는 태양광발전

별도의무량을 적용하고 있다. 공급의무화 제도와 발전차액지원제도간의 차이

점은 발전차액지원제도는 생산된 전력을 한전에 공급하고 기준가격에 발전차

액을 지원하는 방식으로 발전차액을 보존하여주는 것이며, 공급의무화제도에

서는 기준가격은 한전에서 사업자에 지급하며, 사업자는 공급인증서를 발급받

아 판매함으로써 기존의 발전차액을 인증서거래를 통해서 보존하는 방식으로

두 제도간의 비교를 다음과 같이 제시하였다.

RPS제도에서의 각 에너지원별 공급인증서에 대해서는 가중치를 적용하고

있으며, 태양광에너지 시설은 기존 건축물 활용, 미활용, 용량 등에 따른 가중

치를 다르게 적용하고 있으며, 이외의 신ㆍ재생에너지에 대해서는 각 종류별


18

로 다른 가중치를 적용하고 있다.

신ㆍ재생에너지원별 가중치를 살펴보면 <Table 4>와 같다. RPS제도 적용을

통해서 신재생에너지를 일정비율 충당해야 되는 공급의무자는 공급인증서 구

매를 위해서 에너지관리공단 등을 통해 구매가 가능하므로, 공급의무자가 설

비투자를 적극적으로 시행할 필요는 없을 것으로 판단된다. 현재는 시범사업

을 운영 중이며, 신재생에너지원 확보를 위한 투자를 통해서 태양광 설비를

101.3 MW 보급하였으나, 자체적인 확보보다는 공급인증서 구매를 통한 외부

구매가 많다.

<Table 4> Renewable energy sources weight

구 분공급인증서

가중치

대상에너지 및 기준

설치유형 지목유형 용량기준

태양광

에너지

0.7 건축물 등

기존시설물을

이용하지 않는 경우

5개 지목

(전, 답, 과수원, 목장용지, 임야)

1.0 기타 23개

지목

30kW 초과

1.2 30kW 이하

1.5 건축물 등 기존 시설물을 이용하는 경우

기타

신․재생

에너지

0.25 IGCC, 부생가스

0.5 폐기물, 매립지가스

1.0수력, 육상풍력, 바이오에너지, RDF 전소발전,

폐기물 가스화 발전, 조력(방조제 有)

1.5 목질계 바이오매스 전소발전, 해상풍력(연계거리 5km이하)

2.0 해상풍력(연계거리 5km초과), 조력(방조제 無), 연료전지

다. 온실가스배출감축사업

온실가스 배출 감축사업 등록 및 관리 제도는 국내에서 추진 중인 온실

가스 감축사업을 객관적인 평가 절차에 따라 평가한 후 계획량을 등록하고

사업 유효기간 동안 검ㆍ인증을 거쳐 감축실적을 인증하여 주는 제도이다. 현

시점에서 추진하고 있는 자발적인 온실가스 감축노력을 체계적으로 계량화시

키고 온실가스 감축실적에 대한 명료성과 신뢰성을 갖추기 위하여 도입하였

다. 온실가스 배출감축사업의 등록대상은 감축규모가 500 톤CO2/년 이상으로


19

사업시작 시점이 등록신청일로부터 1년 이내인 사업이며, 에너지이용합리화를

통한 온실가스 감축사업, 신ㆍ재생에너지를 개발하는 사업, 기타 정부가 인정

하는 감축사업을 대상으로 하고 있다18.

감축실적을 정부구매제도를 통해서 국내 온실가스 감축사업을 통해 발생

한 인증실적(KCERs)을 정부가 약 5,000원/톤CO2의 구매가격으로 구매하는 제

도가 있으며, 이를 통해 탄소배출권에 의한 부가적인 수익이 가능하다. 다만,

감축실적의 소유권은 정부로 이전된다. 온실가스 배출감축사업에는 에너지저

감, 연료대체 등을 통한 온실가스 저감사업이 있으며, 폐열을 활용한 방안으

로는 인근 산업체의 스팀공급, 지역난방, 전력생산 등 다양한 사업이 등록되

어 있다19. 소각시설에서의 배출감축사업 사례를 살펴보면, 성남시의 경우 지

역난방에 활용하고 있으며, 명지소각장은 산업체에 스팀을 공급하며, 용인시

는 전력생산을 통해서 온실가스 배출감축사업을 등록하였다.

5. 소각시설의 폐열 이용

가. 폐열 활용 현황

국내 운영중인 생활폐기물 소각시설(171개소) 중 통계보고 된 중․대형 소각

시설 43개소는 소각여열을 회수하여 활용하고 있으나, 중․소형 128개소는 소

각여열을 활용을 하지 않고 있는 실정으로, 소각여열의 이용률 제고 및 활성

화를 위하여 소각여열 회수시설 지원을 추진할 필요가 있다. 소각여열 이용실

태 파악을 위한 전산시스템을 구축하여 DB를 축적하고, 소각여열 회수사업의

국고지원 등의 정책지원 방안을 수립하는 등 소각여열 이용률 제고 및 활성

화를 위한 단계적인 추진과제, 방안 및 일정 등을 포함한 최적의 추진체계를

마련하여야한다.

소각 시 회수하는 폐열은 직접적인 사용을 위해서는 지역난방열원이나 온

수공급 등의 방안이 전력생산보다는 상대적으로 효율이 높은 것으로 검토되

고 있다. 열 공급의 경우에는 주변에 지역난방이 가능한 지역이 밀집되어 있

어야 가능하며, 거리가 멀어질수록 관로 매설과 관리비용의 부담 때문에 경제

적 효과가 낮아진다14. 반면에 전력은 한전에 판매하므로 생산된 전력의 수요

처확보에는 어려움이 없다는 장점이 있다. 생산된 폐열을 활용하는 방안으로


20

전력생산과 열 공급 방안에 대한 전국의 이용현황을 살펴보면, 폐열을 활용한

전력생산은 감소추세를 보이며, 상대적으로 열 공급은 점차 증가추세를 보이

고 있다.

<Table 5> Characteristic of waste heat by the using system

항목 장점 단점

발전

배압식

• 정전시에도 소내동력 공급

• 소각장 계획시 별도 추진 가능

• 터빈 후단의 증기 배출열 이용가능

• 낮은 폐열이용율

(증기보유 열량의 15% 수준에서 사용)

• 복수기 냉각으로 열손실 발생

복수식

• 정전시에도 소내동력 공급

• 소각장 계획시 별도 추진 가능

• 배압식 대비 많은 발전량

• 터빈 후단의 온도 낮아 열이용에

어려움

• 복수기 냉각으로 열손실 발생

지역난방 • 좋은 여열 회수효율

• 지역난방시설이 소각장과 근거리에

위치필요

• 하절기에 지역난방 열부하 감소

• 지역난방 보수시 증기의 별도 처리

필요

발전 + 지역난방

• 소내 전력 공급

• 좋은 폐열 회수효율

• 높은 경제적 수익율

• 지역난방시설이 소각장과 근거리에

위치 필요

자료 : 서울시립대학교(2007), 폐자원 에너지화 non-CO2 온실가스 사업단 사전기획서

나. 폐열이용 방법

폐기물 소각로는 원래 폐기물의 최종 처분기술로 폐기물의 감량 효과가

크고 안전 하게 처리가 가능한 기술로 알려져 있으나 2차적으로 대기오염물

의 배출 및 화재 발생, 다이옥신 배출이 사회문제로 부각되면서 활발하게 보

급되지 못하고 있다. 최근에는 다이옥신을 비롯한 대기 환경오염물을 거의 완

벽하게 제거가 가능하고 폐기물의 전처리 및 연소조건을 크게 개선함으로서

폐기물을 안전하게 처리 할 수 있는 일반적이고 보편적인 기술이 되었다15.

특히 유기성폐기물은 탄소중립이기 때문에 폐기물 소각로부터 에너지를 회수

함으로써 에너지와 폐기물 문제를 동시에 해결할 수 있고 기후변화협약에 대

처하는 기술로 인식되면서 폐기물 소각로는 새로운 전환기를 맞고 있다.

폐기물 소각 열 이용방법으로는 폐열보일러에 의한 온수제조 및 난방, 고

압증기를 이용한 발전, 열병합발전을 통한 집단에너지 공급 등이 있으며, 온


21

수제조 및 난방기술은 오래전부터 일반 보일러에도 적용된 기술이지만 소각

로용 폐열보일러는 소각 시 분진 및 부식성 가스에 대한 부식성이 문제가 되

기 때문에 내식성 재료의 개발 및 사용이 중요하다.

<Table 6> Using of waste heat

에너지원에너지변환방식

이용방법(예)1차 변환 1차 매체 2차 변환 2차 매체

폐기물소각폐열(연소가스)

폐열보일러 증기

증기터빈 전기전력

(장내동력, 장외송전)

증기터빈 동력기기구동

(팬, 펌프 등)

열교환기(증기-물)

온수 농축·난방·급탕열원

열교환기(증기-공기)

공기 연소공기, 건조열원

흡수식냉동기(증기구동식)

냉수 냉방열원

건조열원, 난방열원

열교환기(가스-공기)

공기

열교환기(공기-물)


-연소공기,

건조·난방열원

열교환기(가스-물)


열교환기(가스-대상물) 농축·건조열원

연소가스직접이용 건조열원

폐열을 활용하여 전력을 생산하는 경우와 열을 공급하는 경우의 폐열

1 Gcal당 공급단가를 검토한 결과, 2002년에는 열 공급 단가가 전력판매보다

2.1배 높은 것으로 나타났으나 이후 2010년에는 1.5배 높은 것으로 나타나 전

력공급보다는 열 공급의 수익률이 상대적으로 높은 것으로 검토되었다21.


22

<Table 7> Using of waste heat and unit cast of sales

연도 전력(%) 판매단가(원/Gcal) 열 공급(%) 판매단가

(원/Gcal)

2002 21.1 3611 78.2

2003 23.4 2394 76.3

2004 24.8 4231 75.2

2005 19.5 80.5

2006 20.8 79.2

2007 22.9 75.1

2008 18.1 80.1

2009 17.0 79.9

2010 16.0 84.0※ 폐기물 소각 시 발생한 폐열을 회수하여 전력을 생산하거나,

열 공급(지역난방, 부대시설, 자체사용량 등)하는 경우를 검토함.

다. 소각시설 규모별 여열 이용 방식

(1) 소규모 소각시설 여열 이용 방식

소규모 소각시설에서 적용 가능한 여열 이용형태로 수분사식 가스냉각탑

후단에 온수기를 설치하여 잔여열을 회수하며, 소각동 및 부속건물에 대한 급

탕 및 난방 등에만 여열을 공급하는 형태이며, 배출가스 중에 온수기를 직접

노출시키는 경우 배가스 중 황산화물 등에 의한 저온부식 문제가 발생할 수

있다.

<Figure 1> Currents status of waste heat sales price.


23

(2) 중규모 소각시설 여열 이용 방식

소각동 및 부속건물에 대한 급탕 및 난방 외에도 주민편익시설 등을 설치

하여 여열을 공급하는 방식으로 가스냉각탑과 폐열보일러를 조합한 방식으로

구성되어있으며, 여열이용 부하가 적은 경우에는 가스냉각탑 후단에 폐열보일

러를 설치하는 것이 적합하다. 반면 여열이용 부하가 다소 큰 경우에는 폐열

보일러 후단에 가스냉각탑을 설치하는 것이 적합하다.

(3) 대규모 소각시설 여열 이용 방식

열 공급을 목적으로 하는 경우, 보일러의 증기조건을 10∼20 kg/cm2G로

계획하여 장내 수요처는 물론 장외인접 시설에 증기나 온수를 공급한다. 발전

을 목적으로 하는 경우는 보일러의 증기조건을 10∼20 kg/cm2G, 250∼280 ℃

정도의 고온 고압으로 계획하여 발전량을 극대화 할 수 있도록 하는 방식이

다. 또한 열병합 발전을 목적으로 하는 경우는 보일러에서 발생하는 고온고압

의 증기를 터빈을 이용하여 전기로 전환하고 배출되는 증기는 급탕 및 난방

에 이용하는 방식이다.

<Figure 2> Waste heat by the using system of small scale.


24

라. 국내 소각시설 폐열 회수 사례

(1) 마포자원회수시설

마포자원회수시설은 소각과정에서 발생되는 폐열을 이용하여 증기를 생산

하고, 생산된 증기는 자체열원으로 사용한 후 나머지는 한국지역난방공사에

판매하였으나, 고압의 증기를 지역난방에 사용하기 위해 감압하는 과정에서

많은 양의 에너지가 버려지고 있었다. 이렇게 버려지는 폐열을 활용하기 위해

서 2009년 12월부터 2011년 1월 까지 총 60억의 사업비를 들여 5 MW 열병합

발전기 1대와 열교환기(45,000 Mcal/h) 1대를 설치하였다. 이를 통해 감압과정

에서 버려지던 에너지를 전력으로 회수하고 열병합발전기에서 배출되는 중온

수를 지역난방에 공급함으로써 소각폐열을 전력생산과 지역난방에 효율적으

로 활용하고 있다. 마포에너지회수시설은 발전기 용량부족으로 일부는 증기로

직접 지역난방공사에 보급하고 62 %는 전력생산 후 120 ℃의 온수로 지역난

방공사에 보급하고 있다.

지역난방에서는 자원회수시설에서 공급받은 스팀과 온수를 활용하여 난방

에 활용하고 여름철에는 흡수식냉동기를 활용하여 지역냉방을 하고 있다. 온

수를 활용한 지역냉방을 위해서는 흡수식 냉방기와 냉방용 관로의 설치가 필

요하며 2011년부터는 에너지관리공단에서 지역냉방 활성화를 위하여 냉방기

설치보조금으로 냉방기용량(RT) 당 최대 7만원과 설계지원보조금으로 1RT당

1만원을 지원하고 있다. 기존의 스팀공급에서 전력생산 후 남은 온수를 지역

난방에 공급함으로써 폐열회수율을 높이고 전력생산에 따른 추가적인 수익이

발생되고 있다. 초기투자비용 60억은 전력 판매에 의한 투자수익으로 2년 이

내에 회수될 것으로 전망되고 있으며, 이후 매년 28억원의 순수익이 발생할

것으로 전망하고 있다.

(2) 성남자원회수시설

성남시는 쓰레기 소각 시 발생하는 여열을 활용하여 생산된 증기를 소각

설비에 필요한 여열을 제외하고 증기터빈 발전기를 통해 전기를 생산하고 자

체 사용 후 남는 전기는 한전에 판매해 왔으나 세외수입증가 및 에너지 절약

을 위한‘2004년도 소각여열 활용 증대 타당성조사’용역 실시결과에 따라


25

소각여열을 지역난방공사에 열 공급으로 전환하였다.

타당성조사 600 톤/일의 소각시설에서 판매 가능한 열량은 27.74 Gcal/h(24

2,652 Gcal/년)으로 약 25억원 규모로 분석되었으며, 소각여열을 한국지역난방

공사(도촌동택지개발지구)에 유상 공급 시 소각장 운영에 필요한 전력비를 제

외하고도 연간 약 10억원의 수익효과를 기대하였다. 또한 연간 온실가스 CO2

25,704톤을 저감할 수 있어 정부지원금 연 1억3천만원을 5년간 받게 되었다.

이에 따른 시설공사비는 총 147억원으로 이중 지역난방공사에서 121억원,

성남시에서 26억원을 부담하고 시설전환공사는 지역난방공사에서 담당하였다.

성남시가 부담하는 공사비 26억원은 5년 동안 소각열을 공급하고 매월 분할

상환키로 하였다. 이에 성남시는 2006년 4월 도촌택지개발지구 지역난방 공급

사업자인 한국지역난방공사와 수열단가 및 공사비 분담 등에 대한 계약을 체

결했으며 2006년 11월부터 열공급을 위한 공사에 들어가 2008년부터 소각열

을 지역난방공사에 공급하고 있다.

<Table 8> Currents status of using waste heat : sungnam resource recovery facility

구분소각량

(톤/년)

열생산량 폐열활용

(Gcal/톤) (Gcal/년) 열공급 전력생산 부대시설 자체사용

2002 165,337 2.220 367,103 - 60.6% - 39.4%

2003 158,376 2.364 374,354 - 58.2% - 41.8%

2004 142,799 1.962 280,211 - 62.9% - 37.1%

2005 133,974 2.102 281,612 - 62.4% - 37.6%

2006 142,502 2.014 287,063 - 70.7% - 29.3%

2007 141,936 1.932 274,200 - 77.3% - 22.7%

2008 134,720 2.015 271,448 59.0% 0.4% - 40.5%

2009 126,934 2.513 318,967 64.9% - - 35.1%

2010 134,067 2.579 345,695 65.7% - - 34.3%

자료 : 전국 생활폐기물 자원회수시설 운영협의회(2010),

2002~2010년도 생활폐기물 자원회수시설 운영 현황

(3) 명지자원회수시설(ESCO사업)

명지자원회수시설은 2003년부터 가동된 시설로 2007년 ESCO사업에 의해

서 소각폐열을 회수하여 인근 산업체에 공정용 증기를 공급하는 사업을 진행

하였다. 또한 공정상 유인송풍기에 인버터를 설치하여 전력사용량 절감사업을


26

통해서 온실가스 감축사업도 실행하였다. 시설 초기 운영 시에는 증기터빈발

전기를 활용한 전력생산에는 폐열을 주로 활용하였으며, 터빈소비의 잉여열량

을 공냉식으로 대기 방출하였으나, 2007년부터 1년간의 ESCO 투자사업을 통

해서 폐열공급배관을 설치함으로써 터빈 공급량의 일부를 인근 산업체에 공

급하여 이용효율을 극대화하고 있다. 총 76억원을 투자하여 연간 13.43 억원

을 절감하여 자금회수기간은 5.7년으로 분석되고 있다.

열교환기 설치를 통해서 명지소각시설에서 오는 1차 증기는 증기변환기

(Steam Converter)를 거쳐 배수냉각기(Drain3) Cooler)를 통해 열교환이 되어

명지소각시설의 응축수로 회수되며, 산업체에는 자체급수를 이용하여 증기변

환기를 거쳐 변환기에서 열교환이 된 2차 증기를 산업체공정에 사용하는 공

정이다. 기타효과로 폐열을 활용한 지역난방활용으로 온실가스배출 감축사업

등록으로 연간 CO2 28,897 톤의 온실가스 감축효과를 얻어 부대수익이 발생

하고 있다.

(4) 해운대자원회수시설

해운대자원회수시설에서는 지역난방에 열교환시 버려지는 폐열활용을 위

해서 열 병합 발전기를 설치함으로써 전력과 지역난방 공급사업을 병행하고

있으며, 2006년부터 ESCO사업을 진행함으로써 수익증대와 온실가스 저감효과

인증으로 인한 수익도 함께 창출하고 있다.

6. 에너지 회수율

에너지회수율은 「에너지회수기준의 검사방법 및 절차 등에 관한 규정」에

따르면, 에너지회수의 총량을 투입에너지 총량으로 나눈 비율을 말한다. 투입

에너지는 폐기물, 보조연료, 연소용 공기, 회수용 공기 및 물 등의 보유에너지

를 포함해야하며, 회수에너지는 회수대상인 온풍, 온수, 스팀 등에 해당되는

에너지를 말한다.


27

<Table 9> Analysis of energy recovery incinerators

연도 투입에너지(Gcal/년)a) 회수에너지(Gcal/년)b) 에너지회수효율(%)c)

2002 4,433,466 3,984,746 89.9

2003 4,173,562 4,202,884 100.7

2004 5,156,448 4,374,470 84.8

2005 5,949,204 4,809,687 80.8

2006 6,393,697 5,093,343 79.7

2007 7,556,443 6,236,932 82.5

2008 8,153,572 6,537,163 80.2

2009 8,571,846 6,852,373 79.9

2010 8,935,465 7,203,938 80.6

a) 투입에너지는 폐기물 고유에너지량(=발열량×소각량)과 소각시설 및 방지시설 운영에 사용되는 보조연료

LNG(10,550 ㎉/㎥)나 경유(9,050㎉/ℓ)의 에너지량을 산정하였음.

b) 소각시설에서 소각 시 발생되는 폐열을 회수를 통한 열 생산량을 회수 에너지량으로 봄.

c) 에너지회수효율은 환경부고시(제2009-66호) 『에너지회수기준의 검사방법 및 절차 등에 관한규정』에 따른

산정방법에 따른 회수효율을 나타냄. 단. 총 투입 에너지량은 폐기물과 보조연료의 에너지량만을 포함하고 있음.

에너지 회수율은 소각시설의 운영기간에 따라 차이가 날 수 있으므로 전국

의 소각시설을 가동년도를 기준으로 2000년 이전, 2000~2005년, 2005년 이후

로 나누어서 에너지회수효율을 비교하였다. 소각시설의 가동년도가 오래된 그

룹에서는 에너지회수효율이 낮게 나타난 반면, 가동년도가 2005년 이후인 그

룹에서는 86.9%의 평균 에너지회수효율을 보이고 있다. 폐기물 소각과정에서

발생되는 에너지의 회수는 소각로 후단에 설치되어 있는 폐열보일러에서 생

산되는 고온고압의 스팀 생산량이 큰 변수로 작용하게 된다.


28

<Figure 3> Comparison of energy recovery incinerators(2010).

7. 발전효율 향상을 위한 요소 기술과 향상 효과

폐기물의 연소에 의해 발생하는 배기가스의 보유에너지에서 발전효율을

향상시키기 위해 필요한 요소는 더 많은 열을 증기로 회수하고, 회수 한 증기

를 이용하여 증기 터빈에 공급하는 증기량을 증가시켜, 회수한 증기를 보다

효율적으로 전기로 변환하는 것이다. 발전효율의 향상은 온실 가스 배출 억제

에도 효과적이며, 지구 환경 보전의 관점에서도 의미 있다. <Table 10>은 발

전효율 향상을 위한 기술적 요소 및 대책에 대한 일본 환경성 자료를 나타내

었다.

Ⅲ. 연구결과 및 고찰❚

29

<Figure 4> Improvement of energy efficiency in waste incineration process.

<Table 10> Improvement of the power generation efficiency improves

발전효율 향상에 관한 기술적인 요소

발전효율개선효과

발전효율 비교조건

열 회수능력강화

①저온이코노마이저

1 %보일러출구 배기가스 온도:250 ℃→190 ℃

② 낮은공기비 연소 0.5 % 300 톤/일, 연소공기비 1.8→1.4

증기의

효율적

이용

① 저온촉매탈질 3 % 촉매입구가스온도: 210 ℃→185 ℃

②고효율 건식 배기가스처리

3 % 습식배기가스처리→고효율건식처리

③백연저감 미적용 또는 백연저감 장치 중지

0.4 % 백연방지조건: 5 ℃, 60 % → 조건 없음

④배수폐쇄 시스템

미적용1 % 보일러출구 배기가스온도:250 ℃→190 ℃

증기터빈시스템

효율향상

① 고온고압 보일러 1.5~2.5 % 증기조건:3 MPaG x 300 ℃→4 MPaG x 400 ℃

② 추기복수터빈 0.5 % 탈기기 가열용 증기 열원:증기 → 터빈추기

③ 수냉식 응축기 2.5 % 터빈배기압력:-76 KPaG → -94 KPaG


30

Ⅲ. 연구결과 및 고찰

1. 생활폐기물 처리 및 발생현황

생활폐기물 발생량은 2008년도가 2007년도에 비해 약 1,700 ton이 증가했는데

이는 사업장 생활계폐기물 발생량 증가가 주된 요인이었으며, 2009년도 이후 생

활폐기물은 지속적으로 감소하는 추세이며, 이는 가정 생활폐기물 발생량 감소가

주요인으로 나타났다. 2011년 종량제에 의한 폐기물 배출·수거량은 일일 2만

1,414 ton으로 전체 생활폐기물 총량(48,934 ton/d) 대비 43.8 % 차지하였으며, 재

활용 분리 배출·수거량(2만8,219 ton/d)을 제외한 생활폐기물은 가연성이 81.9 %,

불연성이 18.1 %를 차지하였다. 또한 전체 생활폐기물 중 음식물·채소류는 27.7

%를 차지하였다.

<Table 11> Occurrences and disposal current states of domestic wastes

구분

발생량 처리량

전체 일인당 계 재활용 매립 소각

ton/d ton/d ton/d % ton/d % ton/d % ton/d %

2005 48,398 0.99 48,398 100 27,243 56.3 13,402 27.7 7,753 16.0

2006 48,844 0.99 48,844 100 27,922 57.2 12,601 25.8 8,321 17.0

2007 50,346 1.02 50,346 100 29,116 57.8 11,882 23.6 9,348 18.6

2008 52,072 1.04 52,027 100 31,138 59.8 10,585 20.3 10,349 19.9

2009 50,906 1.02 50,906 100 31,126 61.1 9,471 18.6 10,309 20.3

2010 49,159 0.96 49,159 100 29,753 60.5 8,797 17.9 10,609 21.6

2011 48,934 0.95 48,934 100 28,939 59.1 8,391 17.2 11,604 23.7

※ 음식물류 배출량 별도 조사하여 분리 집계

: 2008년 1만4,026 ton/d, 2009년 1만3,701 ton/d, 2010년 1만3,429 ton/d


31

<Table 12> Occurrences of annual domestic wastes

구분 (ton/d) 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

총계 33,670 22,739 21,937 23,398 21,690 20,940 21,414

가연성

소계 29,213 18,520 18,159 18,493 17,977 17,266 17,548

음식물채소류 12,977 1,910 698 1,116 417 243 273

종이류 5,473 5,166 5,586 5,136 4,915 4,783 4,940

나무류 2,261 2,308 2,425 2,430 2,341 2,205 2,314

기타 8,502 9,136 9,450 9,811 10,304 10,035 10,021

불연성

소계 4,457 4,219 3,778 4,905 3,713 3,674 3,866

연탄재 611 563 - - - - -

유리류 - - 405 390 425 411 430

금속초자 류 705 711 570 439 376 337 330

기타 3,141 2,945 2,803 4,076 2,912 2,926 3,106

※ 생활폐기물 중 재활용을 위해 분리배출 수거한 양 제외(2009년 기준 5만0,906 ton/d 중 2만9,216 ton/d, 2010

년 기준 4만9,159 ton/d중 2만8,219 ton/d 제외)

※ 남은 음식물류 배출량 별도 조사하여 분리 집계 : 2007년 1만3,754 ton/d, 2008년 1만4,026 ton/d, 2009년 1만

3,701 ton/d, 2010년 1만3,429 ton/d, 2011년 1만3,264 ton/d

2. 국내 생활폐기물 소각시설 현황

국내 설치되어 운영 중인 생활폐기물의 소각시설은 2015년 현재 39개소로서

제주·수지 유동상식 소각시설 2개소, 양산·고양 열분해 용융 소각시설 2개소

를 제외한 35개소가 스토카 방식으로 설계 운영되고 있다.

<Table 13>은 2013년도 생활폐기물 자원회수시설의 전체 폐기물 반입량 및

소각재 발생량, 폐수발생량을 나타내었다. 전체 폐기물 반입량은 86,269 ton 으

로 평촌시설이 12,683 ton 으로 반입량이 가장 낮았고, 강남 시설이 266,712

ton 으로 높은 반입량을 나타내었다. 소각시설의 소각재는 평균적으로 16,156

ton 발생하였으며 양산 시설에서 1,557 ton으로 가장 발생량이 낮았고, 강남 소

각시설이 47,105 ton 으로 소각재 발생량이 많았다. 강남 소각시설의 경우 강동,

서초, 송파 등 처리권역이 확대되어 있고 시설규모가 900 ton/day(300

ton/day×3기)으로 생활폐기물 소각시설 중 최대 규모이기 때문에 폐기물 반입

량 및 소각재 발생량이 다른 시설에 비해 현저히 높게 나타났다. 시설에서 발생

한 소각재는 자체매립 또는 위탁매립 하여 처리하고 있다.

전국 생활계폐기물 소각시설의 저장조에서 발생되는 폐수량은 평균 1,036

ton으로 대부분 발생되는 폐수는 전량 소각되어지며 위탁 또는 자체 처리한다.


32

<Table 13> Occurrences of cinder generations in resource recovery facility(2013)

(Unit : ton)

시설명 반입량반입

일수

소각재 발생량 쓰레기 저장조 발생폐수량

계 바닥재 비산재 발생량 소각량 위탁량자체

처리량

평균 86,269 311 16,156 13,893 2,975 1,036 925 2,408 134

최소 12,683 64 1,557 712 333 2 2 2,408 63

최대 266,712 365 47,105 37,266 11,639 4,201 4,201 2,408 206

부천 76,334 323 17,726 15,359 2,367 873 873 　　

춘천 49,425 361 10,596 8,923 1,672 　 311 　 206

수원 170,932 336 21,145 17,264 3,881 4,201 4,201 　　

공항 22,905 363 1,805 711.62 1,094 　　　　

강남 266,712 275 47,105 35,466 11,639 　　　　

고양 74,042 256 4,001 　 4,000 　　　　

과천 22,459 312 3,720 2,865 856 148 148 　　

광명 85,928 312 15,767 13,678 2,089 525 525 　　

구리 48,595 356 7,988 6,395 1,593 　　　　

군포 42,344 308 8,419 4,882 3,536 　　　　

김해 52,182 300 10,664 8,456 2,207 50 50 　　

노원 199,254 296 31,590 27,898 3,691 　　　　

대전 105,325 329 28,529 24,998 3,531 2,408 　 2,408 　

마산 57,498 327 11,371 9,267 2,105 998 998 　　

마포 203,925 286 37,614 31,516 6,098 391 391 　　

명지 102,342 314 17,545 16,094 1,450 548 547 　　

상무 88,467 292 23,485 19,644 3,841 　　　　

성남 135,001 365 17,698 15,788 1,910 　　　　

성서 136,517 274 33,627 29,366 4,261 　　　　

송도 134,053 316 24,348 20,358 3,991 1,514 1,514 　　

수지 22,512 365 2,536 1,246 1,290 21 21 　　

아산 61,234 332 12,360 10,053 2,306 387 387 　　

안산 60,809 285 11,989 9,211 2,778 　　　　

평촌 12,683 64 2,089 1,756 333 　　　　

양산 25,321 289 1,557 　 1,557 　　　　

양천 108,206 283 21,168 16,466 4,701 510 510 　　

용인 65,688 302 10,616 8,017 2,600 　　　　

울산 169,701 311 43,086 37,266 5,820 2,012 2,012 　　

의정부 49,101 356 10,007 6,663 3,344 169 169 　 62

이천 81,877 365 14,428 12,230 2,197 　　　　

익산 63,912 312 14,933 12,053 2,881 753 753 　　

전주 95,599 312 18,641 14,858 3,783 　　　　

제주 47,339 310 8,977 4,272 4,704 2 2 　　

성산 76,648 365 16,301 13,500 2,801 　　　　

천안 63,868 349 13,709 11,751 1,958 28 28 　　

청라 121,385 284 26,102 22,921 3,181 　　　　

청주 69,993 319 13,962 11,498 2,464 4,140 4,140 　　

파주 24,042 312 3,079 2,464 616 　　　　

해운대 70,322 295 9,783 8,880 904 　　　　

출처 : 생활폐기물 자원회수시설 운영현황 (2013)


33

<Table 14>는 소각시설별 발열량 현황으로 생활계폐기물 소각시설의 평균

발열량은 2,779 Kcal/Kg (1,931∼3,609 Kcal/Kg)이고 수원시설이 1,931 Kcal/Kg

으로 가장 낮았으며 양산시설이 3,609 Kcal/Kg으로 가장 높게 설계되어 있다.

소각시설의 발열량 증가는 폐기물 분리수거 정착에 따라 소각시설로 반입

되는 음식물류폐기물의 감소, 비닐/플라스틱류 폐기물의 반입 증가에 기인한

것으로 판단된다. 발열량 설계기준은 평균 1,186 Kcal/Kg(저질기준), 1,743

Kcal/Kg(기본), 2,369 Kcal/Kg(고질기준)으로 나타났다.

<Table 14> Current calorific values of domestic wastes (Kcal/Kg)

시설명 발열량

설계발열량

시설명 발열량

(Kcal/Kg)

설계발열량

저질 기본 고질 저질 기본 고질

부천 2,933 1,000 1,700 2,200 수지 2,207 979 1,649 2,483

수원 1,931 1,100 1,700 2,300 안산 2,980 1,000 1,600 2,400

공항 2,146 1,000 1,800 2,400 평촌 2,958 1,000 1,400 2,200

강남 2,580 1,200 2,000 2,700 양천 2,892 1,000 1,700 2,300

고양 3,100 1,000 1,600 2,200 용인 1,968 1,200 1,900 2,900

과천 2,911 1,200 1,700 2,400 울산 2,383 1,200 1,700 2,300

광명 2,416 1,200 1,700 2,200 의정부 2,794 1,300 1,600 1,900

구리 3,014 950 1,500 2,150 전주 2,898 1,600 2,200 2,800

군포 2,784 1,200 1,900 2,400 천안 2,393 1,300 1,700 2,200

김해 3,326 1,100 1,700 2,400 청라 2,417 1,100 1,700 2,300

노원 2,470 1,200 1,450 1,800 파주 3,316 1,100 1,700 2,600

대전 3,271 1,000 1,700 2,400 해운대 2,977 1,200 1,900 2,500

마포 2,826 1,900 2,200 2,500 성남 2,858 1,000 1,600 2,200

명지 2,969 1,100 1,600 2,500 성서 2,699 1,200 1,500 2,300

상무 2,981 1,000 1,600 2,300 송도 3,308 2,242 2,599 2,841

출처 : 폐기물에너지 이용시설 현황조사 및 고효율 에너지 활용방안 연구, 환경부(2009)

<Table 15>는 전국 생활폐기물 자원회수시설별 소각열 발생 및 이용현황으

로 2013년 기준 39개 소각시설에서 발생되고 있는 소각열은 전체 7,021,895

Gcal로 회수 후 자체적으로 사용하거나 열 또는 전력을 판매하고 있는 것으로


34

나타났다. 폐열보일러를 설치하고 있는 소각시설에서는 지역난방공사 등에 발

생열을 판매하고 있으며 발전시설을 설치한 소각시설에서는 전력을 생산하여

판매하고 있다. 전국 생활폐기물 소각시설에서 생산된 열은 대부분이 열공급

및 전력을 생산하여 판매하고 있으며 편익/부대시설 공급량은 172,540 Gcal로

나타났으며, 자체 사용량은 2,127,064 Gcal로 전체 열 생산량의 약 30 %로 나타

났다.

강남시설이 535,690 Gcal로 가장 많은 열을 생산하였는데 전체 열 생산량 중

89.7 %는 열을 판매하였으며 9.40 %는 소각시설 내에서 자체 사용하였다. 평촌

시설은 14,040 Gcal로 전체 소각시설 평균값보다 낮은 열 생산량을 보였으며,

전체 열 생산량 중 71.1 %는 외부에 판매되었고 전력으로 1,301 MWh를 생산하

여 1512 Gcal 사용하였다.


35

<Table 15> Occurrences of waste heat generations in resource recovery facility (2013)

시설명 열생산량

(Gcal)

이용현황 편익/부대

시설

(수영장)

(Gcal)

자체

사용양

(Gcal)

열공급양

(Gcal)

전력생산

사용량

(Gcal)

생산

(MWH)

이용

(MWH)

평균 180,049 101,481 48,590 1,163,870 618,281 12,324 55,975

최소 14,040 2 1,512 362 385 1,687 2,544

최대 535,690 480,480 193,593 22,441,500 10,454,292 41,247 185,171

부천 166,598 122,047 　　　　 44,551

춘천 90,115 　 90,115 10,658 6,548 　　

수원 340,833 252,442 　　　 1,687 86,704

공항 42,598 4,987 　　　　 37,611

강남 535,690 480,480 　　　 4,852 50,358

고양 178,770 121,571 14,422 16,769 14,632 2,345 40,431

과천 49,868 31,349 　　　　 18,519

광명 152,976 137,296 　　　　 15,680

구리 95,943 7,486 54,455 　　 5,933 28,069

군포 111,249 69,784 　　　　 41,465

김해 125,370 63,926 7,761 9,033 7,069 　 53,683

노원 348,345 261,439 　　　 2,053 84,853

대전 207,292 163,791 　　　　 43,498

마산 130,999 　 98,293 12,486 5,823 　 32,706

마포 455,298 314,940 34,158 35,431 22,865 　 106,200

명지 263,073 146,328 1,942 1,785,600 1,770,483 10,471 104,332

상무 166,232 24,899 105,932 11,337 7,902 　 35,401

성남 345,195 193,277 　　　　 151,918

성서 246,186 125,888 61,565 5,552 4,986 　 58,733

송도 309,920 124,749 　　　　 185,171

수지 32,666 29,396 　　　　 3,270

아산 148,937 48,547 　　　 21,436 78,954

안산 160,563 61,502 　　　　 99,061

평촌 14,040 9,983 1,512 1,301 526 　 2,544

양산 62,246 43,367 　　　　 18,879

양천 211,737 157,875 11,177 12,996 8,565 　 42,685

용인 164,527 　 100,718 10,347 8,260 15,565 48,244

울산 121,785 74,267 3,171 362 　　 44,347

의정부 115,519 54,260 5,713 6,643 5,785 2,616 52,930

이천 182,367 19,133 25,251 29,361 11,830 36,155 101,828

익산 165,401 32,206 94,033 15,953 8,725 4,621 34,541

전주 256,501 1,277 193,593 22,441,500 10,454,292 9,746 51,885

제주 96,051 2 61,438 6,714 6,714 　 34,612

성산 178,297 87,655 4,533 385 385 　 86,109

천안 133,396 117,726 　　　　 15,670

청라 266,146 72,069 76,801 6,481 6,117 41,247 76,029

청주 165,851 97,170 13,398 15,579 7,563 　 55,283

파주 66,941 30,503 　　　 13,813 22,625

　 37,684 6,548 6,776 8,996 69,693 116,373 해운대

출처 : 생활폐기물 자원회수시설 운영현황 (2013)


36

3. 에너지 회수능력 평가를 위한 대상시설 선정

소각시설의 용량과 개소가 늘어나면서, 전국의 폐기물 소각시설에 대한 투

입 에너지량은 증가하고 있으며, 이에 따라 회수 에너지량도 함께 증가하는 추

세를 보이고 있다. 에너지 회수능력 평가를 위한 본 연구에서의 대상시설은 전

국 생활계폐기물 소각시설로 시설용량 100∼200 ton/d (12개 시설), 200∼300

ton/d (16개 시설), 300 ton/d 이상 (6개 시설)으로 구분하여 34개 자원회수시설

을 선정하였다.

실측자료 확보를 위해 선정된 소각시설은 방지시설 구성 및 발전효율 향상

을 위한 요소기술별로 분리하였다. 현장조사를 바탕으로 최초 시설 설치 후 에

너지 고효율화를 위한 요소기술 적용 시설을 대상으로 요소기술 도입 전후 실

측 자료를 확보하기 위하여 체크리스트를 구성하였다. 체크리스트를 통한 현장

실측 결과는 투입에너지를 폐기물이 가진 고유 에너지량과 보조연료(LNG, 경

유)의 에너지량으로 구분하고, 회수에너지는 폐열 회수를 통한 열 생산량을 기

준으로 전국 소각시설의 에너지회수 효율을 검토하였다. <Table 16> 및 <Figure

5> 에 조사 대상시설 현황과 제출된 체크리스트 예시를 나타내었다.


37

<Table 16> Surveyed resource recovery facility

No 시설시설용량

가동 일자톤/일 기

1 고양환경에너지시설 150 2 2010. 04. 01

2 광명시 자원회수시설 150 2 1999. 02. 01

3 구리시 자원회수시설 100 2 2001. 10. 12

4 파주시 환경관리센터 100 2 2002. 07. 08

5 부산환경공단 명지사업소 170 2 2003. 10. 16

6 해운대 자원에너지센터 170 1 1996. 09. 01

7 제주북부광역환경관리센터 100 2 2003. 04. 03

8 상무소각장 160 2 2001. 12. 10

9 성서소각장 160 2 1998. 09. 26

10 양산자원회수시설 100 2 2008. 03. 01

11 익산시 신재생자원센터 100 2 2009. 09. 30

12 의정부시 자원회수시설 100 2 2001. 11. 09

13 동부권광역자원회수시설 (이천) 150 2 2008. 08. 05

14 송도자원환경센터 210 2 2006. 06. 27

15 인천환경공단 청라사업소 210 2 2002. 02. 04

16 안산시 자원회수시설 200 1 2001. 04. 06

17 아산시 생활자원처리장 200 1 2011. 06. 15

18 천안시 환경에너지사업소 200 1 2001. 11. 11

19 신일동환경에너지사업소 (대전) 200 2 1998. 11. 01

20 청주권 광역소각시설 200 1 2009. 04. 01

21 김해시 폐기물소각시설 200 1 2001. 03. 20

22 마산자원회수시설 200 1 2009. 10. 26

23 군포환경관리소 200 1 2001. 06. 12

24 성산자원회수시설 (창원) 200 2 1995. 03. 01

25 마포자원회수시설 250 3 2005. 06. 01

26 양천자원회수시설 200 2 1996. 03. 14

27 안양시 자원회수시설 (평촌) 200 1 1994. 04. 28

28 울산광역시 폐기물소각시설200 2 2000. 05. 15

250 1 2012. 10. 14

29 부천시 자원순환센터 소각시설 300 1 2000. 10. 13

30 수원시 자원회수시설 300 2 1999. 10. 28

31 성남시 환경에너지시설 300 2 1998. 10. 08

32 용인시환경센터 100 31호기 : 1999. 03. 15

2,3호기 : 2005. 09. 28

33 노원자원회수시설 400 2 1997. 04. 28

34 강남자원회수시설 300 3 2002. 01. 19


38

<Figure 5> Check list files (sample).


39

4. 시설별 분석결과

가. 에너지 회수능력 향상을 위한 현장 실측 평가

(1) A 자원회수시설

A 시설은 시설용량 250 ton/d로 SNCR – SDA – BF – SCR 촉매탑으로 구

성되어져 있다. 준공(2005. 06) 이후 에너지 발전효율 향상을 위해 열병합발전

시스템, SCR 촉매탑 연료 개선, 압입 송풍기 인버터 제어반 설치, 태양광 발

전 시스템 등의 요소기술을 도입하였다.

<Figure 6> Element technology introduction point of A resource recovery facility.

<Table 17>은 A시설의 요소기술 도입 전·후 에너지 회수율 효과평가 결과

를 나타내었다. 열병합 발전 시스템을 도입한 시점에서 스팀, 전기를 모두 고

려하여 도입 전·후를 비교한 결과 평균 24.7 % 효율이 증가하는 것으로 분

석되었다. SCR 촉매탑 연료개선 사업 도입 결과 약 1.6 %의 LNG 사용량 절

감효과를 나타내었고 태양광 발전 시스템을 도입하여 약 0.37 %의 전기 사용

량 절감 효과를 나타내는 것으로 분석되었다.


40

<Table 17> Benefits element technology assessment of A resource recovery facility.

열병합 발전 시스템 도입 (2010. 12) : 스팀, 전기 모두고려

1호기 2호기 3호기

전 후 ▲

25.6 %

전 후 ▲

24.3 %

전 후 ▲

24.2 %79.8 % 105.4 % 78.4 % 102.7 % 78.1 % 102.3 %

열병합 발전 시스템 도입 (2010. 12) : 전기 생산에 사용한 스팀량 제외


전 후 전 후 전 후

79.8 % 46.2 % 78.4 % 44.9 % 78.1 % 44.6 %

SCR 촉매탑 연료 개선사업 (2011. 12)


▲ 1.64 % ▲ 1.58 % ▲ 1.56 %

태양광 발전 시스템 도입 (2013. 09)


▲ 0.39 % ▲ 0.38 % ▲ 0.35 %

(2) B 자원회수시설

B 시설은 시설용량 300 ton/d로 A/C – ESP – WS – SCR 촉매탑으로 구성

되어 있다. 준공(1998.10) 이후 유인송풍기 인버터를 설치하였으며, 폐열을 활

용한 전기 생산 방식에서 지역난방을 위한 열(중온수) 공급 방식으로 변경하

였다. 또한 질소산화물 제거방식을 SNCR에서 SCR로 변경하여 에너지 회수효

율 향상을 도모하였다.

<Figure 7> Element technology introduction point of B resource recovery facility.


41

B 시설에 대한 요소기술 도입효과를 확인하기 위하여 요소 기술 도입 전후

의 에너지 회수율을 산정하여 그 결과를 <Table 18>에 수록하였다. 유인송풍기

의 인버터 설치 전·후를 비교하였을 때 1호기에서 0.23 %, 2호기에서 0.51 %

에너지 회수효율이 향상하는 것으로 분석되었다. 또한 질소산화물 제거방식을

SNCR에서 SCR로 기술 변경 전·후를 비교하였을 때 각 호기별 0.10, 0.60 %의

에너지 향상 효율을 나타냄을 확인하였다.

<Table 18> Benefits element technology assessment of B resource recovery facility

유인송풍기 인버터 설치 (2007. 05)

1호기 2호기

▲ 0.23 % ▲ 0.51 %

SNCR → SCR 변경 (2009. 08)

1호기 2호기

▲ 0.10 % ▲ 0.60 %

(3) C, D 자원회수시설

C 시설은 시설용량 150 ton/d로 SNCR – SDA – A/C - BF로 구성되어 있

으며 준공(1999. 02) 이후 요소기술로 인버터를 도입하였다. D 시설은 시설용

량 100 ton/d로 SDR – B/F - SCR 로 구성되어 있으며 준공(2001. 11) 이후 인

버터를 도입하여 자원회수시설 운영에 필요한 전기를 절약하여 에너지 회수

율을 증대시켰다.

<Figure 8> Element technology introduction point of C, D resource recovery facility.


42

<Table 19> Benefits element technology assessment of C resource recovery facility

인버터 설치 (2012. 05)

1호기 2호기

▲ 6.42 % ▲ 6.62 %

<Table 20> Benefits element technology assessment of D resource recovery facility

인버터 설치 (2010. 10)

1호기 2호기

▲ 0.05 % -

<Table 19>에 C시설의 요소기술도입 효과를 수록하였으며, 인버터 설치 전

전기 사용량 204,833 GJ/y에서 설치 후 전기사용량 180,482 GJ/y로 전기사용량

이 감소한 것으로 조사되었다. 인버터 도입 전·후의 전기사용량을 비교한 결

과 평균 6.52 %의 에너지 절감효과를 보였다. <Table 20>의 D 시설의 경우 인버

터 도입 전 전기 사용량은 5,680 GJ/y에서 도입 후 전기 사용량 5,573 GJ/y로 도

입 후 전기사용량이 소폭 감소하였다. D 시설의 경우 인버터 도입에 따라 0.05

%의 에너지 회수율 증가를 나타내었다. 이러한 결과는 인버터 도입의 경우 인

버터의 전기 절약 주요 원리인 전동기 회전수 제어를 통해 소요 동력이 회전수

에 비례해 감소하므로 에너지를 절감할 수 있다.

(4) E 자원회수시설

E 시설의 경우 시설용량은 200 ton/d로 SNCR – SDA – A/C – BF 로 처리

공정이 구성되어 있으며 준공(2001. 04)이후 시설의 발전효율 향상을 위해 인

버터 및 증기터빈을 도입하여 운행하고 있다.


43

<Figure 9> Element technology introduction point of E resource recovery facility.

<Table 21> Benefits element technology assessment of E resource recovery facility

증기터빈 도입 (2014. 07) : 스팀, 전기 모두고려

1호기

전 후 ▲

0.5 %77.9 % 78.4 %

증기터빈 (2014. 07) : 전기생산에 사용한 스팀량 제외

1호기

전 후

77.9 % 50.2 %

인버터 도입 (2013. 10)

1호기

▲ 0.99 %

<Table 21>은 E 시설의 요소기술 도입 전·후에 대한 에너지 회수율 산정 결

과를 나타내었다. 소각시설 운영에 필요한 전기 절약을 위한 인버터 도입에 따

른 에너지 회수효율을 산정한 결과 도입 전 전기사용량은 33,210 GJ/y, 도입 후

사용량은 26,363 GJ/y로 에너지 도입 후 에너지 회수율이 0.99 % 향상되었다.

증기터빈 도입에 따른 에너지 회수율 변화를 증기터빈 도입 전후에 대한 운

영자료 분석을 통해 확인한 결과, 전기 생산을 위해 사용한 증기를 에너지 생산

량에 포함 시킬 경우 도입 전 에너지 회수율 77.9 %에서 도입 후 78.4 %로 약

0.5 % 효율이 증가하는 것으로 나타났다. 하지만 전기 생산에 사용한 증기를 생

산 에너지에서 제외 할 경우 오히려 에너지 회수율은 증기터빈 도입전 77.9 %

에서 도입 후 50.2 %로 에너지 회수율이 27.7 % 감소한 것으로 계산되었다. 이

는 열에너지를 전기에너지로 전환하는 과정에 증기터빈의 효율 감소에 따라 증


44

기터빈의 전환효율이 낮기 때문인 것으로 판단된다.

(5) F 자원회수시설

F 시설은 시설용량 200 ton/d로 SDR – BF - SCR로 폐기물의 소각처리

공정이 구성되어 있으며 준공(2001. 03)이후 증기터빈을 도입하여 전기생산을

통해 에너지 효율을 증대하고자 하였다.

<Figure 10> Element technology introduction point of F resource recovery facility.

<Table 22> Benefits element technology assessment of F resource recovery facility

증기터빈 (2009. 03) : 스팀, 전기 모두고려

1호기

전 후 ▲

28.8 %73.4 % 102.2 %

증기터빈 (2009. 03) : 전기생산에 사용한 스팀량 제외

1호기

전 후

73.4 % 55.6 %

F 시설의 준공 이후 적용된 증기터빈에 대한 에너지 효율 산정 결과를 <Table

22>에 나타내었다. 에너지 회수율을 산정하여 비교한 결과 스팀, 전기를 모두

고려하였을 때 적용 전 73.4 %, 적용 후 102.2 %로 약 29 % 효율이 증가하는 것

으로 분석되었다.

<Table 22>에 F 시설의 요소기술 도입 전·후에 대한 에너지 회수율 산정

결과를 나타내었다. 수록된 바와 같이 증기터빈 도입에 따른 에너지 회수율 변


45

화를 증기터빈 도입 전후에 대한 운영자료 분석을 통해 확인한 결과, 전기 생산

을 위해 사용한 증기를 에너지 생산량에 포함 시킬 경우 도입 전 에너지 회수율

73.4 %에서 도입 후 102.2 %로 18.8 % 효율이 증가하는 것으로 나타났다. 하지

만 전기 생산에 사용한 증기를 생산 에너지에서 제외 할 경우 오히려 에너지 회

수율은 증기터빈 도입 전 73.4 %에서 도입 후 55.6 %로 에너지 회수율이 19.8

% 감소한 것으로 계산되었다.

(6) G 자원회수시설

G 시설은 시설용량 400 ton/d로 SNCR – ESP – WS – BF – SCR로 폐기물

처리 공정이 구성되어 있으며 준공(1997. 01)이후 유인송풍기에 인버터 도입

과 고온촉매(320 ℃)를 저온촉매(220 ℃)로 변환하면서 에너지 효율을 증대하

고자 하였다.

<Figure 11> Element technology introduction point of G resource recovery facility.

G 시설의 발전효율 향상을 위해 도입된 기술에 대한 에너지 회수율 변화를

조사하여 <Table 23>에 수록하였다. 유인송풍기 인버터 설치 전 전기 사용량은

1호기 89,869 GJ/y, 설치 후 전기사용량은 84,498 GJ/y로 나타났으며, 2호기의

인버터 설치 전 전기 사용량은 80,967 GJ/y, 75041 GJ/y로 분석되었다. 설치

전·후를 비교했을 때 각각 0.41, 0.85 %의 에너지 회수율 증가를 나타내었다.

SCR을 고온촉매(320 ℃)에서 저온촉매(220 ℃)를 적용한 결과 1호기, 2호기 각

각 0.03, 2.52 %의 LNG 사용량 절감효과를 나타내는 것으로 분석되었다.


46

<Table 23> Benefits element technology assessment of G resource recovery facility

유인송풍기 인버터 설치 (2010. 01)

1호기 2호기

▲ 0.41 % ▲ 0.85 %

고온촉매(320℃) → 저온촉매(220℃) (2010. 01)

1호기 2호기

▲ 0.03 % ▲ 2.52 %

<Table 24> Element technology factor results of the H resource recovery facility (2014)

시설용량 8.33 ton/hr 소각로 타입 스토커(이동식)

호기 1, 2, 3 호기 운전방식 연속식

처리폐기물 종류 생활폐기물 가동일수 277

내화물 내 수관 설치 여부 무 2차 연소실 온도 940 ℃

방지시설구성 A/C - SDR - B/F - SCR

호기

m mf mstx Ep Ep Ei Ef Ew

폐기물

투입량

보조연료 사용량스팀

생산량

전기

생산량스팀

전기

사용량가동중운전

개시

SCR

(승온)

ton/y Nm3 ton/y GJ/y GJ/y GJ/y GJ/y GJ/y

1호기 56230 68649 7745 - 169177 18234 373492 3193 3054 465528

2호기 55759 63376 8263 - 167549 18234 369898 3193 2864 462688

3호기 77564 12959 18448 - 245801 18234 642991 3193 1256 878490


47

<Table 25> Element technology factor results of the I resource recovery facility (2011)


호기 1호기 운전방식 연속식


내화물 내 수관 설치 여부 유 2차 연소실 온도 944 ℃

방지시설구성

호기


폐기물

투입량


생산량

전기

생산량스팀

전기

사용량가동중

운전

개시

SCR

(승온)


1호기 61759 - 45682 - 199092 22367 430915 1780 1597 519023

2호기 64303 - 45682 - 214984 22367 465311 1780 1597 696764

<Table 26> Element technology factor results of the J resource recovery facility (2014)



처리폐기물 종류 셍활폐기물 가동일수 331

내화물 내 수관 설치 여부 - 2차 연소실 온도 924 ℃

방지시설구성 여과식집진기-탈질환원탑-stack

호기


폐기물

투입량


생산량

전기

생산량스팀

전기

사용량가동중운전

개시

SCR

(승온)


1호기 79568 25843 27856 - 262683 43517 632935


48

<Table 27> Element technology factor results of the K resource recovery facility (2014)




내화물 내 수관 설치 여부 유 2차 연소실 온도 958 ℃

방지시설구성 SNCR-반건식반응탑-여과집진기-다이옥신제거필터

-증기식가스가열기-stack

호기


폐기물

투입량


생산량

전기

생산량스팀

전기

사용량가동중

운전

개시

SCR

(승온)


1호기 40684 - 109735 172219 37525 396930 1267 4387 433691

2호기 44532 - 99575 189769 37525 437380 1267 3981 47711


49

(7) 자원회수시설 요소기술도입 효과평가 (종합)

요소기술별 도입에 따른 발전효율 향상효과를 종합적으로 산출하여 <Table

28>에 나타내었다. 인버터 도입에 따른 발전효율을 산정한 결과 최소 0.05 %에

서 최대 6.62 %의 에너지 절감이 가능하였다(평균 1.56 % 에너지 절감 가능).

증기터빈 도입의 경우 전기 생산에 사용한 스팀과 생산된 전기를 모두 고려하

였을 때 도입 전 평균 75.7 %(73.4∼77.9 %)의 효율로 분석되었고 도입 후 90.3

%(78.4∼102.2 %)로 증기터빈 도입 후 에너지 효율이 약 15 % 증가함을 나타내

었다. 열병합 발전 시스템의 도입의 경우 스팀, 전기를 모두 고려하였을 때 열

병합 발전 시스템 도입 전 평균 78.77 %(78.1∼79.8 %), 도입 후 평균 103.47

%(102.3∼105.4 %)로 분석되었으며 시설에 열병합발전 시스템 도입 후 약 25 %

의 에너지 회수 효율이 향상되었다. 질소산화물 제거방식을 SNCR에서 SCR 촉

매탑 연료 개선 사업에 따른 발전효율 산정 결과 평균 1.59 %(1.56∼1.58 %)의

에너지 절감이 가능하였다.

태양광 발전의 요소기술 도입은 평균 0.37 %(0.35∼0.39 %)의 향상 효율을 나

타냈으며, 고온촉매(320 ℃)에서 저온촉매(220 ℃)로 요소기술을 변경한 시설의

경우 평균 1.28 %(0.03∼2.52 %) 에너지 향상 효과를 나타내었다.


50

<Table 28> Energy recovery efficiency result of the element technology

요소기술 적용 항목 향상 효율 (%)

1 인버터도입

평균 1.56

최소 0.05

최대 6.62

2 증기터빈 도입

평균

스팀, 전기 고려도입 전 77.2

19.8도입 후 97.0

전기생산 사용

스팀 제외

도입 전 77.328.2

도입 후 49.1

최소


14.6도입 후 90.4

전기생산 사용

스팀 제외

도입 전 75.828.4

도입 후 47.4

최대


24.9도입 후 103.8

전기생산 사용

스팀 제외

도입 전 78.928.0

도입 후 50.9

3SCR 촉매탑

연료 개선 사업

평균 1.59

최소 1.56

최대 1.58

4 태양광 발전

평균 0.37

최소 0.35

최대 0.39

5 SCR→SNCR 변경

평균 0.35

최소 0.10

최대 0.60

6고온촉매(320 ℃)

→저온촉매(220 ℃)

평균 1.28

최소 0.03

최대 2.52


51

나. 고효율 에너지 회수를 위한 요소기술 평가

(1) 열 회수 능력 강화

열 회수능력 강화를 위해서는 급수예열장치와 저공기비 연소가 효과적인

것으로 알려져 있다.

(가) 저온이코노마이저

이코노마이저는 보일러 본체의 다운스트림에 설치하고, 보일러 출구의 연

소 배기가스의 열을 이용하여 보일러 급수를 가열시키는 기능을 가진다. 저온

이코노마이저는 이코노마이저의 전열 면적을 크게 하여 낮은 온도까지 배기

가스를 냉각하여 보일러 효율의 향상을 도모하는 방법이다.

배기가스량이 같아도 이코노마이저 출구 온도를 낮춰 보일러 설비 출구의

배기가스 반출 열량을 줄일 수 있기 때문에 보일러 시설에서 회수열량을 증

가시키는 것이 가능하다. 기존 시설은 이코노마이저 출구 배기가스 온도의 설

계 값으로 220~250 ℃ 정도를 채용하는 사례가 많았지만, 최근에는 적극적인

열 회수를 도모하는 관점에서 200 ℃이하까지 냉각·열회수 하는 사례도 있

다. 이코노마이저 출구 배기가스 온도의 저온화에 따른 발전효율의 향상효과

를 저위발열량 및 보일러 배가스량 변화에 따라 <Table 29>, <Figure 12>에

수록하였다. 보일러 배가스량 5,000∼7,000 m3/ton(500 m3/ton 간격), 저위발열

량 2,000∼3,000 kcal/kg(200 또는 300 kcal/kg 간격), 이코노마이저 출구배기가

스 온도 190∼300 ℃(10∼40 ℃ 간격)으로 변화시키면서 보일러 효율 및 발전

효율을 열정산법에 의해 산정하였다.

폐기물 톤당 발생되는 배가스량 변화의 경우 배가스량이 증가할수록 같은

온도변화에 대해 보유열량이 증가하여 보일러 효율 및 발전효율이 높게 산정

되었다. 이코노마이저 출구온도 190 ℃, 저위발열량 2,300 kcal/kg을 기준으로

배가스량 변화에 따른 발전효율을 살펴보면 배가스량 5000, 6000, 7000

m3/ton에서 각각 발전효율 1.14, 1.36, 1.59 % 향상되었으며, 이는 배가스량

5000 m3/ton에 비해 7000 m3/ton의 경우 28.3 %의 발전효율 증가 효과가 있는

것으로 나타났다. 또한 이코노마이저 출구 온도 변화에 따른 발전효율 변화를

살펴보면 출구온도가 감소함에 따라 발전효율은 증가하였으며, 기준 배기가스

온도인 250 ℃, 보일러 배가스 발생량 6500 m3/ton, 저위발열량 2300 kcal/kg


52

의 결과와 비교하면, 260 및 300 ℃에서 각각 발전효율 0.25, 1.23 % 감소하

는 것으로 나타났으며, 230, 210, 190 ℃로 출구온도가 감소함에 따라 각각

0.49, 0.98, 1.48 % 발전효율이 증가하는 것으로 나타났다. 아울러 저위발열량

변화에 따른 발전효율 변화의 경우 저위발열량이 증가할수록 폐기물처리시설

의 총 생산된 에너지가 증가되어 발전효율은 감소하였으며, 이코노마이저 출

구온도 190 ℃, 배기가스량 6500 m3/ton을 기준으로 이코노마이저 출구온도

변화에 따른 발전효율 변화를 살펴보면 출구온도 190, 230, 300 ℃의 경우 각

각 1.48, 0.49, -1.23 %로 발전효율은 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 한층

더 고효율화를 도모하기 위해 이코노마이저에 의한 열 회수능력을 강화하여

160~170 ℃정도까지 열회수, 감온탑을 설치하는 사례도 있다.

<Table 29> Generating efficiency according to change of NCV and economizer outlet temperature [%]

NCV (kcal/kg)출구온도 (%)

2000 2300 2500 2700 3000

1901.57

(1.31~1.83)

1.36

(1.14~1.59)

1.25

(1.04~1.46)

1.16

(0.97~1.35)

1.04

(0.87~1.22)

2101.04

(0.87~1.22)

0.91

(0.76~1.06)

0.84

(0.70~0.98)

0.77

(0.64~0.90)

0.70

(0.58~0.81)

2300.52

(0.44~0.61)

0.45

(0.38~0.53)

0.42

(0.35~0.49)

0.39

(0.32~0.45)

0.35

(0.29~0.41)

260-0.26

(-0.22~-0.30)

-0.23

(-0.19~-0.26)

-0.21

(-0.17~-0.24)

-0.19

(-0.16~-0.23)

-0.17

(-0.15~-0.20)

300-1.31

(-1.09~-1.52)

-1.14

(-0.95~-1.32)

-1.04

(-0.87~-1.22)

-0.97

(-0.81~-1.13)

-0.87

(-0.73~-1.02)

(a) NCV 2000 kcal/kg (b) NCV 2300 kcal/kg


53

(나) 저 공기비 연소

소각로 등에 공급하는 연소 공기를 줄임으로써 연소 배기가스량을 감소시

키고 보일러 설비 출구에서의 배기가스 반출 열량을 감소하여 보일러 효율의

향상을 도모하는 방법이다. 연소 배기가스의 보유에너지는 배기가스량, 비열

과 온도의 곱으로, 연소배기 가스로부터 더 많은 열을 회수하기 위해서는 보

일러시설에서의 발열 손실을 줄일 뿐만 아니라, 보일러 시설에서 나가는 배기

가스의 반출 열량을 감소시킬 필요가 있다. 배기가스의 반출열량을 줄이기 위

해 열회수 설비 출구 배기가스 온도의 저온화 및 배기가스량을 저감하는 것

이 효과적이다.

이코노마이저 출구 배기가스 온도가 같아도, 배기 가스량을 줄임으로써 보일

(c) NCV 2500 kcal/kg (d) NCV 2700 kcal/kg

(e) NCV 3000 kcal/kg

<Figure 12> Generating efficiency according to change of NCV and economizer outlet temperature[%].


54

러 설비 출구의 배기가스 방출 열량이 줄어 보일러에서 회수 열량의 증가가

예상된다. 소각로에 공급하는 연소공기 저감에 따른 발전효율의 향상효과를

저위발열량 및 보일러 배가스량 변화에 따라 <Table 30>, <Figure 13>에 수록

하였다. 보일러 배가스량 5,000∼7,000 m3/ton(500 m3/ton 간격), 저위발열량

2,000∼3,000 kcal/kg(200 또는 300 kcal/kg 간격), 소각로 공급 연소가스 과잉

공기율 1.0∼2.0(0.2∼0.3 간격)으로 변화시키면서 보일러 효율 및 발전효율을

열정산법에 의해 산정하였다.

과잉공기비를 1.0에서 2.0까지 변화 시키면서 발전효율에 미치는영향을 살펴

본 결과, 과잉공기비가 감소할수록 보일러효율 및 발전효율은 증가하였다. 보

일러 배가스량 7,000 m3/ton, 저위발열량 2,300 kcal/kg을 기준으로 과잉공기비

의 변화에 따른 발전효율의 변화를 살펴보면 과잉공기비 1.8을 기준으로 과잉

공기비가 1.7, 1.5, 1.2, 1.0으로 감소함에 따라 발전효율의 경우 각각 0.2,

0.61, 1.23, 1.64 % 증가하는 것으로 산정되었으며, 과잉공기비를 2.0으로 증가

시킨 결과 발전효율이 0.41 % 감소하는 것으로 나타났다. 보일러 배가스량

5,000 m3/ton, 저위발열량 2,300 kcal/kg을 기준으로 살펴보면 과잉공기비 1.7,

1.5, 1.2, 1.0에서 발전효율이 각각 0.15, 0.44, 0.88, 1.17 % 증가하는 것으로

나타났으며, 2.0으로 과잉공기비를 증가 시킨 결과 발전효율은 0.29 % 감소하

는 것으로 계산되었다. 또한 저위발열양의 경우 저위발열량이 증가함에 따라

폐기물처리 시설에서 총 생산되는 에너지가 증가하게 되어 동일한 동일한 에

너지가 절약될 경우 발전효율은 감소하는 것으로 계산되었으며, 보일러 배가

스량 5,000 m3/ton, 과잉공기비 1.5를 기준으로 저위발열량 변화에 따른 발전

효율 변화를 살펴보면 저위발열량 2000, 2300, 2500, 2700, 3000 kcal/kg에서

발전효율은 각각 0.50, 0.44, 0.40, 0.37, 0.34%로 저위발열량이 증가함에 따라

발전효율은 감소하는 것으로 나타났다.

총괄적으로는 연소 공기를 기존의 평균값 1.8에서 1.0까지 감소시키는 경우

저위발열량 값에 따라 차이는 있지만 보일러 효율의 경우 보일러 배가스량

7,000 m3/ton, 저위발열량 2,000 kcal/kg에서 최대 7.13 %까지 증가하는 것으로

나타났으며, 발전효율의 경우 하는 경우, 최대 1.83 % 까지 증가가 가능할 것

으로 예상된다.


55

과잉공기비가 감소함에 따라 배가량이 감소되고, 촉매 반응탑 입구의 배기가

스 재가열용 증기 양이 동시에 감소되게 되어, 터빈에 공급되는 증기 유량 증

가가 가능하게 되어 발전 효율의 향상을 기대할 수 있다. 아울러 배가스량 감

소에 유인 송풍기 등의 후단 설비의 소비전력 저감에 의한 송전효율의 향상

도 가능하다. 게다가, 배가스량이 감소됨으로써 연소 온도의 고온화를 도모하

여 다이옥신 생성을 억제할 수 있다.

<Table 30> Generating efficiency according to change of NCV and excess air ratio [%]

NCV

(kcal/kg)

과잉공기율 (%)

2000 2300 2500 2700 3000

2.0-0.40

(-0.34~-0.47)

-0.35

(-0.29~-0.41)

-0.32

(-0.27~-0.38)

-0.30

(-0.25~-0.35)

-0.27

(-0.22~-0.31)

1.80.00

(0.00)

0.00

(0.00)

0.00

(0.00)

0.00

(0.00)

0.00

(0.00)

1.70.20

(0.17~0.24)

0.18

(0.15~0.20)

0.16

(0.13~0.19)

0.15

(0.12~0.17)

0.13

(0.11~0.16)

1.50.60

(0.50~0.71)

0.53

(0.44~0.61)

0.48

(0.40~0.56)

0.45

(0.37~0.52)

0.40

(0.34~0.47)

1.21.21

(1.01~1.41)

1.05

(0.88~1.23)

0.97

(0.81~1.13)

0.90

(0.75~1.05)

0.81

(0.67~0.94)

1.01.61

(1.34~1.88)

1.40

(1.17~1.64)

1.29

(1.08~1.51)

1.19

(1.00~1.39

1.08

(0.90~1.25)


56




<Figure 13> Generating efficiency according to change of NCV and excess air ratio[%].


57

(2) 증기의 효율적 이용

(가) 저온 촉매 탈질

촉매 입구의 배기가스 온도를 저온화 하고 배기가스를 재가열하는 증기량

을 줄이거나 사용하지 않도록 하는 것으로 이때 절약된 에너지를 발전용으로

이용하여 발전 효율을 향상시키는 방법이다.

촉매 탈질에서는 배기가스 온도를 높게 유지함으로써 탈질 효율을 높일 수

있어 촉매의 양을 줄일 수 있으며, 아울러 탈질 촉매는 배기가스 중의 SO3와

암모니아가 반응하여 생성하는 산성 황산암모늄((NH4)2SO4)에 의한 영향으로

성능저하를 일으킬 수 있지만, 운전온도를 높게 하여 촉매 피독 등에 대한 위

험을 줄일 수 있다. 하지만 배기가스의 재가열용 열원으로 고압 증기를 사용

하기 때문에 재가열에 따른 에너지 소모가 발생하게 된다. 예를 들어 촉매 반

응탑 입구의 배기가스 온도를 210 ℃ 정도로 운영하는 경우 백필터 후단의

배가스 온도인 165 ℃에서 촉매반응에 필요한 210 ℃ 까지는 45 ℃의 온도

증가가 필요하고, 저온촉매 적용의 경우 촉매 반응탑 요구 온도가 185 ℃로

20 ℃만 온도를 상승시키면 된다. 따라서 가열용 증기량을 감소시킬 수 있으

며, 만약 백필터 입구 배기가스온도를 190 ℃까지 올려 운전할 수 있다면, 저

온 촉매와 결합하여 배기가스 재가열기를 제거하여 소모되는 에너지를 저감

할 수 있다.

한편 배기가스의 재가열용 열원으로 고압 증기를 사용하기 때문에 재가열

온도가 제한되어 있으며, 이러한 조건에 따라 촉매 반응탑 입구의 배기가스

온도는 200~220 ℃ 정도에서 설계되는 경우가 많다.


58

<Table 31> Generating efficiency according to change of NCV and low temperature catalyst [%]

NCV (kcal/kg)출구온도 (%)

2000 2300 2500 2700 3000

1800.78

(0.65~0.91) 0.68

(0.57~0.79)

0.63

(0.52~0.73) 0.58

(0.48~0.68)

0.52

(0.44~0.61)

1850.65

(0.54~0.76)0.57

(0.47~0.66)

0.52

(0.44~0.61)

0.48

(0.40~0.56)

0.44

(0.36~0.51)

1900.52

(0.44~0.61)

0.45

(0.38~0.53)

0.42

(0.35~0.49)

0.39

(0.32~0.45)

0.35

(0.29~0.41)

2000.26

(0.22~0.30)

0.23

(0.19~0.26)

0.21

(0.17~0.24)

0.19

(0.16~0.23)

0.17

(0.15~0.20)

210 0.00(0.00) 0.00(0.00) 0.00(0.00) 0.00(0.00) 0.00(0.00)

220-0.26

(-0.22~-0.30)

-0.23

(-0.19~-0.26)

-0.21

(-0.17~-0.24)

-0.19

(-0.16~-0.23)

-0.17

(-0.15~-0.20)

230-0.52

(-0.44~-0.61)

-0.45

(-0.38~-0.53)

-0.42

(-0.35~-0.49)

-0.39

(-0.32~-0.45)

-0.35

(-0.29~-0.41)

250-1.04

(-0.87~-1.22)

-0.91

(-0.76~-1.06)

-0.84

(-0.70~-0.98)

-0.77

(-0.64~-0.90)

-0.70

(-0.58~-0.81)



59

(나) 고효율 건식 배기가스 처리

산성가스(염화수소, 황산화물 등)의 대기오염 기준치가 낮게 설정되어 이

에 대한 기준을 준수하기가 어려운 경우 기존 가성소다에 의한 습식배기가스

처리가 사용되는 것이 일반적이었다. 습식배기가스 처리는 습식 세정탑에서

물을 순환하고 배기가스 중의 산성가스를 흡수제거하고, 습식 세정탑 출구에

서 수분이 포화(상대습도 100 %)까지 증가한 배기가스 온도는 50~60 ℃가 된

다. 따라서 150 ℃ 정도의 배기가스의 재가열이 필요하다. 이에 반해 고효율

건식 배기가스 처리의 경우 고효율 반응 소석회와 나트륨계 약제 등의 고효

율 탈염 약을 이용하여 대기오염 기준치를 만족 시키고 배기가스 재가열용

증기 사용량을 줄여 발전용으로 활용하여 발전효율의 향상을 도모하는 기술

이다. 건식 배기가스 처리를 사용할 수 있다면 45 ℃ 정도의 재가열로 충분하



<Figure 14> Generating efficiency according to change of NCV and low temperature catalyst[%].


60

므로 재가열용 증기양을 줄일 수 있는 것으로 발전 효율의 향상이 기대된다.

습식배기가스처리를 적용한 경우, 세연폐수를 하수도 등에 방류가 필요한 반

면, 건식배기가스 처리에서는 세연폐수가 발생하지 않는 특징이 있다. 한편,

습식 배기가스처리는 제거 프로세스가 액기 접촉이며, 산성가스 제거용으로

약제와 거의 같은 당량으로 반응한다. 그러나 건식배기가스처리에서는 고기접

촉이고 습식배기가스처리에 비해 제거효율이 낮다. 따라서 제거용 제품을 과

잉 공급해야 할 필요가 있어 산성가스 발생 농도가 높아지면 약품사용량이

많아질 수 있음으로 산성가스의 발생 농도, 시설의 입지 조건을 충분히 고려

하여 안전·안정 운전이 확보되는 것을 중점으로 시설계획을 세울 필요가 있

다.

<Table 32> Generating efficiency according to change of NCV and temperature [%]

NCV (kcal/kg)

재가열온도 (℃)2000 2300 2500 2700 3000

1603.00

(2.50~3.50)

2.61

(2.18~3.05)

2.40

(2.00~2.80)

2.23

(1.85~2.60)

2.00

(1.67~2.34)

1502.74

(2.29~3.20)

2.38

(1.99~2.78)

2.19

(1.83~2.56)

2.03

(1.69~2.37)

1.83

(1.52~2.13)

1402.48

(2.07~2.90)

2.16

(1.80~2.52)

1.99

(1.65~2.32)

1.84

(1.53~2.14)

1.65

(1.38~1.93)

1302.22

(1.85~2.59)

1.93

(1.61~2.25)

1.78

(1.48~2.07)

1.64

(1.37~1.92)

1.48

(1.23~1.73)

1201.96

(1.63~2.29)

1.70

(1.42~1.99)

1.57

(1.31~1.83)

1.45

(1.21~1.69)

1.31

(1.09~1.52)


61




<Figure 15> Generating efficiency according to change of NCV and temperature[%].


62

(다) 배수클로즈시스템 미도입

폐기물 처리시설은 혐오시설로 간주되어 일반적으로 그 입지가 쉽지 않음

으로 대부분 환경 기준을 만족시키는 것보다 더욱 엄격한 기준치가 요구되기

때문에 이러한 엄격한 조건을 만족시키기 위해 다양한 시설을 폐기물 처리시

설에 도입하여 운영하고 있으며, 이러한 시설 들 중 하나로 배수 폐쇄 시스템

이 있다. 배수 폐쇄 시스템을 채용한 경우 시설 내 배수를 감온탐에서 분무증

발 처리하여 보일러 출구 배기가스온도가 높게 설정되어 보일러 효율 즉, 발

전 효율이 저하된다. 시설에서 발생한 폐수를 적절하게 처리·재이용한 후,

잉여 물을 하수구 등에 방류하여 하수처리 시설에서 처리하게 할 경우, 이코

노마이저 출구 배기가스 온도를 190~220 ℃ 이하에서 운영할 수 있게 되어

보일러로 열 회수 능력을 증가 시킬 수 있다. 하지만 배수 폐쇄 시스템을 적

용한 경우 조건에 따라 다르지만 이코노마이저 출구 배기가스 온도를 250 ℃

이상으로 설정하는 것이 필요하다. 이코노마이저 출구 배기가스 온도를 배수

클로즈시스템 미도입의 190 ℃와 배수클로즈시스템의 250 ℃를 비교하면 의

경우를 비교하면 보일러 효율 및 발전 효율을 높일 수 있다. 따라서 보다 효

율적인 에너지 회수를 위해 가능한 시설 내에서 발생하는 배수는 가능한 재

사용하고 재사용후 남은 최소한의 배수만을 하수도 등에 방류하는 것을 검토

할 수 있으며, 특히 폐수 및 세차 폐수 등에 폐기물 처리와 직접적인 관련이

없이 발생되는 폐수의 경우 하수도 등을 활용하여 하수처리장으로 이송하여

처리하는 것이 에너지 관점에서는 유리하다고 판단된다.

<Table 33> Generating efficiency according to change of NCV and outlet temperature [%]

NCV (kcal/kg)출구온도 (℃)

2000 2300 2500 2700 3000

1901.57

(1.31~1.83)

1.36

(1.14~1.59)

1.25

(1.04~1.46)

1.16

(0.97~1.35)

1.04

(0.87~1.22)

2001.31

(1.09~1.52)

1.14

(0.95~1.32)

1.04

(0.87~1.22)

0.97

(0.81~1.13)

0.87

(0.73~1.02)

2101.04

(0.87~1.22)

0.91

(0.76~1.06)

0.84

(0.70~0.98)

0.77

(0.64~0.90)

0.70

(0.58~0.81)

2200.78

(0.65~0.91)

0.68

(0.57~0.79)

0.63

(0.52~0.73)

0.58

(0.46~0.68)

0.52

(0.44~0.61)

2300.52

(0.44~0.61)

0.45

(0.38~0.53)

0.42

(0.35~0.49)

0.39

(0.32~0.45)

0.35

(0.29~0.41)


63




<Figure 16> Generating efficiency according to change of NCV and outlet temperature[%].


64

(라) 백연저감 미도입 또는 백연저감 장치 작동 중지

백연저감장치는 열원과 열교환 개소에 의해 증기가열 공기 취입 방식으

로 보일러 설비 등의 증기를 이용한 열교환기로 공기를 가열하여 굴뚝에 불

어넣는 방식인 오프라인 방식, 가스식 가열 공기를 불어넣는 방식으로 연소

배기가스(주로 보일러출구) 열교환기에서 공기를 가열하여 굴뚝에 불어넣는

방식인 인라인 방식과 연료식 가열 공기 취입방식으로 별도 등유 등의 연료

를 이용한 열풍 버너에 의해 공기를 가열하여 굴뚝에 불어넣는 방식 등 3가

지 방식으로 분류된다. 백연저감의 경우 배기가스를 재가열하여 사용하거나

혼합공기 가열 증기가 사용되는 경우가 많으며, 증기 사용량은 백연방지 조건

에 따라 다르며, 외기온도가 낮을수록, 습도가 높을수록 많아지고, 이에 따라

발전량이 저하된다. 백연저감장치의 사양이 외부온도 5 ℃, 습도 60 %로 설계

된 시설에서 백연저감장치를 중지함으로써 발생하는 잉여증기를 증기터빈에

사용함으로서 발전 전력량 및 발전효율을 향상시킬 수 있다.

<Table 34> Generating efficiency according to change of plume prevention system stop[%]

주증기량 절감 보일러회수열 절감효과 발전효율증가

2.0 1.52 0.4

2.5 1.90 0.5

3.0 2.27 0.6

3.5 2.65 0.7

4.0 3.03 0.8

4.5 3.41 0.9

5.0 3.79 1.0

백연저감장치의 사양이 외부온도 5 ℃, 습도 60 %로 설계된 시설에서 백연

저감장치를 중지함으로써 발생하는 잉여증기를 터빈에 돌리는 것으로 발전

전력량은 약 3 %(발전효율 0.4 %)증가(4,600 kW ⇒ 4,740 kW)하였다. 그러나

이러한 결과는 터빈의 여유용량에 의존한다.

이 경우, 연간 3개월 동안 백연저감장치를 정지했다고 한다면, 매전 단가 8

원/ kWh 일 때, 매전수익 = (4,740 kW - 4,600 kW) × 24h × 30 일 × 3개

월 × 8원/kWh = 2.4 백만원/년(팬 등 전력 절감분은 제외)이 된다. 백연저감

의 경우 배기가스의 재가열 및 혼합공기의 가열 증기가 사용되는 경우가 많


65

다. 그 증기 사용량은 백연방지 조건에 따라 다르며, 외기온도가 낮을수록, 습

도가 높을수록 많아지고, 이에 따라 발전량이 저하된다.

<Figure 17> Generating efficiency according to change of plume prevention system stop[%].

(3) 증기 터빈 시스템의 효율 향상

(가) 고온·고압 보일러

증기 압력과 온도 균형에 따라 다르지만, 고온·고압화를 통해 터빈의 열

낙차를 크게 하여 증기터빈의 발전효율 상승시킬 수 있다. 고온·고압화에 따

라 보일러 주증기량은 10 %정도 적어지지만 열 낙차 상승률이 증기유량의 저

하 비율보다 커지므로 발전 효율의 향상으로 이어진다.

미국 에너지부 증기터빈 계산기를 활용하여 증기온도 및 압력 변화에 따

라 생산되는 전기량을 산정하였다. 본 연구에서는 증기온도 20 kg/㎠ × 300

℃를 기준으로 증기의 온도의 경우 300 ℃에서 50 ℃씩 증가시켜 500 ℃, 압

력의 경우 20 kg/㎠에서 10 kg/㎠씩 증가시켜 60 kg/㎠까지 변화시켜 전기생

산량 변화를 조사하였다. 온도와 압력이 증가함에 따라 전기생산량은 증가하

였다. 비교를 위한 기준 조건인 20 kg/㎠ × 300 ℃에 비해 40 kg/㎠ × 400

℃에서 40.11 %, 60 kg/㎠ × 500 ℃에서 75.56 % 전기생산량이 증가되는 것

으로 나타났다.


66

(a) (b)

(c) (d)

(e) <Figure 18> Generating efficiency according to change of pressure and temperature.

(steam generator = 10 ton/h)


67

(a) (b)

(c) (d)

(e) <Figure 19> Generating efficiency according to change of pressure and temperature.

(steam generator = 20 ton/h)


68

(a) steam generator, 10 ton/hr

(b) steam generator, 20 ton/hr

<Figure 20> Generating efficiency according to change of pressure and temperature.


69

(a)

(b)

(c) <Figure 21>Generating efficiency according to change of outlet pressure.

(steam generator = 10 ton/hr)


70

(나) 추기 복수 터빈

증기터빈 출구압력을 대기압이상으로 운전하는 것을 배압터빈, 대기압보

다 낮추어 진공영역으로 운전하는 것을 복수터빈이라 한다. 배압 터빈은 구조

가 간단하고 취급이 용이하기 때문에 이전 발전에 많이 적용되어 왔다. 증기

터빈의 출구 증기 온도가 높기 때문에 증기를 계단식으로 이용하여 다른 열

수요자가 사용할 수 있는 큰 열 공급처가 확보되면 좋은 방법이지만, 증기 터

빈에서 사용할 수 있는 증기 열 낙차가 작기 때문에 발전량은 작다. 초기의

폐기물 발전은 시설 내 사용 전력 을 충당 할 목적으로 한 경우가 많아 발전

량이 작은 배압 터빈으로도 문제가 없었지만, 소각 발전 출력의 대규모화에

따라 열 낙차를 크게 할 수 있는 복수 터빈에 관심을 갖게 되었다. 최근에는

발전 고효율화를 목표 로 추기 복수 터빈을 적용하는 사례가 많아지고 있다.

복수 터빈을 적용 한 단순 순환에서는 보일러 증기에서 공기 예열, 탈기장치

가열, 예열 이용 설비 목적으로 증기를 분기하는 반면, 추기 복수 터빈을 적

용 한 재생순환은 필요 압력이 비교적 낮은 탈기장치 가열이나 여열 이용 설

비 목적으로 터빈 추기 증기를 이용하는 것이 가능하게 된다. 따라서 터빈 증

기량을 증가하여 발전 효율이 증가하게 된다.

조건에 따라 다르지만, 탈기장치 가열을 위한 증기 터빈 추기로 교체할 경우

약 0.5 %의 발전 효율 향상이 기대된다. 또한 추기 복수 터빈을 2단 추기 구

조로, 저압 추기 증기를 이용하여 탈기기 급수를 가열하면 복수기의 방열이

적어지기 때문에 0.2 ~ 0.5 %의 발전 효율 향상이 기대할 수 있다.

탈기기 가열용 증기열원, 연소용공기예열기용 증기열원, HVAC용 등 폐기물

처리시설 내 소비되는 저압증기를 터빈추기증기(extraction or bleeding steam)

를 사용하면 시스템 효율이 증가하여 발전효율이 증가하게 된다. 본 연구에서

는 명확히 주증기량을 얼마만큼 사용했는지에 대한 기준이 별도로 존재하지

않기 때문에 추기복수터빈의 적용에 따른 발전효율을 정밀하게 산정하기는

어렵다. 예를 들어 추기복수터빈 적용 예에서와 같이 만약 전체 주증기 17.7

ton/h 중 1.3 ton/h를 추기하여 탈기기에 활용한다면 약 7 %의 엔탈피 향상효

과가 있으며, 엔탈피 7 %는 발전효율로 환산하게 되면 일본 환경성 자료를

적용하여 계산하면 약 1.4 %의 발전효율 향상이 발생하게 된다. 우리나라의


71

경우 평균적인 추기복수에서 사용하는 증기량이 약 9 % 정도 되는 것을 감안

하면 추기복수에 의한 발전효율 향상은 약 1.7 %의 발전효율 향상이 기대된

다.

<Figure 22> Extraction condensing turbine application examples.


72

(다) 수냉식 응축기

터빈 배기 응축 방식은 공냉 방식과 수냉 방식으로 나누어지며, 공냉 방

식은 냉각 매체로 입지 조건의 제약이 없는 공기를 이용할 수 있지만, 비열이

작은 데다 기체이기 때문에 부피가 커서 물에 비해 4,000 배 정도의 넓은 복

수기 설치 공간이 필요하다. 따라서 "경제성을 고려한 최적의 냉각 매체 온도

와 응축수 온도 차이는 30 ℃ 정도"로 알려져 있다. 즉, 설계 공기 온도를 여

름의 외기온도를 고려하여 35 ℃라고하면 응축수 온도는 65 ℃ 정도가 된다.

한편, 수냉식의 경우 공냉 방식에 비해 열관류율이 높기 때문에 "냉각 매체

온도와 응축수 온도의 차이 13 ~ 15 ℃ 정도"로 알려져 있다. 즉, 설계 냉각

수 온도를 냉각탑에서 표준으로 사용되는 32 ℃하면 응축수 온도는 45 ~ 47

℃ 정도이며, 증기 터빈 배기 압력을 줄일 수 있다. 이러한 증기터빈의 배기

압력 감소를 통해 수냉식 응축기를 이용하여 13 % 정도의 터빈 출력 향상을

기대할 수 있다. 발전 효율로 대체하면 공냉식 발전 효율 20 %로 했을 경우

수냉식으로 하여 2.5 % 정도의 향상을 기대할 수 있다.

<Figure 23> Turbine condensing methods.


73

<Table 35> Property data of entropy and enthalpy

구분 터빈입구 증기터빈(복수기)출구 증기

변경 前 변경 後P(MPaG) 3 -76.0 kPaG -85.9 kPaG

T(℃) 300

H(kJ/kg, P=3) 2989.4 2618.09 2619.91

h`(kJ/kg, P=3) 1017.1 260.43 210.42

h``(kJ/kg, P=3) 2803.3 2612.7 2591.7

h``-h`(kJ/kg) 1786.2 2352.2 2381.3

S(kJ/kg·K, P=3) 6.5178 7.8891 8.1556

s`(kJ/kg·K, P=3) 0.8589 0.7071

s``(kJ/kg·K, P=3) 7.8730 8.0701

s``-s`((kJ/kg·K) 7.0141 7.3631

예를 들어 수냉식 응축기 도입에 따른 발전효율 향상 효과를 계산해보면,

먼저 고압증기의 저압증기화에 따른 엔탈피 변화량은, 변경 전의 경우 건도

80.68 %에서 단열팽창(등엔트로피)이므로 S=0.8589+건도×7.0141=6.5178이 된다.

추기증기 이론엔탈피는 H1=260.43+0.8068×2352.2=2158.2 kJ/kg이 된다. 그러므로

이론 열낙차는 H-H1=2989.4–2158.2=831.2 kJ/kg이다. 따라서 실제 유효 열낙차인

H1–H2는 처리시설별 특성치인 팽창효율을 60 %로 가정할 경우 H1–H2=831.2×0.6

=498.7 kJ/kg이 된다. 변경 후의 경우 건도 78.92 %에서 단열팽창(등엔트로피)

이므로 S=0.707062 +건도×7.36313=6.51784이고, 추기증기 이론엔탈피는 H1=21

0.4+0.7892×2381.3 =2089.7 kJ/kg 이다. 그러므로 이론 열낙차는 H1-H2=2989.4

–2089.7=899.7 kJ/kg이다. 따라서 실제 유효 열낙차는 설비 특성치인 팽창효율

을 60%로 가정할 경우 H1–H2=899.7×0.6=539.8 kJ/kg이 된다. 그러므로 증기

터빈 배기 압력 변화에 따른 엔탈피 증가율은 (539.8-498.7)/498.7=0.0824이므

로 약 8.2 %의 엔탈피가 증가가 가능하고 이들 엔탈피 증가 정도를 발전효율

로 환산하면, 일본 환경성 자료에 의하면 엔탈피 13 % 증진에 발전효율 2.5

%증진하는 것으로 제안되어 있기 때문에 이러한 결과를 산술적으로 적용하면

계산 가능한 증기터빈 배기압력 –85.894 kPaG에서 발전효율은 약 1.6 % 증가

가 가능한 것으로 계산되었다.


74

(4) 발전효율 향상효과분석 (종합)

<Table 36>에 요소기술 별 조건변화에 따른 발전효율 향상 효과를 수록하

였다. 열 회수 능력 향상과 관련한 저온이코노마이저의 경우 NCV, 배가스량

및 보일러출구 배기가스 온도 변화에 대한 발전효율 개선 효과의 경우 최소

0.29에서 최대 1.83 % 증가되는 것으로 나타났으며 평균적으로 0.85 % 증가

하는 것으로 나타났다. 낮은 공기비의 경우 NCV, 배가스량 변화와 함께 기준

연소공기비 1.8에서 공기비를 낮춤에 따라 최소 0.17에서 최대 1.88 %의 발전

효율 향상이 가능하였으며 평균 0.74 % 향상이 가능한 것으로 나타났다.

증기의 효율적 이용과 관련하여서는 탈질을 위해 저온 촉매를 적용한 경

우 최소 0.15에서 최대 0.91 %의 발전효율향상이 가능한 것으로 분석되었으며

평균적으로는 0.45 % 향상이 가능한 것으로 나타났다. 고효율 건식 배가스 처

리를 적용한 경우 표 36에 수록된 NCV, 배가스량 및 습식공정재가열온도 변

화 조건에 대해 최소 1.09 %, 최대 3.50 %, 평균 2.02 % 발전효율 향상이 가

능한 것으로 나타났다. 또한 백연저감 미적용 또는 백연저감 장치 중지의 경

우 주증기량 점감에 기인하여 평균 0.7 % 발전효율이 증가하는 것으로 나타

났으며, 배수폐쇄 시스템 미적용의 경우 보일러출구 배기가스의 온도를 낮춤

으로서 최소 0.28 %, 최대 1.83 %, 평균 0.85 % 증가가 가능한 것으로 나타났

다.

증기터빈 시스템 효율향상을 통한 발전효율 향상을 위해 고온·고압 보일

러를 적용한 경우 증기조건 2 MPaG×300 ℃(기준)에서 6 MPaG×600 ℃까지

증가시키는 경우 최대 71.27 %, 평균 35.83 % 발전효율 증가효과가 있는 것

으로 나타났다. 추기복수터빈 및 수냉식 응축기이 경우 각각 1.7 %, 1.6 % 발

전효율 증가가 가능한 것으로 나타났다.


75

<Table 36> Comprehensive results of the power generation efficiency improvement from waste-to-energy high efficiency

발전효율 향상에 관한 기술적인 요소

발전효율개선효과

(최소 – 최대)

%

발전효율 비교조건

열 회수능력강화

①저온이코노마이저

0.85(0.29 – 1.83)

- NCV: 2000∼3000 kcal/kg, 배가스량: 5,000∼7,000 m3/ton- 보일러출구 배기가스 온도: 250 ℃→(230, 210, 190 ℃)

②낮은공기비

연소0.74

(0.17 – 1.88)- NCV: 2000∼3000 kcal/kg, 배가스량: 5,000∼7,000 m3/ton- 연소공기비: 1.8→(1.7, 1.5, 1.2, 1.0)

증기의효율적 이용

①저온촉매

탈질0.45

(0.15 – 0.91)- NCV: 2000∼3000 kcal/kg, 배가스량: 5,000∼7,000 m3/ton- 촉매입구온도: 210 ℃→(200, 190, 185, 180 ℃)

②고효율 건식 배기가스

처리

2.02(1.09 – 3.50)

- NCV: 2000∼3000 kcal/kg, 배가스량: 5,000∼7,000 m3/ton- 습식공정재가열온도: 120, 130, 140, 150, 160 ℃

③

백연저감 미적용 또는 백연저감 장치 중지

0.7(0.53 – 1.32) - 주증기량 저감 : 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0 %

④배수폐쇄 시스템 미적용

0.85(0.29 – 1.83)

- NCV: 2000∼3000 kcal/kg, 배가스량: 5,000∼7,000 m3/ton- 보일러출구 배기가스온도: 250 ℃→(230, 220, 210, 200, 190 ℃)

증기터빈시스템 효율향상

①고온고압 보일러

35.83(0.0~71.27)

- 증기조건: ·2 MPaG×300 ℃(기준)에서 압력 1 MPaG간격, 온도 50 ℃간격 ·압력: 2 MPaG → 6 MPaG, 온도: 300 → 600 ℃

②추기

복수터빈1.7

- 탈기기 가열용 증기 열원: 증기 → 터빈추기, 평균 추기량 9 % 기준

③수냉식 응축기

1.6 - 터빈배기압력: 76 KPaG → 86 KPaG

Ⅳ. 결 론❚

76

Ⅳ. 결 론

1. 실측자료를 활용하여 요소기술별 에너지회수효율 향상효과를 조사한 결과,

인버터 도입의 경우 평균 1.56 %, 최소 0.05 %에서 최대 6.62 %의 에너지 절

감이 가능하였고 저온촉매적용의 경우 평균 1.28 %, 최소 0.03 %에서 최대

2.52 %의 에너지 절감이 가능하였다.

2. 이코노마이저 출구온도 190 ℃, NCV 2,300 kcal/kg을 기준으로 배가스량

5000, 6000, 7000 m3/ton 변화에 따른 각각의 발전효율은 1.14, 1.36, 1.59 %

향상되었으며, 이는 배가스량 5000 m3/ton에 비해 7000 m3/ton의 경우 28.3

%의 발전효율 증가 효과가 있는 것으로 나타났다.

3. 과잉공기비 변화에 따른 발전효율 산정결과, 과잉공기비가 감소할수록 보

일러효율 및 발전효율은 증가하였다. 보일러 배가스량 7,000 m3/ton, NCV

2,300 kcal/kg, 과잉공기비 1.8을 기준으로 과잉공기비의 변화에 따른 발

전효율은 과잉공기비가 1.7, 1.5, 1.2, 1.0으로 감소함에 따라 발전효율의 경

우 각각 0.2, 0.61, 1.23, 1.64 % 증가하는 것으로 산정되었으며 과잉공기비

를 2.0으로 증가 시킨 결과 발전효율이 0.41 % 감소하는 것으로 나타났다.

4. 탈질을 위해 저온촉매를 적용한 경우 NCV 2300 kcal/kg, 촉매탑 입구온도

200℃ 에서 180℃ 까지 10 ℃ 간격으로 변화시킨 결과, 최소 0.19 %에서

최대 0.79 % 발전효율을 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다.

5. 고효율 건식 배가스 처리의 경우 재가열용 증기온도, NCV 및 배가스량

변화에 따른 발전효율 향상효과는 최소 1.09 %에서 최대 3.5 % 까지 향상

가능한 것으로 나타났다.

Ⅳ. 결 론❚

77

6. 백연방지시설 미적용에 따른 주증기량 증가를 통한 발전효율 결과, 주증기

량이 증가함에 따라 발전효율은 증가하였으며, 구체적으로는 백연방지시설

미적용에 따라 주증기량 2.0, 3.0, 5.0 % 증가한다고 가정할 경우 발전효율

은 각각 0.53, 0.79, 1.32 % 증가 하는 것으로 나타났다.

7. 배수클로즈시스템 미도입을 통한 보일러 출구온도, NCV, 배가스량(5000 ∼

7000 m3/ton)에 따른 발전효율은 배기가스 온도가 높아짐에 따라 발전효율

은 감소하였다. NCV 2300 kcal/kg을 기준으로 배기가스 온도 및 배가스량

변화에 따른 발전효율은 최소 0.38 % 에서 최대 1.59 % 까지 증가가 가능

한 것으로 계산되었다.

8. 증기온도 20 kg/㎠ × 300℃를 기준, 증기온도 300℃에서 50℃씩 증가시켜

500℃, 압력의 경우 20 kg/㎠에서 10 kg/㎠씩 증가시켜 60 kg/㎠까지 변화

시켜 전기생산량 변화를 조사한 결과, 온도와 압력이 증가함에 따라 전기

생산량은 증가하였으며, 기준 조건인 20 kg/㎠ × 300℃에 비해 40 kg/㎠

× 400 ℃에서 37.77 %, 60 kg/㎠ × 500 ℃에서 71.27 % 전기생산량이

증가되는 것으로 나타났다.

참 고 문 헌❚

78

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에너지 회수기준 및 환경인자 산정방법에 관한연구(ii) -...

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