rdf(refused derived fuel)기술

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기술시장정보

RDF(Refused Derived

Fuel)기술

(색인어 : 재생에 지, 체에 지, 고형화, 폐기물

재활용, Thermal Recycling)

2007. 4

제작기 명 : 한국과학기술정보연구원

산업정보분석

이 우([email protected])

본 자료는 '기술평가정보유통'사업의 참여기 이 작성한 자료로서, 본 자료

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<제목차례>I. 기술성 분석 11. 기술(제품)의 특징 1가. 기술의 개요 1나. 기술의 특성 21) 환경 측면에서의 RDF 특성 32) 에 지측면에서의 RDF특성 42. 기술 동향 6가. 해외 기술 동향 61) 유럽의 기술동향 62) 미국의 기술동향 73) 일본의 기술동향 8나. 국내 기술동향 103. 경쟁 신규․ 체기술 황 12가. 경쟁기술 황 121) 석탄슬러리(Coal Slurry) 122) 액화석탄(Liquified Coal) 가스화 기술 12나. 신규 체기술 황 131) 풍력시스템(Wind Energy System) 132) 태양열 발 시스템(Solar Thermal Electric Conversion) 133) 태양 발 시스템(Photovoltaic Power System) 13II. 시장성 분석 151. 시장 특성 15가. 시장 정의 15나. 시장의 개요 특성 15다. 시장진입장벽 162. 시장 황 16가. 국내시장 동향 17나. 해외시장 동향 183. 환경 분석 20가. 경쟁 황 20나. 정책ㆍ법 환경 22

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I. 기술성 분석

1. 기술(제품)의 특징

가. 기술의 개요

재까지 사용되는 에 지의 심인 화석연료의 매장량이 석유는 40년, 천연가

스는 60년, 석탄은 330년 동안 사용할 수 있는 양이 남아 있는 것으로 알려져 있어

서 에 지 약과 더불어 새로운 체에 지의 확보는 시 한 안이 되고 있다. 특

히 우리나라의 산업은 에 지 다소비 구조로 되어 있는데, OPEC을 심으로 한 산

유국들의 고유가정책이 지속되고 있고 앞으로도 계속될 것으로 상되므로 책이

시 하다. 우리나라의 체에 지 비율은 2000년까지 1.04%로서 OECD국가의 약

4%에 비해 매우 은 편이므로 정부는 2%달성시기를 당 의 2006년에서 2003년으

로 앞당기는 목표를 수립하 다. 재 국내 총 체에 지생산량의 상당부분을 폐

기물에 지가 차지하고 있고, 이것은 활용가능한 체 폐기물에 지의 20% 이하인

것으로 추정된다. 따라서 아직까지 활용되지 않고 있는 폐기물에 지의 극 인

활용여부가 체에 지 정책성공의 가장 요한 요소로 작용할 것으로 단된다. 한편 폐기물의 감량과 재활용에 많은 노력이 기울여지고 있지만 그 확충에 한

계가 있고 국토의 제한성으로 매립지의 확보도 어려움에 처해 있어서 소각율을 늘

여가야 하는 것은 불가피한 실로 되어 있다. 그러나 소형 소각로를 이용한 폐

기물의 직 소각은 기술 , 경제 문제로 인하여 상 으로 2차 환경오염이 클

수밖에 없어 소각로를 형화하여 가는 것이 추세이다. 이에 양질의 가연성 페기물

만 선별하여 우수한 연소성을 가지고, 성형시 장과 운반이 손쉬워 형 설비에서

의 소각도 가능하게 되므로 친환경 처리가 이루어질 뿐만 아니라, 균질한 고발열

연료로서의 기능을 가지므로 에 지 이용을 극 화할 수 있는 폐기물 고형연료

(Refuse Derived Fuel, RDF)는 최근 많은 심을 모으고 있다.

<그림 Ⅰ-1> 다양한 형태의 RDF

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미국, 일본 등의 선진외국에 있어서는 이미 30년 부터 RDF에 한 연구개발

을 진행하어 왔으며 재는 발 , 지역난방 등에 리 사용되고 있다. 특히 최근 일

본에서는 지방자치체의 소각을 체하는 기술로서 RDF를 이용한 화력발 소의 건

설에 박차를 가하고 있다.1980 에 형 RDF 제조시설을 확보하려다 실패한 국내에서는 폐기물성상의

변화와 함께 90년 후반부터 RDF기술에 한 본격 인 연구가 이루어져서 RDF제

조기술은 재 사업화가 가능한 수 에 도달한 것으로 평가된다. 그러나 아직까지

는 RDF를 안정 으로 사용할 수 있는 공해 사용시설의 충분한 확보가 이루어지

지 않은 상태여서 RDF기술이 활성화되지 않고 있는 실정이다. RDF를 사용할 수 있는 시설은 매우 다양하고 규모에 있어서도 소규모의 시설

부터 규모의 화력발 소까지 연료로 사용할 수 있다. 그러나 연소시 공해발생의

가능성이 미약한 선별된 RDF만 소규모 시설에서 사용할 수 있도록 하며 가능한 한

규모시설에서 RDF를 사용하는 것이 바람직하다. RDF 용 사용시설이 아니더라

도 공해방지시설이 잘 구비되어 있는 고로, 시멘트 킬른, 형 생활폐기물 소각로나

하수슬러지 소각로 등에서 보조연료로서 사용하는 것도 가능할 것이다.참고로 RDF의 제조 공정을 살펴보면 다음과 같다.

<그림 Ⅰ-2> RDF의 제조 공정도

자료 : RDF의 국내외 기술동향, 한국기계연구원, 2006

나. 기술의 특성

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RDF의 특성은 크게 환경 에 지의 두 가지 측면에서 살펴볼 수 있는데 환

경특성으로는 략 폐기물처리측면상의 특성, 기오염특성, 기타 잔류물 특성으로

나 수 있고 에 지특성으로는 연소특성, 건설비 유지 리비, 자원화특성으로

나 수 있는데, 이를 좀 더 구체화 하여 살펴보면 다음과 같다.

1) 환경 측면에서의 RDF 특성

(가) 폐기물처리상의 특성

- 가연성 폐기물이 선별, 쇄, 건조, 성형공정을 거치므로 균일하고 견고한 제

품특성을 갖게 되고 고형연료로써 이용이 가능하다.- 시설의 건설에 있어서 주민과 합의가 쉽다. 고형연료화 시설은 선별, 쇄,

건조, 성형공정으로 구성되는데 건조시 유 는 등유의 연소에 따른 열풍이 필요

하지만, 배연가스는 문제가 없다. 리싸이클 시설로써 지역을 표하는 시설이 되

기 때문에 지역의 이미지향상에 유리하다.- 폐기물 고형연료화에 따라서 모든 가연성 폐기물이 연료로 바 고, 열원으로

재이용하는 것이 가능하기 때문에 유효이용성이 높다. 고형연료를 사용함에 따

른 자원의 약도 된다.- 주민의 심이 높아지므로 폐기물 처리에 한 계몽이 용이하고 각종 폐기물

처리 책에 한 이해를 구하기 쉽다.- 폐기물 처리 시스템의 측면에서 보면 고형연료를 사용함으로써 사용처 사

용량 등이 장기 으로 안정되는 것이 필요하며 자치단체의 공공복지시설 등에서 사

용하는 방법 등을 고려해볼만 하다.

(나) 기오염 물질의 발생 방지 책

- 발열량의 변동이 으므로 완 연소(CO농도: 100ppm이하) 연소로내 온도

의 리가 용이하다. - 염화수소 발생농도가 낮다. 염화비닐수지 등 유기염소재질의 형제품이 고

형연료화의 인력선별 공정에서 강 제거되고, 한 소석회를 첨가시키므로 발생농

도가 낮다.- 다이옥신의 발생농도가 낮다.- 연료 의 수분이 10%이하이므로 배연가스 의 수분이 어서 연기로 인한

문제의 책이 필요 없다.- 일반 으로 속류의 염화물은 증기압이 높아서 휘발하기 쉽다. 고형연료

화 공정에서 형의 염화비닐류가 제거되고 소석회도 첨가되므로 속류의 염화

물이 게 생성되므로 비산이 다.

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- 연료 용 연소보일러에서의 매연발생농도가 낮기 때문에 집진장치의 부담이

경감된다.

(다) 기타 특성

- 연소재는 불연물이 미리 제거되므로 잔재량이 10%이하가 되며 한 고형화

된 연료이기 때문에 비산재의 발생량도 다.- 연소재 속에 속의 용출량이 고 비산재에는 염소계 라스틱 제거를

한 소석회 등이 첨가되어 있으므로 휘산하기 쉬운 속염화물의 생성을 억제하는

것이 가능하다.- 완 연소를 하기 때문에 소각재 의 미연소물은 매우 다.

2) 에 지측면에서의 RDF특성

(가) 연소특성

- 연소가 안정 이다. 제조공정에서 불연물이 미리 제거되고, 작게 쇄된 다음

에 혼합, 성형되므로 조성가연성분이 균일하여 발열량이 거의 4,000～4,500Kcal/kg 정도의 연료가 된다. 발열량이 일정하므로 연소에 필요한 공기량이 일정하고, 한

연료의 모양이 거의 일정하므로 열 도도 균일하다. 아래의 표는 한국기계연구원에

서 개발한 RDF를 비롯해서 여러 나라의 RDF샘 을 수집하여 bomb-calorie meter로 측정한 발열량을 나타내고 있다. 폐기물의 조성에 따라 다소 발열량이 달라 질

수 있으나 체로 균일한 값을 나타내고 있음을 알 수 있다.

<표 Ⅰ-1> RDF의 특성

크 기 재 료 발열량(cal/g)한 국(KMM) 외경 13cm

내경 2.5cm MSW 4533.6일 본(H시설) 외경 1cm MSW 4121.8

미 국원통 φ4.5cm 종이, 라스틱 4281.3

정방형 3 × 3cm 종이류 3510.8독 일 φ7cm 목재 4403.2


(나) 자원화의 특성

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- 열에 지의 회수율이 높다. RDF의 연소시 열발생은 다음의 이유로 인해 높

고 안정 이다.․열회수를 목 으로 한 용 보일러를 이용하므로 열회수효율이 높다.․RDF화 과정에서 건조, 쇄, 혼합 등으로 수분이 10%이하로 어들고 조성이

균일하므로 발열량이 거의 일정하다.․압축성형에 따라서 RDF의 형상이 균일하므로 열 도 등의 변화가 어서 연소

성이 매우 좋다.- 열이용의 범 가 넓다.․RDF의 운반, 보 이 용이하고 필요한 장소와 필요한 시기에 열이용이 가능하

다.․열이용의 형태에 합한 용 보일러를 선택함에 따라서 열이용 범 가 넓다. ․기존의 석탄보일러 등에서 이용이 가능하다.․발 이용에서는 석탄 화력발 소 등에서 석탄과 혼합 연소가 가능하다.< 사례 >․학교, 호텔, 병원, 사무실 등의 난방 탕

․화 , 야채, 과일 등의 하우스난방

․청소업 식품업의 탕

․제지공장, 시멘트제조업, 석회제조업, 제철소의 보조연료

- RDF발 시스템과 일반폐기물 소각발 시스템에서의 발 효율을 비교해서 조

사한 연구에 의하면 동일 발 의 경우가 소각발 에 비해 약 2.6배정도 효율이 높

은 것으로 보고되고 있다. 실제로 일본의 미에 에서는 RDF발 사업을 ‘지방공

기업경 활성화사업’으로 결정하여 수익사업으로서의 타당성조사를 마쳤고 국규

모의 ‘RDF화 국자치체회’를 결성하 으며 토치기 , 이바라끼 등을 비롯한

많은 지자체가 RDF사업을 결정하 다. 한 북큐우수시에서 제3섹터인 원개발사

의 주도로 20～30Mw 의 RDF발 소를 공하고 시험가동 에 있다.- 소 지방자치단체에 설치된 소형 소각로는 배출되는 폐기물의 발생량이

한정되어 있으므로 연속운 이 어렵고, 따라서 지속 이고 안정 인 에 지공 을

할 수 없으므로 폐열의 이용은 실질 으로 거의 이루어지지 않고 있다. 반면에

RDF는 아무리 소량의 폐기물이라도 고형연료화해서 필요한 장소에서 연료자원으로

사용이 가능하다.

(다) 건설비 유지 리비

- RDF시설은 인력선별공정, 쇄선별공정, 건조공정 압축성형공정으로 구성

되는데 이 에서 연소설비는 건조용 열풍발생로 뿐이고 한 배연가스 의 기오

염 물질의 농도가 낮기 때문에 높은 굴뚝 고도의 공해방지 설비가 필요 없다.

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한 설비도 단순하고 비교 소형이기 때문에 건물도 작고, 기계설비등도 렴하

다. 따라서 같은 규모의 폐기물 소각처리시설과 비교해서 설비비는 상당히 렴하

다. 그런데, 폐기물처리의 에서 보면, RDF를 연소해야만 비로소 폐기물처리가

완료되는 것이므로 RDF 용 보일러를 이용하거나 발 소와 같은 형 RDF사용 시

설을 건설해서 여러 곳에서 만들어진 RDF를 일 으로 처리하는 역화정책이 필

요하다.- 폐기물 1톤 당 RDF처리 비용은 소각처리시설보다도 높은 경향이 있지만 고

체연료로 매하거나 에 지회수율을 높임으로써 비용을 감할 수 있다.

2. 기술 동향

가. 해외 기술 동향

1) 유럽의 기술동향

RDF기술은 유럽이 발상지이지만 부 폐기물의 간처리시설로서 소각처리시

설의 고도기술이 발달되어 와서 폐기물이 가지고 있는 열에 지는 소각로에서의 열

이용 개념이 정착되어있기 때문에 RDF에 한 심이 낮다. 그러나 장래의 에 지

공 이 불안정하기 때문에 최근에 RDF가 새로이 인식되고 있다. 차후에는 EC를

심으로 한 RDF의 시장개발 RDF연소의 유해가스 규제 등에 한 것이 주요한

과제가 될 것으로 망되고 있다. 유럽에는 20여곳의 RDF 랜트가 건설되어 가동

인 것으로 알려져 있다.

<표 Ⅰ-2> 유럽의 표 인 RDF 랜트


유럽의 RDF는 이태리의 LEECE 랜트 이외에는 부 성형 RDF로 알려져 있

다. 가정폐기물과 종이류가 많이 포함되어 있으며 국이나 북유럽에서는 제조된

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RDF를 가정연료나 소산업용 보일러 연료, 지역난방용 연료로 사용하고 있다. 최

근에 에 지원의 확보측면에서 RDF에 한 심이 높아지고 있고 RDF 연소 배

연가스의 처리기술 등에 한 연구가 계속되고 있다.

2) 미국의 기술동향

미국의 RDF기술은 유럽에서 되어 발 연료원의 하나로 속히 기술개발이

이루어져, 가스처리를 동반한 RDF 용 소각 랜트가 개발되어 재에는 많은 RDF설비가 설치되어 있다.

미국은 RDF공정이 MRF(Material Recycling Facilities) 혹은 RRF(Resource Recovery Facilities)와 연계되어 선별에 많은 비 을 두고 있으며, Eddy Current를

이용한 알루미늄캔과 유리병의 분리, 라스틱 유리병의 색상별 분리, 라스틱

에서 PVC의 분리기술을 용하여 정 하고 자동화된 선별시스템을 개발함으로써

자원 재활용율을 크게 높인 RDF설비가 다수 설치되어 있다.미국의 표 RDF시설은 아래의 표에 나타낸 바와 같이 재 형RDF 랜트

15개, 석탄혼합연소 RDF 랜트 12개, 소형 RDF 랜트 14개 등이 알려져 있다.

<표 Ⅰ-3> 미국의 RDF 랜트 분포 황


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미국은 1972년부터 St. Louis시에서 설계용량 300t/d RDF공장이 최 로 가동

한 이후 1975년에 가동하기 시작하여, 재까지 이르는 가장 오래된 RDF공장인

Ames시의 200t/d 을 비롯한 30여개의 수백톤 형 RDF시설이 건설되었고

Rochester시의 설계용량 2000t/d 형 RDF시설도 건설되었다. 이들 에서

Ames와 Baltimore, Madison시 등 다수의 RDF시설이 잘 가동되고 있으나 Haverhill등의 RDF시설은 지하 는데 이들은 기술 문제보다는 경제성 문제 때문으로 알

려져 있어 RDF는 수요처와 계되는 주변 여건도 요한 요소로 작용하고 있음을

알 수 있다. 미국의 RDF는 아래의 <표 1-4>와 같이 ASTM에서 c-RDF(coarse), f-RDF(find), d-RDF(densi-fied)등을 1번부터 7번까지로 나 어 규격화하고 있을 정

도로 높은 수 이다.

<표 Ⅰ-4> ASTM에 따른 RDF의 분류


생산된 RDF는 부분 석탄 화력발 소에서 석탄과 혼합하여 력생산용 연료

로 사용하고 있으며 최근에는 RDF사용시의 배연가스 특성연구와 기오염방지를

해 연돌의 개선이나 석회투입기술등을 개발하고 있다.

캐나다에서도 RDF시설을 10여년 부터 가동하고 있으며 NITEP(the National

Incinerator Testing and Evaluation Program)를 미국 EPA와 공동으로 착수하여

1984년부터 5년간 RDF시설에서의 환경 향을 조사하는 등 RDF기술에 많은 심을

갖고 있다.

3) 일본의 기술동향

일본은 재 일반폐기물이 연간 약 5천만톤 정도 배출되고 있는데 소각율 75%

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와 매립 15%정도로 폐기물을 처리하고 있다. 최근에 소도시의 소형소각로에서

배출되는 다이옥신이 사회 으로 심간한 문제가 되고 있어서 <그림 1-3>과 같은 새

로운 페기물 처리지침을 시행하고 있다.후처리장치가 잘 설치된 형소각로는 상 으로 다이옥신 문제의 심각성이

지만 주로 소지방자치단체에 설치된 소형 소각로는 배출되는 폐기물의 발생

량이 한정되어 있으므로 연속운 이 어렵고, 따라서 운 시작과 정지과정 같은 비

정상조업이 빈번함에 따라 다이옥신 배출문제가 심각하므로 일본의 후생성은 아래

의 그림과 같은 폐기물처리 역화정책을 수립하 고 지자체별 사정에 맞게 형소

각이나 RDF화를 도입하도록 하고 있다. 일본의 RDF기술은 크게 RDJ방식과 가트

방식의 2종류로 나 수 있으며 건조공정의 순서와 첨가제의 종류를 달리하고 있고

나머지는 유사한 공정으로 구성되어 있는데, 건조 후 성형을 하고 소석회를 첨가하

는 RDJ방식이 실용화 랜트에 더 많이 용되는 것으로 나타나고 있다. 재 일본

에서 가동 인 RDF시설은 약 40여곳이며 그 분포도를 아래의 그림이 보여 다.

<그림 Ⅰ-3> 일본의 RDF 랜트 분포


일본의 RDF사업은 후생성의 신규지침시행 이후 매우 활발한 움직임을 보이고

있는데, 를 들면 97년 6월에는 RDF발 사업을 추진하기로 결정한 미에 을

심으로 결성된 ‘RDF화 국자치제회의’에 76개 지방자치단체가 이미 참가하 고

12월에는 동경가스사를 비롯한 31개의 유력기업이 ‘RDF/M 포럼’을 설립하여

RDF/M(Refuse Derived Fuel/Material)보 진에 박차를 가하고 있다. 일본 정부도

폐기물소각시설에만 지원하 던 폐기물 처리시설 국고보조 을 1994년 토야마 난

토 리싸이클센터의 RDF시설부터 국고보조지원시설로 결정하 고 재는 100톤/일

이하의 시설은 RDF시설을 권장하고 있으며 일본의 에 지기술개발 심기 인

NEDO(New Energy and Industrial Technology Development Organization)에서도

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RDF발 기술의 개발을 요과제로 지원하고 있다. 한 히타치, 가와사키, 수미토

모, 미쓰비스등 기업이 RDF기술 선발주자인 토오요넨키사 등의 소기업과 합작

하거나 자체 개발에 박차를 가하고 있어서 향후 일본에서 RDF기술의 보 은 속

히 증가할 것으로 상된다.

나. 국내 기술동향

재 고려자동화에서 기술 개발을 해 심을 모으고 있으나 이제까지 국내에서

는 실용화된 RDF 랜트가 없으며 과거에 몇 번의 시도가 있었으나 실패하 다.

1983년부터 1988년까지 서울 난지도 매립장에 1,500t/d규모의 형 RDF시설을 덴

마크 I. Kruger사로부터 도입하 는데 잠실운동장에서 배출된 폐기물은 RDF화가

가능하 지만 일반생활폐기물은 당시에 연탄재가 30%이상을 차지하 고 유럽보다

함수율도 높아서 정상가동에 실패하 다. 한 1991년 청주시에서 국내기업기술로

200m3/d RDF시설을 건설한 바 있으나 단 공정별 수지 불균형과 처리용량부족,

부실운 등으로 역시 폐기하 다.

<표 Ⅰ-5> 국내에서 시도 되었던 RDF 설비

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설치장소 주요제원 기술 황 문제

청주

․50ton/day

․생활 폐기물

처리

․국내기술로 시공

․단 공정별 수지불균형

․분진발생

․경제성 낮음

-처리비 수입 15,000원

-연료 생산비 28,400원

진해 ․150ton/day

․사업주체 : 진해에 지

․생활폐기물을 이용하 으나 잔고장

다발 경제성 없어 폐쇄

․연료 사용처 발굴 부족

주 ․200ton/day

․3년간 정상 가동하 으나 주변에

아 트 단지가 들어서면서 폐쇄

․연료 사용처 발굴 부족

서울 난지도 ․1500ton/day

․덴마크 I.Kruger사로부터 도입

․잠실운동장 배출 폐기물은 가능하

지만 일반폐기물은 당시 연탄재가

30%이상차지하고 함수율도 높아 정상가

동 실패

․충분한 기 자료 검토 없이 용량만 큰

것으로 설치하여 실패


연구실 으로는 ‘90년 반에 국책과제로 페목재와 폐PE Film을 혼합한

RDF를 제작하고 연소 성능을 실험한 연구사 가 있고, 함수율이 높은 음식폐기물

이 포함된 일반 가정폐기물을 상으로 한 RDF기술의 연구는 국책과제로 1996년에

처음으로 시작되었다. 한국기계연구원과 공동으로 고려자동화(주)에서 개발한 10톤/일 규모의 생활폐기물 RDF제조 Pilot Plant의 개발에 성공하고 재 상용화를 추진

에 있다. 그 외에도 월드크리 (주), 태화기계 등에서 상용화 RDF 제조시설을

갖추었으나 충분한 수요처를 확보하지 못하여 풀가동을 못하고 있다. 한 제조시

설에 따라 RDF의 직경, 도, 균질성 등 품질의 개선이 필요한 경우도 있다. RDF의 사용을 활성화하기 한 연구도 최근 활발하게 이루어지고 있다. 삼성

엔지니어링(주)와 한국기계연구원에서는 산업자원부의 연구비 지원을 받아 하수슬러

지/RDF 혼소를 한 유동층 소각로와 RDF 용 유동층 소각로를 개발 에 있다. 한국에 지연구원에서도 스토커형의 소형 RDF 소각로를 개발하고 있다.

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이와 같이 국내에서도 조만간 RDF 용 는 혼소용 소각로가 개발되어 RDF의 수요는 격히 늘어날 것으로 상된다.

3. 경쟁 신규․ 체기술 황

가. 경쟁기술 황

RDF와 같은 연료로써 최근 체 에 지로 부각되고 있는 것은 석탄슬러리와

액화석탄 석탄가스 등이다.

1) 석탄슬러리(Coal Slurry)

석탄슬러리에는 석탄-기름 혼합체(COM: Coal-Oil Mixture), 석탄-물 혼합체

(CWM: Coal-Water Mixture) 석탄-메타놀 혼합체(CMM: Coal-Methanol Mixture)가

있다. 세 가지 방법 모두 고체의 석탄을 액체상태로 만들어 수송 장을 용이하

게 하고, 사 에 유황과 같은 공해유발 물질을 제거하여 고 연료를 만든다는 것에

목 이 있다. 이 에서 가장 유망한 CWM은 유연탄 분말과 물을 약 70% 약

30%로 섞고 이것에 약 1%인 소량의 첨가제를 넣어 혼합체의 유동성과 안정성을 확

보한다. 이 게 만들어진 새로운 형태의 연료는 발열량이 약 5,000 Kcal/ Kg으로 유

류의 반 값이지만, 기존의 유류보일러를 약간만 개조해도 사용이 가능하다. 미국, 캐나다 일본과 같은 선진국에서 많은 실증실험 상용화가, 그리고 우리나라에

서도 연구소 기업체에서 연구, 개발을 수행한 바 있다.

2) 액화석탄(Liquified Coal) 가스화 기술

석탄(Gasified Coal)고체인 석탄을 액체연료로 변환시키는 기술을 석탄액화라 한

다. 이 기술은 크게 직 액화와 간 액화로 나뉜다. 석탄의 직 액화는 고체인 석탄

을 직 액체연료로 변환시키는 방법이고, 석탄의 간 액화는 석탄을 우선 가스화

하여 일산화탄소와 수소로 된 합성가스로 변환시킨 뒤 매하에서 반응시켜 탄화수

소유를 합성하는 방법이다. 석탄의 직 액화법 간 액화법에 의한 석유 체 연

료의 생산은 모두 경제 ·기술로서 정착되었다.석탄의 가스화기술은 석탄을 원료로 하여 연료가스, 화학공업용 합성가스나 수

소를 생산하는 것이다. 석탄의 가스화에는 열분해(건류), 부분산화, 수소화분해 등의

원리가 이용된다. 가스화과정에서 얻어지는 가스는 발열량에 따라 고칼로리(3만∼4만 2천 kJ·m) 가스화법, · 칼로리(4,200∼2만 1천 kJ·m)가스화법으로 분류되

는 경우가 많다.

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나. 신규 체기술 황

RDF를 체할 신재생 에 지 최근 각 을 받고 있는 것은 태양열, 태양

풍력 발 등이다.

1) 풍력시스템(Wind Energy System)

풍차를 사용하여 그 기계 인 힘을 이용한다던지 혹은 기로 변환시켜 사용한

는 이미 오래 일이다. 를 들어 네델란드의 풍차가 바다수 보다 낮은 내륙의

물을 퍼서 바다로 내보내는 역할을 하여 온 것은 구나 다 잘 아는 사실이다. 풍

력발 시스템이란 다양한 형태의 풍차를 이용하여 바람에 지를 기계 에 지로

변환하고, 이 기계 에 지로 발 기를 구동하여 력을 얻어내는 시스템을 말한

다. 재 비교 경제성이 양호하여, 신재생에 지 기술의 선두주자 의 하나로 뜨

고 있다. 재 세계 으로 풍력시스템의 연구, 개발이 활발하게 진행되고 있으

며, 독일과 같은 나라에서는 Mega Watt 풍차의 개발이 완료된 상태다. 한 미국

의 California주에는 규모의 풍차단지가 들어서 력을 생산하고 있다. 우리나라에

서는 Kilo Watt 소규모 풍력시스템의 개발이 연구소와 학계에서 진행 이며, 제

주도나 령과 같이 풍력자원이 풍부한 곳에 소규모 풍력시스템이 실험 으로 설

치되어 가동 이다. 그러므로 이러한 풍력발 을 이용한다면 산간이나 해안오지

방조제 등 부지를 활용함으로써 국토이용효율을 높일 수 있다.

2) 태양열 발 시스템(Solar Thermal Electric Conversion)

포물선 시형(Parabolic Dish-Type), 포물선사발형(Parabolic Bowl-Type), 혹은

포물선구유형(Parabolic Trough-Type) 집 형 태양열집열기(Concentrating Solar Collector)를 사용하여 고온의 태양열수증기나 열매체를 만들어 이를 이용하여 발

을 하는 시스템을 이른다. 미국, 불란서와 같은 몇몇 선진국에서는 보 을 한

Mega Watt 규모의 연구용 시스템을 설치, 실험하 으나, 우리나라에서는 연구소에

서 Kilo Watt 집 형 태양열집열기 시스템을 연구, 개발 이다. 그러나 이 시스

템은 재래식 발 시스템에 비해 기 투자비가 높은 이유로 규모 시스템 일수록

경제성이 높아지며 상업용으로 보 되기까지에는 상당한 기간이 지나야 될 것으로

생각된다. 지역 으로 맑은 날씨가 많은 곳에 합한 시스템이다.

3) 태양 발 시스템(Photovoltaic Power System)

태양 지(Solar Cell 혹은 Photovoltaic Cell)를 이용하여 태양 선을 직 직류

기로 변환 시킬 수 있는 이 시스템은 구성요소로 태양 지, 축 지, 인버터

- 14 -

(Inverter)와 제어장치가 있다. 보통 한개 용량이 1 Watt 이상인 태양 지 수십개로

구성된 태양 지 모듈(Module)을 시스템에 설치한다. 재 시 되고 있는 결정질 태

양 지 모듈의 효율은 약 13% 정도이다. 태양열 발 시스템과 같은 복잡한 과정을

거치지 않아도 되는 특이 있으며, 시스템 내에 움직이는 부분이 없어 내구성이 양

호하다. 태양 지의 기가격은 Watt당 수백불 이었으나 지 은 거의 Watt당 10 센트 아래로 떨어져 경제성이 있을 날이 얼마 남지 않았으므로 세계가 주목하는

신재생에 지 기술 의 하나이다. 선진국에서는 소규모(Kilo Watt )에서 규모

(Mega Watt ) 시스템이 설치되어 가동 이며, 우리나라에서도 아차도, 마라도, 도 등 외딴섬에 소규모 시스템이 설치되어 그곳 주민들의 생활 원으로 사용되고

있다.

- 15 -

II. 시장성 분석

1. 시장 특성

가. 시장 정의

재 국내에서 부분 매립 는 소각처리하고 있는 생활폐기물 사업장폐기물

에는 발열량이 높은 라스틱, 종이와 같은 가연성폐기물이 많이 포함되어 있음에

도 불구하고 유효한 에 지자원으로 활용되지 못하는 경우가 많다.화석연료의 부분을 수입에 의존하고 있는 우리나라는 국가의 산업경쟁력 제고

측면에서 신재생에 지( 체에 지)의 확보가 필수 이며 여러 종류의 신재생에 지

에서 폐기물에 지가 많은 부분을 감당해야 할 필요성이 있다. 이러한 에서

상기술인 폐기물고형연료(RDF, Refused Derived Fuel) 기술은 우리나라의 경우에

있어서는 매우 유용한 기술 이라고 할 수 있다.폐기물고형연료(RDF)의 시장은 신재생에 지 시장의 일부로써 향후 환경 문제

등으로 인해 시장 규모가 차 확 될 것으로 상되고 있는데, 본 에서는 신재

생에 지 시장 환경산업 시장의 반 인 상황을 심으로 가연성폐기물고형원

료와 련된 국내외 시장 황을 분석하 다.

나. 시장의 개요 특성

재생 에 지 시장은 에 지 시장 역의 교차로에 해당한다. 이는 공공성 확보

가 필요하며 이에 따른 기술개발의 우수성과 비용의 향상이 요구된다. 한, 산업성

장의 기여가 고려되기 때문이기도 하다.

최근의 재생에 지의 심과 기 는 21세기에 들어와서 지속가능한 개발과 함

께 주요한 요소로 근해 오고 있다. 특히, 미래에 지원의 요구에 한 갈망과 자

원고갈의 불안함에 한 기 가 크며, 지구온난화 문제에 비하는 온실가스 감

노력의 체 략으로 더욱 기 를 모으고 있다.

최근의 재생에 지 공 서비스에 한 분석에 의하면 세계 으로 참여

하고 있는 업체의 분포는 유럽이 59%로 가장 활발히 움직이고 있으며, 다음으로 북

미 22%, 아시아 8% 등으로 활동하고 있다.

<그림 Ⅱ-1> 세계 재생에 지 공 서비스 업체 분포

- 16 -

유럽, 59%

아시아, 8%

아프리카, 4%

북미, 22%

남미, 2% 기타, 5%

자료 : 에 지 기술 확산 실용화 이 사업, 2005, 한국에 지기술연구원

재생에 지 시장의 특징은 에 지시장의 틈새시장 분야인 계로 독립 인 사

업 추진보다는 여러 사업을 병행하여 추진하고 있다는 이며, 사업 참여 업체의

60% 이상은 매 증가를 측하며, 규모를 차 확 해 가고 있다는 이다.

한, 재생에 지 시장은 기술의 향상도가 크게 비 을 차지하는 기술시장의

표본이라고 할 수 있으며, 정부, 련 산업, NGO, 소비자 등 다양한 이해 계자가

유기 인 구성을 이루고 있다고 볼 수 있다.

다. 시장진입장벽

재 RDF의 시장 확 에 있어서 가장 큰 장벽이 되는 것은 기술 인 문제라고

할 수 있다.RDF 기술은 몇 가지 치명 인 단 을 극복해야 하는 숙제를 안고 있다. RDF의

특성상 각종 물질이 섞일 수밖에 없는데 이를 연소시키면 각종 유해물질이 배출되

기 때문에 자칫 다른 환경오염 논란을 부를 수 있다. 이러한 논란은 사용자와

각종 사회단체로 하여 , RDF의 효용성 보다는 문제 을 부각시키는 요인이 될 수

있으며, 이러한 요인은 시장의 성장을 크게 해 할 수 있다. 다른 장벽은 RDF의 연료로써의 경제성 문제라고 할 수 있다.

폐기물을 연료화 시키는데 필요한 비용이 기존 연료를 사용하는 경우보다 높을

경우, 부분의 수요자에게는 불이익을 래하기 때문에 환경 문제 등 에 지 자체

로써의 본질 문제 이외의 다른 필요 요인을 용시켜 정책 인 시장을 형성 할

수밖에 없다. 이러한 문제는 RDF 공 자의 사업 기회 요인을 축 시키는 상황으

로 이어져 시장의 활성화에 걸림돌이 될 수 있다.

2. 시장 황

- 17 -

가. 국내시장 동향

재 RDF의 국내 시장은 보 단계로써 연료 자체의 시장 규모는 크지 않다고

볼 수 있다.

우리나라의 신재생에 지 사용 비율은 1차 에 지를 기 으로 2004년도에 약

2.2%에 그쳐, 유럽, 북미 국가에 비해 매우 미미한 수 이다.

<그림 Ⅱ-2> 주요 국가의 재생에 지 사용 비율

13

6.4

4.5 3.8 3.7

2.2

0

2

4

6

8

10

12

14

이용율(%)

덴마크 프랑스 미국 독일 일본 한국

국가

자료 : 신재생에 지 정책추진 황, 산업자원부, 2006

하지만 신재생에 지 폐기물을 이용 비율은 약 70%로써 여타 분야에 비해

높은 편이다.

<그림 Ⅱ-3> 국내 신재생에 지 이용 황

폐기물, 69.4%

풍력, 0.7%

수력, 26.1%

바이오, 2.9%태양광, 0.1%

기타, 0.8%

자료 : 신재생에 지 정책추진 황, 산업자원부, 2006

우리나라는 국내 수요 에 지의 약 96%를 수입에 의존하고 있는데, 통계청 자

- 18 -

료에 따르면 2005년 국내 에 지 총 수입액은 약 426억불에 달하고 있다.

이러한 에 지 수입액과, 신재생에 지 사용율 신재생에 지 폐기물 분

야의 비율을 종합해 보면 우리나라의 폐기물을 이용한 에 지 시장 규모는 략

으로 6억2천만불 정도로 상되며, 상 기술인 RDF 시장 규모는 이보다도 작을

것으로 추정된다.

<그림 Ⅱ-4> 우리나라의 최근 원유 도입 황

0

50

100150

200

250

300

350

400450

원유도입액(억불)

2001 2002 2003 2004 2005

년도

자료 : 통계청, 2007

하지만, 2001년 이후 2005년 까지 우리나라의 원유 도입 황을 살펴보면 2001

년 약 200억불 규모에서 2005년에는 426억불 규모로 증가하고 있어 연평균 성장률

(CAGR) 18.5%를 보이고 있다. 따라서, 향후 RDF 시장 규모도 이와 유사한 성장을

할 것으로 측된다.

나. 해외시장 동향

본 에서 RDF의 이용이 활성화 되어 있는 유럽을 심으로 RDF의 해외 시장

동향을 분석하 다.

2000년 기 으로 유럽에서 생산된 RDF량은 연간 1,380,000톤이며, 독일이 년간

500,000톤으로 가장 많이 생산하고 있고 네델란드와 이태리에서도 많이 생산되고

있다. 독일에서는 RDF의 반을 시멘트소성로에서 사용하고 있다. 네델란드는 연간

145,000톤의 RDF를 수출하고 있다.

2005년 유럽의 RDF생산 추정량은 약 13,050,000톤 정도로 , 2000년에 비해 5년

사이에 RDF생산량이 약 9.5배로 증한 것으로 분석되고 있다.

최근에 유럽에서 RDF가 매우 요한 재생연료로 인식되고 있는데, 2000년에는

RDF를 생산하지 않았던 그리스, 룩셈부르그 등 많은 국가에서도 2005년도에는

RDF를 생산하고 있으며 국가 간 RDF교역량은 더욱 증가하고 있다.

- 19 -

<표 Ⅱ-1> 유럽의 RDF 시장 상황

(1) 2000년 황

Nations Production Consumption - Export/lmport + Note% CKkt / a toe / a kt/a toe / a kt / a toe / a

Austria 100 50000 100 50000 7Belgium <100 <50000 <100 <50000 0 0FInland 170 58000 170 58000 0 0 0Germany 500 250000 500 250000 0 0 50ltaly <200 <100000 <200 <100000 0 0Netherlands 250 100000 15 6000 -145 60000 20Un. Kingdom 60 30000 60 30000 0 0 0Total 1380

(2) 2005년 추정

Nations Production Consumption - Export/lmport + △2000%kt / a toe / a kt/a toe / a kt / a toe / a

Austria 500 250000 500 250000 0 0 400Belgium 300 150000 300 150000 0 0 200FInland 350 120000 350 120000 0 0 100France 1000 500000 0 0 -1000 -500000Germany 4000 2000000 5000 2500000 +1000 +500000 700Greece 500 250000 500 250000 0 0lreland 500 250000 500 250000 0 0ltaly 2000 100000 2000 1000000 0 0Luxembourg 50 25000 50 25000 0 0Netherlands 1500 600000 1000 400000 -500 -200000Norway 150 75000 150 7500 0 0Portugal 500 250000 500 250000 0 0Spain 1000 500000 1000 500000 0 0Sweden 500 250000 1000 4500000 +500 +200000Un. Kingdom 200 100000 200 100000 0 0 200Total 13050

kt/a=1000 tons per year

toe/a= tons oil equivalent per year

% CK= % of consumption that occurs in cement kilns

△2000= Difference from year 2000

자료 : 가연성 폐기물 고형연료의 경제성 분석 제도도입에 한 연구, 수도권매

립지 리공사, 2006

- 20 -

3. 환경 분석

가. 경쟁 황

재 RDF의 매는 유럽의 경우, 국가간 교역이 이루어지고 있는 상황이나, 그

외 나라의 경우는 부분 자국내에서 소비되고 있는 실이다. 따라서 본 에서는

유럽과 일본의 RDF 품질 기 을 기 로 하여 유럽과 일본의 RDF 련 경쟁 황

을 분석하 다.

◌유럽

Refuse Derived Fuel (RDF)에 한 명확한 정의는 국가마다 다르므로 재 유

럽에서는 통일된 유럽 품질 표 화 작업이 진행 이다. 재 유럽 주요 국가의

RDF 품질규격 주요 내용을 요약해 보면 다음과 같다.

<표 Ⅱ-2> 핀란드의 RDF 품질 규격

구분항 목

(D.B.)단

품질 등

I II III

1 염소 함량 %(m/m.) <0.15 <0.50 <1.50

2 황 함량 %(m/m.) <0.20 <0.30 <0.50

3 질소 함량 %(m/m.) <1.00 <1.50 <2.50

4 K Na 함량 %(m/m.) <0.20 <0.40 <0.50

5 Hg 함량 mg/kg <0.1 <0.2 <0.5

6 Cd 함량 mg/kg <1.0 <4.0 <5.0

자료 : 가연성 폐기물 고형연료의 경제성 분석 제도도입에 한 연구, 수도권매립

지 리공사, 2006

<표 Ⅱ-3> 독일의 RDF 품질 규격

- 21 -

항목속 농도 (mg/kg)

간값 80퍼센트 값

Cd 4 9Hg 0.6 1.2Tl 1 2As 5 13Co 6 12Ni 25/80 50/160Se 3 5Te 3 5Sb 25 60Cr 40/125 120/250Mn 50/250 100/500V 10 25Sn 30 70Be 0.5 2


지 리공사, 2006

◌일본

일본의 RDF품질표 은 비표 격인 TR(Technical Report)이 제시되었으며 주

요 내용은 다음의 표와 같다. 일본은 성형RDF만 인정하며 발열량 3,000kcal /kg 이

상, 수분 10% 이하, 회분 20%이하로 정하 고 염소, 황 유해 속 등은 기 값을

정하지 않고 분석값을 표기만 하도록 하 다.

<표 Ⅱ-4> 일본의 RDF 품질 규격

항목 Standard No. 기 값 Test Standard No.

크기(mm) TR Z-0011 지름 10~50 JIS B7570

발열량(kcal/kg) TR Z-0011 3,000 이상 JIS Z 7302-2

수분(%) TR Z-0011 10 이하 JIS Z 7302-3

회분 TR Z-0011 20 이하 JIS Z 7302-4

Hg, Cd, Pb, Al, Cr, As, Se TR Z-0011 미정(표기) JIS Z 7302-5

Cl TR Z-0011 미정(표기) JIS Z 7302-6

S TR Z-0011 미정(표기) JIS Z 7302-7

N TR Z-0011 미정(표기) JIS Z 7302-8

겉보기 도 TR Z-0011 미정(표기) JIS Z 7302-9

분화도 TR Z-0011 미정(표기) JIS Z 7302-10


지 리공사, 2006

나. 정책ㆍ법 환경

국내에서는 ‘폐 라스틱 고형연료제품의 품질기 ․사용처 등에 한 기 ’(환

경부고시 제 2003-127호)을 고시한 후 년간 약 2만톤의 RPF를 생산하 고 생산된

RPF의 부분은 시멘트소성로에서 사용되었고 일부가 제지공장에서 연료로 사용되

었다. 최근에 석탄가격의 상승으로 인하여 시멘트 공장이나 제지공장 등에서 석탄

사용처로부터 RPF공 요청이 많아지고 있으며 그에 따라서 앞으로 생산업체의 운

반비 부담 등이 감소할 것으로 망된다.

그리고 석탄화력 열병합 발 소에서 RPF를 혼소하는 기술이 연구가 되고 있으

며 RPF 용 발 보일러 개발도 진행되고 있다. 국내에서 생활폐기물을 원료로 하는

RDF 랜트는 원주시가 환경부 재활용설비 국고지원사업으로 80톤/일 규모(16시간

운 기 ) 랜트 설비를 건설 이고 2007년 상반기에 본격 으로 가동될 정이

다. 이 랜트는 외국 기술을 도입하는 경우에 비하여 약 1/3 이하로 건설이 가능

함으로서 많은 외화의 약과 나아가 수출에 의한 외화획득에도 기여할 것으로 보

고 있다. 생산되는 RDF는 시멘트 공장에서 연료로 사용될 정이며 일부는 원주시

의 신청사 냉난방용 보일러 연료로 사용하는 방안이 추진되고 있고 한 최근에 여

러 석탄사용업체에서 유상 구매에 한 제의도 있는 상태이다. 공정은 RPF공정에

건조공정과 탈취공정 집진공정 등이 추가되며 건조에 지는 LFG가 사용될 정

이다.

폐기물 리법상으로 RDF제조공정을 폐기물의 간처리로 간주할 경우 RDF는

사업장폐기물에 해당되며, 동 제조시설에 배출시설이 설치된 경우에는 사업장배출

시설계폐기물로 분류된다. 한 RDF의 처리방법은 규정에 따라 소각하여야 한다.

다만, 에 지회수기 을 만족하는 경우에는 에 지로 재활용할 수 있다. 자원의

약과 재활용 진에 한 법에는 RDF가 재활용가능자원으로 제조할 경우 재활용제

품으로 인정하고 있다. 산업자원부에서 제정한 신에 지 재생에 지 개발․이

용․보 진법에도 폐기물에 지의 한 종류로 고체연료를 명시하고 있다.

- 23 -

【참고문헌】

1. 국내문헌

[1] 04 생활폐기물 소각시설 운 황, 환경부, 2005.

[2] 강남구 폐기물종합처리시설 건설공사 기본계획서, 2005.

[3] 2002 국 폐기물 발생량 처리 황, 2003.

[4] 환경성을 고려한 RDF의 품질표 화 연구, 산업자원부, 2003

[5] 가연성 폐기물 고형연료의 경제성 분석 제도도입에 한 연구, 수도권매립지

리공사, 2006.

[6] 신재생에 지 정책추진 황, 산업자원부, 2006

[7] RDF의 국내외 기술동향, 한국기계연구원, 2006

[8] 가연성 폐기물 고형연료의 경제성 분석 도입제도에 한 연구, 산업자원부,

2006

2. 신문 등 정기간행물

[1] 한국경제 2004년 11월 2일

[2] 자신문 2003년 7월 9일

[3] 산업자원부 공고 제2002-108호

3. 인터넷 사이트

[1] http://www.yeskisti.net/yesKISTI/index.jsp (과학기술정보포털사이트)

[2] http:/www.mctnet.org (부품소재종합정보망)

[3] http://www.nso.go.kr(통계청)