활성탄 재생기술 확산으로 위기대응 해야-일,호주,미국이 생산서 기술까지 독점

활성탄 재생기술 확산으로 위기대응 해야

활성탄 일본은 국가적 대응,한국은 민간 자율

일본, 호주, 미국이 원료부터 생산까지 기술과 원료 독점

정수처리 공정에 필수적인 수처리제인 활성탄에 대한 위기대응을 위한 대책이 절실하다.

활성탄은 세계적으로 매년 가격과 사용량이 급상승하고 있지만 정부와 지자체는 그 대응이 미흡하다는 지적이 한국상하수도학회와 한국물환경학회가 주관한 2022년 공동포럼에서 논의되었다.

(주)윈텍글로비스(대표 이상훈)가 발표한 ‘활성탄 재생기술 동향 및 발전방향’에서 토론자로 나온 안효원 박사(전 수자원공사 단장, 한국종합기술대표)는 “재생활성탄에 대한 확산과 활성탄을 대체하는 소재개발은 국가적 차원에서 매우 심도 있게 추진해야할 당면 과제이다. 정부와 관련기관에서는 기업과 협조하여 좀 더 적극적인 추진이 필요하다”고 말했다.(안 박사는 자산관리의 선도적 연구를 하고 있다)

활성탄 재생시설 도입의 절대적인 필요성은 원수의 수질악화 및 미량유해물질이 증가하여 고도정수처리에 대한 국민적 관심도가 높아지고 활성탄을 적기에 교체하지 못할 경우 처리효율이 낮아지고 미생물번식의 온상이 될 수 있어 다양한 연구와 기술촉진이 필요한 분야이다.

활성탄은 대부분 중국과 일본 등에 의존하고 있으나 중국은 지난 2020년 이후 활성탄 생산시설을 대폭 감축시켰으며 과거 민간의 자율적인 유통에서 정부 주도로 생산과 해외수출을 관리하고 있다.

더구나 최근에는 호주와 중국의 무역마찰이 장기화되면서 철광석을 비롯하여 활성탄의 원료인 석탄에 대한 무역이 원활하지 않아 활성탄에 대한 가격이 급등하고 있다.

활성탄은 일본이 10여 년 전부터 석탄계와 야자계 활성탄의 원료 생산국가에 30년 이상 장기계약을 맺고 활성탄의 원활하고 안정된 공급망을 구축했지만 국내에서는 소기업들이 보따리 장사로 시장유통을 주도하고 있다.

이런 현실에서 뒤늦게나마 상하수도학회와 물환경학회가 재생활성탄에 대한 중요성을 학회차원에서 발표하기는 처음이다.

활성탄은 일본, 호주, 미국 등이 원료부터 생산에 필요한 모든 기술과 원료를 독과점하고 있으며, 전 세계 활성탄 가격이 매년 10% 이상 급등하고, 재래식 활성탄 재생기술로 사용하는 다단로는 활성탄 손실과 에너지낭비, 환경오염 등으로 소각장보다 더 심각한 위해시설로 낙인찍혀있다.

중국의 석탄계 활성탄 가격은 최근 2년간 44%나 폭등했으며 야자계 활성탄도 2017년 이후 62%나 급등했다.

세계 활성탄 시장 규모는 지난 2021년 81억27백만 달러(약 9조1천억 원)로 연 평균 9.4%의 고속성장을 하고 있다.

그러나 우리나라는 활성탄의 수입의존도가 100%이며 정수기와 원자력 등에서 구매하는 활성탄은 외국계 기업 제품이 주종을 이루고 있다. 전 세계 시장 형성은 미국 칼곤과 Cabot사가 33%, 일본 Osaka Gas, Kuraray가 17%를 차지하고 있다.

이같이 중요한 소재이면서도 국내기관들이 관련연구는 수자원공사(도화엔지니어링 용역,2020년)가 활성탄 단가 검토, 서울시(대한컨설턴트,2019년)가 활성탄 경제성 검토, 경산시가(건화엔지니어링,2019년) 신탄구입 단가 조사 등을 한 것이 전부이다.

지난 2012년에는 환경국제전략연구소(김동환 박사)가 서울시에 제안하여 서울시와 수자원공사와 공동투자하고 재생기술은 민간 기업이 참여하며 환경부가 수도권매립지와 논의하여 매립지에 시설물을 구축하는 방향을 검토했으나 당시 실무자와 CEO는 재생시설에 대한 타당성에서 회의적 반응을 보여 결국 검토연구는 재생시설보다 신탄구입이 더 경제적이라는 진단을 한 바 있다.

기술력과 발전 속도를 분석하여 경제성 검토를 해야 하는 물산업 분야는 전문적인 식별력과 분석력이 미흡하여 대부분의 연구결과물에 대한 신뢰성이 미흡한 경향을 보이고 있다.

윈텍이 개발한 활성탄 재생기술은 600도 이상 고온에서 생산하는 과열증기방식으로 열전도율이 높아 단시간에 열전달이 가능하고 고온에서도 산소함량이 낮아 화재나 연기가 발생하지 않는다는 특징이 있다.

대규모 고열증기방식의 재생활성탄시설은 부산광역시가 2022년 초 발주하여 현재 시설공사 중이다.

한편, 윈텍은 고열증기방식의 재생활성탄 공정개발과 더불어 폐플라스틱을 활용한 활성탄 제조기술에 대한 연구도 병행하고 있다.

우리나라 탄소소재 기술수준은 일본이 100점 수준으로 가장 경쟁력이 높은 반면 미국은 93점, 독일 91점, 중국 77점에 비해 한국은 74점으로 10년간의 격차를 보이고 있다.

인조흑연 분야는 100점의 일본과 비교하여 미국 95점, 독일 95점, 중국 72점에 비해 우리나라는 37점으로 20년 격차를 보이고 있다. 활성탄소는 일본 100점에 미국 93점, 독일 85점, 중국 81점에 비해 우리나라는 73점으로 10년의 격차를, 카본블랙은 일본 100점에 미국 93점, 독일 99점, 중국 84점, 한국은 85점(5년간의 격차), 탄소나노튜브는 미국 100점에 일본 98점, 중국 92점, 독일 85점에 비해 한국은 95점, 그래핀 기술은 미국과 한국이 100점이며 일본 87점, 독일 85점의 기술력 차이를 보여주고 있다.(그래핀 기술은 에너지기술연구원등 반도체 분야에서 지속적인 기술개발을 해왔다)

윈텍은 활성탄 재생기능에 대한 특허가 8건이 있으며 해외에도 ‘활성탄 정수 및 재생 기능을 개선한 대용량 수처리 장치’ ‘활성탄의 재생과 교체가 가능한 배기가스 정화장치’등의 특허를 보유하고 있다.

이외에도 건설신기술(NET), 녹색기술인증, 성능인증, 대구시 신기술 플랫폼 등을 보유하고 있다.

환경국제전략연구소는 활성탄의 위기대응과 미래 물산업을 주제로 한 세미나를 9월중 개최할 예정이다.

(환경경영신문 www.ionestop.kr 박남식 전문기자)