■ 수열처리 방식의 친환경 폐기물 처리기 개발을 성공
충북 음성에 위치한 중소 기업에서
수열처리 방식의 친환경 폐기물 처리기 개발을 성공하고,
현재 테스트까지 마친 상태로,
특허증[특허-제10-2491244호]까지 취득 하였습니다.
고온·고압 스팀으로 유기성 폐기물을 열가수분해하여
감량 및 자원화하는 친환경 필수 장치입니다.
모든 산업, 모든 업종, 모든 쓰레기를 분리수거 등 구분 불필요
모든 쓰레기를 한방에 해결할 (어구 밧줄, 일반 가정, 음식물, 가축 분료, 병원 쓰레기, 방사능 오염물 등)
개발품을 완성하고,
현재 지자체 및 기업의 협의 단계로
산업 분야별 특화된 (대형, 중형) 사이즈 및 추후 대량 생산이 가능한 초소형 가정용까지
추가적인 양산을 다양하게 협의/검토 중으로
주요 특징 및 기능을 아래와 같이 간략하게 소개해 봅니다.
(세부 기술적 부분은 생략 합니다.)
■ 선결론
사례1) 예를들어
100kg 쓰레기 투입 (100%) 시 → 약 70% 가 수분함량된 결과물이 나오며,
2차 재 가공을 통해 약 50%로 결과물이 감소되며,
최종 결과물을 발전소 등의 산업 연료를 전량 활용 가능합니다.
사례2) 예를들어
100% 소, 돼지 분료가 투입되면, 결과물은 100% 비료 등으로 재활용 가능합니다.
1. 시제품의 주요 기능 및 정체
수열처리(Hydrothermal Treatment) 방식의 친환경 쓰레기/폐기물 처리기입니다.
고온·고압의 수증기(스팀)나 열수를 이용하여
음식물 쓰레기, 농축산 부산물, 유기성 폐기물 등을
열가수분해(Hydrothermal Hydrolysis)하여 감량화, 건조, 사료/비료화 또는 연료화하는 장치입니다.
2. 주요 구성 요소 및 특징 분석
열원 및 수열 반응기 (탱크 구조)
좌측 탱크 (히터/보일러부): 하단부에 전기 히팅 엘리먼트(플랜지형 히터) 복수 개가 연결되어 있어,
스팀 및 고온수를 생성하거나 온도를 유지하는 제네레이터 역할을 수행합니다.
우측 탱크 (주 반응기/반응 챔버): 유기성 폐기물이 들어가 고온·고압 수열 반응을 일으키는 챔버입니다.
우측 끝에는 핸들과 밸브 시스템이 부착되어 있어 내부 물질 배출이나 조절을 담당합니다.
보온 및 은박 단열재 (Insulation)
파이프라인과 탱크 전체가 두꺼운 은박 보온재(단열재)로 감싸져 있습니다.
이는 내부 고온·고압의 열 손실을 막고 열효율을 극대화하기 위한 구조입니다.
제어반 (Control Panel)
중앙의 배전반/제어반 상단에는
온도 조절기, 타이머, 누전차단기, 릴레이 등이 배치되어 있어 수열 처리 과정의 온도, 압력, 동작 시간을 제어합니다.
배관 및 배출 수조 (통)
상단 및 하단의 복잡한 파이프라인을 통해 열수/스팀 순환 및 응축수 처리가 이루어지며,
우측 하단에는 반응 후 배출물이나 응축수를 받아내는 스텐레스 수조가 연결되어 있습니다.
3. 기술적 장점 및 활용 분야
친환경성: 소각 방식과 달리 악취 및 유해 물질(다이옥신 등) 배출이 대폭 줄어듭니다.
고효율 감량: 유기물의 세포벽을 파괴하여 수분 분리를 용이하게 하므로
단시간 내에 부피와 무게를 획기적으로 줄일 수 있습니다.
자원화: 처리 후 남은 부산물은 고품질 퇴비, 사료,
또는 바이오 고형연료(SRF)로 재활용할 수 있습니다.
| 구분 | 세부 항목 | 상세 설명 및 적용 효과 |
|---|---|---|
| 핵심 기술 메커니즘 | 수열 열가수분해 (Hydrothermal Hydrolysis) | 고온(150~250℃)·고압(10~25bar) 스팀을 이용해 유기물 세포벽 파괴 및 저분자화 |
| 수열탄화 (Hydrothermal Carbonization, HTC) | 아탄(Lignite) 수준의 고밀도 탄소 고형물을 생산하는 공정으로 탈수 성능 극대화 | |
| 수열액화 (Hydrothermal Liquefaction, HTL) | 고수분 바이오매스를 촉매 환경에서 반응시켜 액상 합성 원유(Bio-crude) 추출 | |
| 주요 기능 | 부피 및 무게 감량 (Dehydration) | 세포벽 내 결합수(Bound Water)를 자유수로 전환하여 기계적 탈수율을 획기적으로 향상 |
| 멸균 및 유해물질 저감 | 고온·고압 공정을 통해 병원균, 잡초 씨앗, 항생물질을 완전히 박멸하고 악취 분자 파괴 | |
| 가스화 및 가구분해 촉진 | 유기물을 미생물이 소화하기 쉬운 형태로 전환하여 바이오가스(메탄) 생산 효율 극대화 | |
| 적용 대상 폐기물 | 유기성 슬러지 | 하수처리장 슬러지, 분뇨 처리장에서 발생하는 찌꺼기 처리 및 감량 |
| 음식물 및 농축산 부산물 | 도축 부산물, 음식물 쓰레기, 농가 사체 및 영농 폐기물 위생 처리 | |
| 임업 폐기물 및 바이오매스 | 임지 잔재, 톱밥, 왕겨, 거대 억새 등의 탄소 자원화 및 고체 연료 변환 | |
| 난분해성 플라스틱 및 복합폐기물 | 일부 생분해성 플라스틱 및 유기물이 혼재된 복합 폐기물의 화학적 재활용(Chemical Recycling) | |
| 산업별 적용 범위 | 공공 및 지자체 환경시설 | 하수·분뇨 처리 시설의 슬러지 감량 및 에너지 자립화 사업 적용 |
| 축산 및 농업 분야 | 대형 축산 단지의 분뇨 위생 처리 및 자원화, 지역 농가 퇴비 공급 | |
| 에너지 및 발전 산업 | 화력발전소 혼소용 바이오 고형연료 생산, 바이오메탄 플랜트 연계 연소 | |
| 화학 및 석유화학 산업 | 폐플라스틱 수열 분해를 통한 화학 원료화(단량체 회수) 및 산업용 탄소 소재 생산 | |
| 식품 가공 및 제조업 | 식품 공장 잔재물, 음료 슬러지 등을 사업장 내부에서 무해화 및 자체 감량 처리 | |
| 최종 생산 자원 (재활용) | 바이오 고형연료 (Bio-SRF) | 수열 탄화 과정을 거쳐 발열량을 높인 고품질 친환경 고형 연료 |
| 친환경 비료 및 유기농 퇴비 | 난분해성 유기물이 분해되고 병원균이 박멸된 고품질 고농도 비료/퇴비 기반 원료 | |
| 바이오 가스 및 재생 오일 | 열가수분해 후 혐기성 소화 공정과 연계하여 메탄가스 생산량 및 재생유 수율 증가 | |
| 기술적/친환경적 장점 | 대기오염 물질 차단 | 밀폐형 반응기 내에서 공정이 진행되어 소각 방식과 달리 다이옥신, 미세먼지 발생 없음 |
| 높은 열효율 및 공정 단축 | 폐기물이 머금은 수분을 별도로 증발시키지 않고 직접 반응하므로 건조 에너지 대폭 절감 | |
| 운반 및 매립 비용 절감 | 최종 부산물의 무게가 50~80% 감소하여 최종 매립지 이송 비용 및 폐기물 분담금 절감 |
- 일일 처리량: 10톤 (연간 300일 가동 = 연간 3,000톤)
- 폐기물 초기 함수율(수분 함량): 80% (일반적인 유기성 폐기물/음식물/슬러지 기준)
- 기존 위탁 처리 비용: 톤당 200,000원 (운반비 및 처리비 포함)
- 수열처리 후 감량율: 세포벽 파괴 후 기계적 탈수를 통해 무게 70% 감소 (최종 배출량 3톤)
- 장치 운영 비용: 전기료, 톤당 소모품, 인건비 포함 톤당 약 30,000원 산정
| 평가 항목 | 기존 방식 (전량 위탁 처리) | 수열처리 방식 (도입 후) | 비고 |
|---|---|---|---|
| ① 위탁 처리비 | 600,000,000원 (3,000톤 × 20만 원) | 180,000,000원 (900톤 × 20만 원) | 수열 처리 후 무게 70% 감량 반영 (3,000톤 ➡️ 900톤) |
| ② 자체 장치 운영비 | 0원 | 90,000,000원 (3,000톤 × 3만 원) | 전기료, 스팀 유지비, 소모품 등 포함 |
| ③ 부산물 판매 수익 | 0원 | ▲ 9,000,000원 (900톤 × 1만 원) | 퇴비·연료 원료로 저가 매각 가정 (선택사항) |
| 연간 총 지출 비용 | 600,000,000원 | 261,000,000원 | - |
| 💵 연간 순 절감액 | - | 순수 지출 339,000,000원 감소 | 기존 대비 약 56.5% 비용 절감 |
* 가상 초기 투자비(CAPEX): 700,000,000원 (10톤/일 처리 용량의 수열 반응기 및 배관 일체)
* 연간 순 이익(절감액): 339,000,000원 / 년
구해진 회수 기간 = 초기 투자비 / 연간 순 절감액
= 700,000,000원 / 339,000,000원
≒ 2.06년
- 투자비 회수 기간: 장치 도입 후 약 2년 1개월(25개월) 시점부터 순수익 전환 마진이 발생합니다.
- 손익분기점(BEP) 처리 단가: 위탁 처리 비용이 톤당 약 87,000원 이상인 지역이나 산업군이라면, 수열처리 장치를 직접 도입해 운영하는 것이 무조건 경제적으로 유리합니다.
- 폐기물 처분 분담금 제도: 대한민국 환경부 정책에 따라 매립·소각 시 부과되는 '폐기물처분분담금'이 매년 인상되는 추세입니다. 자체 감량 시 이 분담금을 대폭 아낄 수 있어 실제 절감액은 위 산출판보다 커질 수 있습니다.
- 보온 단열재 노후화 (유지보수비): 시제품 특징에 언급된 '은박 보온 단열재'는 고온·고압 유지를 위한 핵심 요소입니다. 감가상각 외에 2~3년 주기로 단열재 재시공 및 밸브 패킹 교체 비용(연간 수백만 원 선)을 운영비(OPEX)에 추가 반영해야 안전합니다.
- 폐수 처리 연계: 수열처리 후 발생하는 응축수 및 탈수 여액의 오염도(BOD/COD)가 높을 수 있습니다. 공장 내 자체 폐수처리장이 없다면 이 수조에 모인 폐수를 위탁 처리하는 비용이 추가로 발생할 수 있으므로, 도입 전 방류수 수질 기준 확인이 필수적입니다.
- 중소기업 탄소중립 전환지원 사업 (중기부)
- 지원 내용: 탄소진단·컨설팅부터 실제 감축 설비 도입 비용까지 패키지 지원
- 지원 비율: 설비 구입비의 최대 70% 이내 국고 보조 (기업당 최대 3억 원 한도)
- 탄소중립 경영혁신 바우처 (중진공)
- 지원 내용: 고탄소 배출 제조 소기업 대상, 저탄소 공정 개선 및 기술인증 컨설팅 비용 지원
- 지원 비율: 총 사업비의 90% 보조 (최대 5,000만 원 한도, 자부담 10%)
- 설비 기준: 앞서 산정한 일일 10톤 처리 규모 수열 반응기 라인 일체 (가상 공급가 7억 원)
- 기업 조건: 매출액 120억 이하 제조 소기업 기준 (정부 보조율 최고 구간 적용 우대)
| 구분 항목 | ❌ 일반 도입 시 (지원 없음) | 정부 지원 시나리오 적용 | 비고 / 매칭 사업 |
|---|---|---|---|
| 기본 설비 가격 | 700,000,000원 | 700,000,000원 | 장치 및 배관 시공비 일체 |
| ① 설비 도입 국고보조금 | 0원 | ▲ 300,000,000원 | 탄소중립 전환지원 사업 (한도 3억 선 반영) |
| ② 컨설팅 및 인증 바우처 | 0원 | ▲ 45,000,000원 | 탄소중립 경영혁신 바우처 (5천만 원의 90%) |
| 최종 순수 자부담 CAPEX | 700,000,000원 | 355,000,000원 | 초기 투자 비용 약 49.3% 절감 |
| 💵 연간 순 절감액(OPEX) | 339,000,000원 / 년 | 339,000,000원 / 년 | 위탁비 절감액 및 자체 운영비 동일 |
| ⏱️ 투자비 회수 기간 (ROI) | 약 2년 1개월 (25개월) | 약 1년 1개월 (13개월) | 회수 기간 12개월 단축 |
- 1단계: 탄소수준진단 및 사전 컨설팅 (바우처 활용)
- 탄소중립 경영혁신 바우처 플랫폼을 통해 기업 탄소 배출 현황을 진단받습니다.
- 기존 소각·위탁 처리 대비 수열처리 방식 도입 시의 온실가스 감축 기대량(예측치)을 정량적 데이터로 확보합니다.
- 2단계: 사업 공고 확인 및 사업계획서 제출
- 매년 초(보통 1~2월) 발표되는 중기부의 '중소기업 탄소중립 전환지원 사업'에 지원합니다.
- 시제품의 특장점인 *'세포벽 파괴를 통한 단시간 감량, 에너지 효율 극대화, 다이옥신 미배출'*을 감축 효과 산출 근거로 제출합니다.
- 3단계: 설비 도입 및 사후 정산
- 공급 기업과 계약 후 수열처리 설비를 구축합니다.
- 완료 점검 및 환경공단/중진공의 현장 실사를 거쳐 최종 국고보조금을 정산받습니다.
- 예산 조기 소진: 대다수 환경부 및 중기부 지원 사업은 선착순 혹은 상반기 평가 후 예산이 소진되면 조기 마감됩니다. 장비 발주 전 반드시 해당 연도 공고 시점을 선제적으로 체크해야 합니다.
- 지방비 매칭 여부: 지자체 연계형 친환경 보조금 사업의 경우 국비 외에 지방비(시·도비) 매칭 비율(보통 10~20%)이 엮여 있어 본사 소재 지역 지자체의 환경과 담당자와 사전 협의가 필수적입니다
