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시화지구 악취 60%·먼지 20% 잡는다

K-water, 국내 첫 '환경에너지센터' 기공
활성탄 손실 없이 100회 이상 사용 신기술
폐활성탄 재생해 사업장 공급
연 3만G㎈ 신재생에너지 생산
연 30억 운영비 절감·경영 개선
융복합 수익모델·수출도 확대

2018년 06월 13일 00:05 수요일
▲ 환경에너지센터 조감도
▲ 전량 수입에 의존하는 고가의 신규 활성탄.



















시화 멀티테크노빌리지(MTV)에 국내 최초로 악취, 미세먼지 등 대기환경 개선과 폐활성탄 재생부산물을 활용한 신재생(열)에너지를 동시에 생산하는 환경에너지센터가 건립된다.

K-water 시화사업본부는 안산시 단원구 시화 MTV 5-10블록에 안산·시흥 스마트허브(옛 반월·시화공단) 지역의 대기환경 개선을 위해 환경에너지센터 폐활성탄 공동재생시설 구축사업을 추진한다.

시화지구 환경개선 특별대책의 일환으로 진행되는 이 사업은 2024년 준공을 목표로 총사업비 390억원을 들여 6600㎡ 부지에 1, 2단계로 나눠 하루평균 활성탄재생 총 45t(1, 2단계 각 22.5t/일) 처리 시설용량 규모의 시설을 구축한다.

지난 8일 기공식과 함께 공사에 들어간 환경에너지센터 활성탄공동 재생시설은 시화MTV 내 약 2500㎡의 부지에 3층 규모의 관리동, 폐활성탄재생동, 설비제작동 등으로 구성되며, 자체 생산한 열에너지를 이용해 냉·난방을 하는 에너지자립형 건물로 건설된다.

◆환경에너지센터

환경에너지센터 1단계 사업은 280억원의 사업비를 투자해 일 22.5t의 폐활성탄 재생과 열생산 2만5000G㎈(기가칼로리)/년을 생산할 수 있는 시설을 2020년 상반기까지 구축 완료하고, 2024년까지 48억6000만원의 예산을 투입해 일 22.5t의 폐활성탄을 재생할 수 있는 시설을 갖춘 2단계 사업을 완료할 계획이다.

폐활성탄 공동재생시설은 반월·시화공단 사업장에서 대기오염물질을 저감하기 위해 사용하는 폐활성탄을 적기에 회수, 재생해 저렴한 가격으로 재공급하고 재생 부산물은 완전 연소시켜 신재생(열)에너지로 전환하는 기능을 수행하게 된다.

이 사업을 통해 반월·시화 공단 내 악취배출량의 60%, 미세먼지의 20%가 저감될 것으로 예상된다.

또한 연간 3만G㎈의 신재생(열)에너지 생산과 함께 연간 30억원 이상의 방지시설 운영관리비 절감을 통해 영세업체의 경영 개선에도 기여할 전망이다.

K-water는 지난해 11월14일 안산시, 시흥시와 '환경에너지센터 구축 및 운영 사업 공동개발 협약'을 체결했다.

협약에 따라 이들 기관은 앞으로 ▲시화나래 환경에너지센터 사업의 원활한 추진을 위한 상호협력 ▲사업의 범위 및 업무분담 ▲협약기관이 공동으로 참여하는 특수목적법인(SPC, Special Purpose Company)의 설립 및 운영 등을 추진한다.(환경센터 조감도 참고)

◆환경에너지센터 구축 배경

수도권에 집중된 과밀한 인구와 공장들을 적절히 분산시키기 위해 1970년대 조성된 반월·시화 국가산업단지에는 현재 1만5000여개의 사업장이 입주해 전국에서 단위면적당 가장 높은 밀집도를 보이고 있다.

특히 산업단지에 다수의 대기오염물질 배출업체가 입주하면서 악취 민원이 지속되는 등 지역의 대기오염문제가 사회적 이슈로 대두됐다.

이들 대부분은 소규모 영세업체들로 대기오염 방지시설에 많은 투자를 할 수 없어 환경관리에 취약한 구조적인 문제를 안고 있다.

K-water는 이러한 지역의 환경문제를 해결하기 위해 2004년 1월 정부, 지자체, 시민단체, 전문가 등이 참여하는 민간협의체인 '시화지구 지속가능발전협의회'를 구성하고 논의를 거쳐 2004년 총 3551억원 규모의 '시화지구 대기개선특별대책 로드맵'의 추진을 합의했다.

여기에 소요되는 예산은 전액 시화 멀티테크노밸리 개발 이익금으로 조달하기로 했다.

이후 '대기오염물질 배출업체 전수조사', '소각시설 공영화 타당성 검토', '대기개선기금 지원' 등의 다양한 사업을 시행했다.

개별 사업장들 역시 배출허용기준을 준수하기 위해 다양한 방지시설을 운영하고 있으며 그중 대표적인 방지시설이 활성탄 흡착탑이다.

활성탄은 내부에 미세기공을 갖고 있어 휘발성 유기화합물질(VOCs)이 흡착돼 제거되는데 이러한 활성탄의 흡착능력은 한계가 있어 적기에 교체해 주어야만 제 기능을 발휘할 수 있다.

그러나 활성탄은 전량 수입에 의존하고 있으며 가격이 비싸 적기 교체가 어려운 실정이다.

이러한 이유로 수명이 다한 활성탄을 계속 사용하다보니 오염물질을 제대로 걸러내지 못하게 되고 심지어는 배출되는 공기가 더 오염되는 악순환이 반복되고 있다.

K-water는 이러한 악순환의 고리를 끊어 시화지역의 대기오염을 해소하기 위해 두가지 사실, 즉 활성탄 흡착탑의 적정한 관리와 함께 활성탄에 가연성 가스가 흡착돼 있다는 사실에 주목했다.

가연성이 있다는 것은 태웠을 때 열을 생산할 수 있다는 것이고, 열은 곧 전기와 같은 에너지를 만들 수 있다는 것에 착안해 국내외에서 한번도 시도된 적이 없는 새로운 기술을 개발하게 됐다.(신규활성탄 참고)

◆폐활성탄 저온재생

'시화나래 환경에너지센터'는 시화·반월공단에서 수명이 다한 폐활성탄을 적기에 수거해 오염물질을 탈착시킨후 다시 흡착능력이 뛰어난 활성탄으로 재생해 저렴한 가격(신재품 갸격의 약 70% 정도)에 업체에 다시 공급하고 탈착된 오염물질은 연소시켜 에너지원으로 활용하게 된다.

이러한 신기술의 첫 단계는 폐활성탄에 흡착된 가연성 오염물질을 활성탄의 손실 없이 100회 이상 사용할 수 있는 저온열풍 재생공정이다.

폐활성탄에 150~200도의 열풍을 가해 흡착된 오염물질을 탈착시켜 연소기의 연료로 공급하는 탈착공정으로서 본 신기술의 핵심이라고 할 수 있다.

두 번째는 탈착된 오염물질의 연소과정이다. 열 함량이 높은 오염물질이 연소기로 유입되면 약 900도의 고온이 발생하게 되는데 이 열은 온수 및 발전용 스팀을 만드는 열원으로 사용하게 된다.

마지막 세 번째 공정은 연소가스의 냉각과 열 회수 과정이다.

고온의 가스를 외부로 직접 배출시키지 않고 1차적으로는 탈착된 가스를 연소기에서 쉽게 태울수 있도록 승온하는데 사용하며, 2차적으로 외부의 찬 공기를 가온해 탈착용 열풍을 만드는데 사용하는 것이다.

이렇게 두 번의 열 교환 과정을 통해 100도 이내의 찬공기로 냉각된 연소가스는 외부로 배출되게 된다.

K-water는 '폐활성탄 저온재생'과 관련한 5건의 지식재산권을 보유하고 있다.(폐활성탄 공동재생시설 에너지생산 개념도 참고)

◆지역의 대기환경개선에 획기적인 역할 기대

'시화나래 환경에너지센터'가 완공되면 시화·반월산단에서 배출되는 악취물질 총량의 약 60%가 저감되며, 오염물질을 태워 생산된 폐열(3만Gcal/년)은 집단에너지공급시설 등에 판매해 새로운 수익을 창출하거나 수영장과 같은 주민복지 시설에 공급함으로써 공익성과 수익성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또한 전량 수입에 의존하던 고가의 활성탄을 저렴한 비용으로 업체에 재공급함으로써 업체의 환경비용 절감을 도모하고 지역주민들의 악취민원으로 인한 사회적 갈등을 근본적으로 해결하는 등 1석 3조의 효과를 거두게 된다.

기후변화와 환경오염으로 인해 전세계적으로 재생에너지산업에 대한 관심이 높아지고 있는 만큼 K-water는 타 산업단지를 비롯해 해외진출을 위한 수익사업 모델로 확대 추진해 나간다는 방침이다.

K-water는 체계적인 업체 관리를 통한 환경오염방지와 영세업체의 비용 절감을 통한 공익성 실현, 신재생 에너지 판매를 통한 수익 창출이라는 생태순환형 에너지시스템의 달성을 통해 시화 MTV와 송산그린시티를 비롯해 국제테마파크의 성공적 추진을 위한 지역 대기질 개선에 획기적인 전기를 마련할 계획이다.

이학수 K-water 사장은 "환경에너지센터는 기업 환경관리 비용을 절감하고 대기환경 개선과 더불어 추가적인 열에너지를 생산하는 새로운 형태의 친환경 융복합 사업모델"이라며 "국내 최초로 시도하는 이번 사업이 성공적인 친환경 사업 모델로 정착할 수 있도록 최선을 다하겠다"고 밝혔다.

/안산=안병선기자 bsan@incheonilbo.com

/이미지·사진제공=안산시
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