[서울=글로벌뉴스통신]

ZERO WASTE를 표방하는 선순환형 환경에너지화
  세계 여러 나라들은 1990년대부터 폐기물의 발생을 줄이고, 자원고갈 문제에 선제적으로 대처하기 위해 ‘자원순환’이라는 개념에 주목해 왔다. 우리나라는 에너지의 약 97%를 해외에서 수입하는 에너지 다소비 국가로서 자원위기에 유연하게 대처할 필요성이 시급하다. 또한 국내 연간 800만톤에 이르는 하수 슬러지와 음식물쓰레기 배출은 큰 고민이 아닐 수 없다. 기존에는 70% 이상이 해양투기나 매립 방식으로 처리되었으며, 이마저도 2013년 부터는 런던협약에 의해 해양투기가 전면 금지됨에 따라 폐기물 처리에 대한 획기적인 대안이 시급한 실정이다.

이를 해결하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있지만, 다수의 기술들은 폐기물을 처리한 후에 수반되는 2차 오염의 문제를 안고 있는 실정이다. 이런 가운데 (유)참하나기술연구원(연구원장 최동민)은 ‘선순환형 환경에너지화’를 목표로 에너지와 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 기술인  폐기물먹고 연료응가하는 장치, Z-AMT 수처리기술,  고열연소난방기, 무경재배기술, 폐기물의 연료화기술 등을 개발하여 특허등록 하였다.

“폐기물 먹고 연료 응가”... 세계 최초의 All in one 메커니즘
 쓰레기의 발생 즉시 연료로 쓸 수 있다? SF영화에나 나올 만한 소재가 신기하게도 현실에서 가능한 일이 되었다. 쓰레기 생성 현장에서 즉시 오염부하 없이 좋은연료로 만들 수 있는 ‘폐기물 먹고 연료 응가하는 장치’덕분이다(일명 연료응가기). 이는 쓰레기 탄생과 동시에 연료화 하므로 쓰레기 반출과 매립장 자체가 불필요하여 폐기물로 인한 환경오염을 근원적으로 제거할 수 있으며, 이동식 콘테이너 속에 특수한 메커니즘장치가 들어가 있는 형태로써 쓰레기가 나오는 모든 곳에 콘테이너만 설치하면 되는 경제적이고 실용적 장치이다.

▲ 연료응가기

이 장치가 얼마나 획기적인 지를 수치상으로 표현하자면, 축분의 경우 일반적인 건조기술로는 건조시간만 30일 이상이 걸리며, 톤당 1~2억의 시설비가 소요되고, 건조된 축분으로 제작된 고형연료는 열량이 2,500kcal/kg 정도밖에 나오지 않는다. 무엇보다도 그 과정 내내 필연적으로 따라다니는 악취는 전혀 해결할 수 없어서 축산업 지역의 악취로 인한 민원은 심각한 지경이다.

이에 반해 연료응가기는 내재되어 있는 웨이스텝(천연건조제)의 작용으로 인해 ‘시간과 냄새’를 획기적으로 줄여주어 건조에서 연료생산까지 모든 공정이 6시간 안에 가능한 All in one 장치이다. 상상 속에서나 가능할 법한 이러한 장치는 당연히 비싸야 하지 않을까? 대답은 Never! 시설비는 톤당 천만원, 제작된 고형연료의 열량은 4000kcal/kg 이상으로 경제성까지 완벽하게 갖추었다. 연료응가기는 세계최초의 케이스로서 환경 에너지 분야에서 전세계를 리드할 수 있는 최첨단장치이며, 에너지선순환구조의 완벽한 모델이라 할 수 있다.

 악취를 제거하는 효과를 폐기물처리 과정의 부수적인 효과 만으로는 단정지을 수 없는 것이, 일례로 서울시에서 나오는 하수슬러지를 처리하는 한 업체는 2002년 7월부터 슬러지 건조시설을 가동해왔으나 악취로 인한 민원때문에 같은해 12월부터 운영이 전면 중단되는 위기를 겪었으며, 서울시는 이후 150여 차례에 걸친 주민과의 협의를 통해 5년이나 지난 2007년이 되어서야 시설을 보완한 뒤 재가동하는 것에 합의한 전력이 있다. 습유기폐기물은 주거지와 밀접한 곳에 시설될 수 밖에 없는 만큼, 처리과정에서 눈에 보이지 않는 ‘악취’라는 악재는 반드시 해결해야 하는데 기존의 기법으로는 도저히 해결 할 수가 없었던 것이다. 연료응가기의 핵심인 천연건조제 ‘웨이스텝’은 악취를 가장 이상적으로 제거하는 기술로 인정 받고 있다.
 
 연료응가기에서 생산된 SRF고형연료는 바로 ‘열풍보일러’의 연료가 될 수 있다. 폐기물 연료와 오폐수를 연료로 하는 열풍보일러는 연소 소모량을 1/3로 저감 할 수 있어 연료의 양적 유연성을 확보한 특허 등록된 보일러이다. 직열 방식의 난방으로서 열효율을 극대화 하였으며 난방 이외에 농산물의 건조, 공기청정 등의 효과를 볼 수 있다. 또한 재생에너지 사용으로 인한 탄소배출권도 확보할 수 있다.

오폐수를 연료로 쓸 수 있는 것은 참하나의 특허를 기반으로 한 고열연소기술 덕분인데, 현재 대체에너지로서 가장 각광 받고 있는 수소에너지를 생산· 이용한다는 점은 대체에너지 분야로 확장 가능한 기술로서도 높이 평가되고 있다.
 
 연료응가기와 열풍보일러의 시너지 효과는 독일, 핀란드 등의 환경에너지 선진국에서 추진하고 있는 “에너지 자립마을”을 구현할 수 있는 기본이 될 수 있다. 에너지 자립마을이란 에너지 공급위기에 대비하여 지속가능한 에너지를 스스로 생산하며, 에너지와 자원의 효율화를 통하여 공동체의 상생을 구현하는 마을을 말한다.

이러한 이상적인 공동체의 첫걸음을 연료응가기로 시작한다면 특별한 곳에서만 가능한 것이 아니라, 대한민국 더 나아가 전 세계 어느 곳에서도 에너지 자립마을은 쉽게 실현될 수 있다. 또한 2020년 신재생에너지 보급목표 65% 달성을 위해 국가적으로 추진하고 있는 친환경에너지타운 조성, 에너지화시설 사업 등에 최적화된 기술로도 볼 수 있다.

 “공기로 공기를 정화”시키는 無필터 공기정화저장기
 중국발 스모그는 한반도를 강타하여 집집마다 공기정화기는 필수인 시대가 되었고, 북경의 대기오염 문제는 중국의 수도이전을 고려할 만큼 심각한 수준에 이르렀다. 이런 가운데 공기정화기 시장은 바야흐로 춘추전국시대를 맞이하였다. 수없이 많은 종류의 공기정화기는 각각의 특색을 가지고 있지만 공통적인 한계점 즉, 필터링 된 한정된 공기만 정화된다는 한계를 가지고 있다.

현재 일반적인 공기정화기의 원리는 팬을 이용하여 오염된 공기를 빨아들인 후 필터를 통해서 불순물을 거르는 형태이기 때문에 기기 내부로 흡인된 공기만 정화되며, 흡입된 오염공기로부터 필터 내에 세균들이 번식할 가능성은 항상 열려있다.

이에 반해 (유)참하나기술연구원이 개발한 공기정화저장기는 필터없이 ‘공기로 공기를 정화’시키는 발상의 전환에서 출발한다. 필터를 통과한 공기만 정화되는 기존의 시스템에서 벗어나, ‘공기정화기로부터 방출되는 기능성 송풍이 전체 공기를 정화·살균시키는 원리’이다.

이는 시스템 안에 내재되어 있는 ‘웨이스텝’이라는 천연물질로 이루어진 에너지소스의 작용에 기인하는데, 웨이스텝이 작용하는 자화장치에서 원적외선 및 호기성미생물 클러스터를 다량 탑재한 기능성 송풍이 방출되어 오염된 전체 공기를 정화시키게 된다. 공기로써 공기를 정화시킨다는 기술도 놀라운데, 강력한 살균작용의 효과로 인해 농산물을 실온에서 장기간 저장 가능하도록 해준다.

이로 인해 농수산물, 축산물 등의 저장·유통 환경은 혁신적인 변화를 가져올 전망이다. 장기간 저장을 위해서는 각종 전처리를 하거나 냉장·냉동저장이 필수적이었다면, 공기저장정화기의 환경에서는 수확·저장·출고·판매 까지 인위적 온도조작 없이 가능하므로 경제적이면서도 최상의 품질을 유지할 수 있게 된다. 단적인 예로 상온에서 한시간 만에 쉽게 갈변현상을 일으키는 사과나 감자를 공기정화저장기 환경에 수일간 보관해도 전혀 갈변현상을 일으키지 않는다.

<실온저장 20일 후>                           <공기정화저장기에서 20일 후>

또한 장기간저장 비교실험에서 상온보관 사과는 어느 시점에서 부패하기 시작하지만 공기정화저장기 환경 속 사과는 약간의 수분유실 현상 뿐 전혀 부패되지 않는다. 장기간 저장으로 맛, 향, 영양소 면에서 품질이 떨어지지는 않을까? 신기하게도 그 반대이다. 기능성송풍 속에 내재되어 있는 에너지소스와 풍부한 칼슘의 작용으로 인해 오히려 당도가 높아지고, 활성산소를 억제하는 작용은 갈변을 막아주므로 최상등급의 상태로 판매가 가능하게 해준다.

또한 축사와 같은 비위생적인 환경에 공기정화저장기를 설치한다면 강력한 살균작용으로 인해 전염병을 일으키는 각종 세균을 제거하고, 배설물의 혐기발효를 억제하는 등 발육환경을 월등히 개선 시킬수 있게 된다.

집안에서 손쉽게 엄마표 친환경농작물을 재배할 수 있는 “무경재배기”

베란다에서 손쉽게 친환경 야채와 과일을 키울 수 있는 무경재배기가 있다. 수경재배와는 달리 과채류, 엽채류 및 근채류 까지 모두 재배가능하며, 계획재배가 가능하여 단위면적당 많은 작물을 키울 수 있어 효율성이 좋다. 특수배양토에는 풍부한 칼슘과 에너지소스가 들어있어 과일의 맛이 뛰어나며, 농약이나 비료가 전혀 필요 없어서 100% 친환경 농작물을 재배할 수 있다. 또한 강력한 공기정화·살균의 기능까지 하여 무경재배기 하나로 우리 아이들이 안심할 수 있는 쾌적한 공기와 안전한 먹거리를 동시에 잡을 수 있다.

폐기물제로를 완성시키는 고형연료화기술 - “참연료”

각종 폐기물을 고형연료화 시키는 SRF(고형연료)기술을 선보이기도 했다.

“참연료” 라는 명칭의 폐기물고형연료 인데, 기존의 SRF와 다른 점은 공정 중에 첨가제로서 웨이스텝을 혼합하는 점이다. 이로 인하여 발열량은 우수하게 되면서 각종 유해물질 배출량을 현저하게 줄일 수 있는 효과를 볼 수 있다. 기존의 SRF는 긴 건조과정으로 인하여 열량베이스가 많이 날아가게 되는데, 참연료는 단시간 내에 연료화 함으로 소모되는 열량을 최소화 할 수 있고 또한 오염부하를 획기적으로 줄일 수 있다.

<기존 고형연료>                                      <참연료>

하지만 현재 우리나라의 환경법 실정은 첨가제를 혼합하면 연료로서 사용할 수 없게 되어 있다. 법이 최신의 기술을 따라가지 못하는 아이러니한 현상으로 인하여 현재는 원료로 사용할 수 없지만, 국회에서 관련법 개정 추진 중에 있다.

원적외선의 존재를 경험시켜준 “참조은탄”

오랜 시간 자연탄화로 생성된 기능탄인 “참조은탄”은 기존의 숯 대용탄으로 활용도가 높을 것으로 예상된다. 기존의 참나무숯 이나 백탄은 사실 자연을 크게 훼손시켜야 얻을 수 있는 이기적인 숯이다. 참나무를 숯가마에 넣으면 80%는 대기오염 물질로 날아가고 나머지 20%만 숯으로 탄생하는데, 인간의 먹거리를 위한 과정 치고는 자연환경의 훼손이 너무나 크다.

이에 반해 참조은탄은 인공탄화가 아닌 자연탄화 연료임으로 자연을 훼손시키지 않는 웰빙 연료이다. 또한 다양한 파장대의 전자기파, 원적외선, 미네랄, 음이온이 풍부해 음식의 겉과 속이 골고루 익고 맛이 월등히 좋게 된다.

기자는 참으로 신기한 경험을 하였는데 참조은탄으로 감자를 구웠을 때 겉은 전혀 타지 않았는데 속까지 완전히 익은 모습을 보고, 그동안 피부로 와 닿지 않던 개념적인 ‘원적외선’을 눈으로 직접 본 듯한 기분이었다. 전자렌지 속의 마이크로파가 눈에 보이지 않지만 실제 작용을 하듯이, 참조은탄에서 나오는 원적외선의 존재를 감자의 경험으로 인해 확신하게 되었다. 감자의 케이스보다 두꺼운 고기를 구웠을 때의 맛은 더욱 더 드라마틱 했다.

<겉은 타지않으면서 속이 익은 감자와 고기>

세계가 충격 받은 “Z-AMT수처리기술”은 환경오염 제로를 향한 첫걸음

최동민 원장의 기술 개발의 첫걸음은 폐수처리에서 출발했다. 2000년도에 중국의 북경인민대회당에서 8개국이 참여하여 유전폐수처리 발표회를 가졌는데, 모두 실패하였지만 유일무이대한민국의 참하나 만이 유전폐수처리에 성공하면서 중국정부로부터 AMT오폐수처리 기술인증을 받았다. 화학적기법을 전혀 쓰지 않고 물리적 방법으로 천연물질과 초음파, 전자기파 등을 활용하여 완벽히 폐수처리를 할 수 있는 특허 등록된 기술이다.

이렇게 해외에서 먼저 인정을 받아 사업을 진행하던 중 최동민 원장은 딜레마에 빠졌다. 폐수처리를 한다는 것은 폐수 속 에서 오염된 물질을 빼내는 과정인데, 물은 깨끗해지는 반면 분리된 슬러지는 처리방법이 없어서 다시 땅에 매립하게 되어 토양오염이 일어나는 것이다. 물의 오염원을 토양에 옮겨놓게 되는 아이러니를 해결하기 위해 최동민 원장은 근본적으로 이 문제를 처리할 수 있는 기술을 연구하게 되었다. 당장 눈에 보이는 이익에 급급한 것이 아니라, 근원을 완벽히 제거하기 위한 희생적인 연구개발 끝에 웨이스텝(천연물질로 이루어진 건조제)이라는 물질과 여러 가지 기술을 개발하게 된 것이다.

첨단기술 상용화를 위한 관련법 개정 필요

기업의 꾸준한 연구개발로 이루어진 첨단기술이 법의 테두리 안에서 제대로 발휘되지 못하고 있는 것이 현실이다. 예를 들어 SRF고형연료인 참연료의 경우 첨가제를 혼합시켜 성능은 향상되고 오염물질은 줄어든 개선된 연료이지만, 현재 우리나라의 환경법 실정은 첨가제를 혼합하면 연료로서 사용할 수 없게 되어 있다.

법이 최신의 기술을 따라가지 못하는 아이러니한 현상으로 인하여 우수한 기술이 빛을 보지 못하는 안타까운 상황이 많다.

오랜 시간이 걸렸지만 참하나기술연구원은 2014년 12월 강원도와 협약을 맺는 등 한국에서의 사업을 활발히 확장 중에 있다. 지자체와 협약이 진행되었지만 현실적으로 법이라는 규제 위주의 방식으로 인해 기술을 적용시켜 사업화하기가 더디다.

중국은 아직도 분리수거를 안 할 만큼 환경면에서 우리나라에 뒤쳐져 있는 반면 수용능력, 즉 흡입력이 뛰어나다. 기준보다는 기술을 검증해서 기술이 인정되면 그 기술이 활용될 수 있도록 법을 유연하게 적용할 수 있으므로 우리나라보다 기술 실용화의 길이 상대적으로 넓다.

환경법의 특성상 지금까지는 ‘규제’ 위주의 획일적, 비효율적 법규였다면, 첨단기술의 진입장벽을 제거하고 신기술의 조기 실용화가 가능하도록 개선이 필요한 시점이다.

 에너지는 소멸되는 것이 아니라 재사용 하는 것

(유)참하나기술연구원이 설립한 (주)참하나GW는 에너지와 환경 관련하여 종합적인 기술을 사업화 하고 있다.

서울시의 하수슬러지를 처리하고 있는 (주)탄천환경과 ‘참하나기술연구원 습폐기물 건조공법을 활용한 슬러지 감량화기술’의 검증을 완료하였고, 폐기물처리 업체인 (주)동양에코와 폐기물처리 계약을 통해 사업확장의 기반을 탄탄히 다지고 있다. 기술검증을 완료한 기관마다 한결같이 하는 평가는 ‘기존의 처리방식에 대한 획기적인 패러다임의 변화’라는 것이다. 오염물질을 해양투기하거나 매립하는 방법은 오염물질의 단순한 이동 밖에 되지 않고 이러한 방법마저도 이제는 한계에 다다른 현시점에, ‘ZERO WASTE'를 표방하는 참하나의 기술이야 말로 백년을 내다 볼 수 있는 100%친환경기법이라는 것을 검증을 통해 확인한 것이다.

 (유)참하나기술연구원의 최동민 원장은 "에너지는 소멸되는 것이 아니라 재사용 하는 것" 이라는 신념으로 여전히 기술개발에 정진하고 있다. 최종적으로 지구의 땅과 물을 회복하는 데에 가치를 두고 원천기술을 제공하여 기존의 환경업체들과 상생하며, 폐자원에너지화에 대한 글로벌 기술력 확보를 통하여 환경· 에너지 분야에서 전 세계를 주도할 수 있는 주역이 될 것으로 자신했다.

권혁중 기자 다른기사 보기