[시평] 중소 생활폐기물 소각장 폐열 활용 제고 시급
[시평] 중소 생활폐기물 소각장 폐열 활용 제고 시급
  • 투데이에너지
  • 승인 2016.09.05
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▲ 한태일 미래에너지 전략연구조합 이사
[투데이에너지] 환경부 홈페이지 자원순환 정책 부분에 게시된 ‘전국 생활 폐기물 자원회수 시설 운영 현황’을 보면 하루 100톤 이상 소각하는 대규모 생활폐기물 소각장의 폐열 활용도는 평균 52.3% 상당인 반면 하루 50톤 이하 중소규모 생활폐기물 소각장의 소각폐열 활용도는 평균 5.6%로 명시돼 있다.

이와 같이 각 지자체에서 설치한 중소규모 생활폐기물 소각장에서 생산되는 폐열은 거의 활용되지 못하고 낭비되고 있는 것이다.

중소규모 생활폐기물 소각장의 폐열이 회수되지 못하는 이유는 무엇일까?

하루 100톤 이상 소각하는 대규모 소각장은 대단위 신규 택지 개발 조성계획과 함께 건설돼 소각폐열을 아파트 및 빌딩의 난방용으로 공급되고 있는 반면 하루 50톤 미만의 중소규모 소각장은 님비현상을 피해 일반 가옥과는 멀리 떨어진 곳에 소각장을 건설했다. 소각폐열을 난방열 또는 농가용 유리온실 등으로 활용이 어렵기 때문에 소각폐열을 이용한 스팀터빈을 설치, 전기를 생산, 판매하도록 건설 됐다고 한다.

그런데 소각폐열은 수분을 포함한 포화증기 상태로 생산돼 ‘슈퍼히트’라는 기계장치를 통해 과열증기로 전환시켜 스팀터빈(블레이드 방식)과 연결, 전기를 생산해야 한다. 그러나 슈퍼히트시설이 고가여서 슈퍼히트 설치 없이 포화증기를 ‘블레이드방식(충동식)’스팀터빈을 통과 시켜 전기를 생산하고 있다. 이에 따라 스팀터빈의 잦은 고장 등으로 폐열을 회수하지 못하고 있는 것으로 사료 된다. 참고로 화력발전소에서도 ‘과열증기’를 생산, 스팀터빈을 사용해 전기를 생산 공급하고 있다.

소각장의 스팀터빈 고장 사례를 들면 2008년부터 2013년까지 우리나라 지방 소재, 15개 지자체에서 하루 50톤 미만 소각, 생활폐기물 소각장을 건설하면서 소각폐열을 회수키 위해 스팀터빈을 설치했지만 슈퍼히트장비를 설치하지 않았고 포화증기에 부적합한 블레이드방식의 스팀터빈이 설치 돼 잦은 고장으로  발전기가 가동되지 못함으로써 소각폐열이 낭비되고 있는 것으로 사료 된다.

해당 지자체는 물론 관련 중앙 부처에서 자체 예산 확보가 어려울 경우 ESCO사업 등 민간사업을 통해서도 소각폐열이 회수될 수 있는 방안을 검토 할 수 있다. 에너지절약을 담당하고 있는 전문 공기업에서도 해결 방안을 제시해 줘야 할 것이다.

2010년 특허를 받아 지난해 말 실증 시험을 완료, 상업 운전 중에 있는 ‘반작용식 스팀터빈(에이치 케이터빈)’은 50kW에서 1,000kW 이하 규모의 스팀터빈으로써 수분이 있는 포화증기를 사용해도 블레이드가 없다. 내구성을 확보해 고장 없이 발전기를 가동 할 수 있다고 하는 만큼 중소규모의 소각장에서 생산한 폐열의 활용도를 높힐 수 있을 것으로 사료된다.

또한 서울시 마포 자원회수 시설 등과 같이 용존 산소 제거를 위해 ‘탈기기’가 설치돼 있는 소각장에서는 탈기기 전단에 감압조절장치와 BY-PASS시켜 소규모(약110KW) 스팀터빈을 부착, 전기를 추가로 생산할 수 있다. 소각장 시설 관리 감독을 하고 있는 지자체에서는 관심을 갖고 에너지이용효율화 방안을 검토할 필요가 있다.

특히 서울 및 수도권 신도시 소재, 생활폐기물 소각장들은 대부분 20년 이상 경과해 노후화 되고 있다. 리모델링 계획과 함께 서울시 마포 및 강남 자원회수 시설과 같이 소각폐열를 사용해 먼저 전기를 생산한 이후 나머지 부분을 난방열로 사용하도록 하고 있다. REC를 확보해 현재 난방열로만 활용하는 방식대비 더 높은 경제성을 확보토록 검토가 필요하다.

이와 같이 소각폐열은 우리나라 여러 곳에서 회수되지 못하고 낭비되고 있는 데 이는 에너지수요관리담당 부처와 생활폐기물 소각담당 부처가 각각 다르기 때문이다. 소각폐열 회수에 따른 스팀터빈 기종 선정 등 에너지설비 설치부문에서 ‘사각지대’가 발생했기 때문이라고 생각된다.  

따라서 최근 사회적 이슈가 되고 있는 친환경 에너지타운 조성사업을 여러 부처가 합동으로 수행하는 바와 같이 에너지수요관리 및 에너지이용효율화를 담당하는 공공기관에서 우선 전국 소각·폐열 이용실태의 조사·분석이 필요하다. 이에 대한 개선 대책 및 시행은 해당 지자체는 물론 중앙부처에서 합동으로 추진한다면 소각폐열의 회수율 향상은 물론 해당 지자체 주민들에게도 많은 혜택을 줄 수 있을 것으로 사료된다.   

 


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