대전광역시 생활폐기물의 고형연료화에 따른 에너지 잠재량 산정

황연정,장용철,윤현명 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2014 No.2

전 세계적으로 경제활동이 증가함에 따라 자원과 에너지 소비가 확대되면서, 유가 급등과 같은 자원 위기와 기후변화로 대표되는 환경위기를 동시에 겪고 있다. 이에 따라 석유나 석탄과 같은 1차 에너지를 대체할 수 있는 신·재생에너지를 확대 생산·보급함으로써 에너지의 수입 의존율을 줄여나갈 실질적인 방안 마련이 진행되고 있다. 여러 종류의 신·재생 에너지 중에서 특히 폐기물의 에너지화는 화석연료를 대체하고 온실가스 발생을 줄임으로써 지구온난화로 인한 기후변화에 대응할 수 있는 유력한 수단으로 평가받고 있다. SRF(Solid Refised Fuel)란 생활폐기물에서 폐합성수지류, 폐종이류, 폐목재류 등과 같은 가연성 고체폐기물을 원료로 하여 수분과 불연성분을 제거하고 분쇄, 분리, 선별, 건조, 성형 등의 가공 공정을 거쳐서 제조되는 고형연료이다. 현재 대전광역시의 생활폐기물 배출량은 1,469ton/일(2012년 기준)로 그 중 약 66.5%는 재활용이 되고 있다. 그리고 2017년 자원순환단지 설립을 계획하고 있으며 폐기물의 재활용을 넘어 에너지 회수, 효율적 자원순환 체계 구축이라는 전략을 내세우고 있다. 본 연구는 신규로 조성될 대전광역시 자원순환단지와 연계하여 대전광역시 생활폐기물의 에너지화에 대한 잠재량을 산정하고 이에 따른 활용방안을 모색하는 것을 목표로 하고 있다. 연구결과, 대전시 생활폐기물의 저위발열량은 3,870 ~ 3,894 kcal/kg 였으며, 고위발열량은 4,417 ~ 4,441 kcal로 나타났고 에너지 잠재량은 연간 33,900 TOE을 상회할 것으로 예측되었다.

합금화 용융아연도금 핫스탬핑강의 자동차 차체 적용을 위한 부식 거동, 액상금속취화현상 및 점용접성 연구

황연정,이창욱,신가영,유지홍,최민수 대한금속·재료학회 2019 대한금속·재료학회지 Vol.57 No.3

The hot stamping process is beneficial for fabricating high strength automotive parts without spring back. To suppress high temperature oxidation and decarburization, it is necessary to coat the hot stamping steel. In the present work, the performance of galvannealed coated (GA) hot stamped steel was evaluated. During cyclic corrosion tests, the steel substrate began to corrode after the heat treated galvannealed coating fully corroded, because a Zn alloyed coating provides cathodic protection. In order to be applied to the automotive body-in-white, GA coated hot stamped steel must overcome drawbacks such as liquid metal embrittlement (LME) due to the low melting temperature of the Zn, and low or limited weldability due to the thick surface ZnO layer. The results of this study showed that an increase in the α-Fe(Zn) phase fraction of the coating was an effective way to prevent LME. In addition, the resistance spot weldability of GA hot stamped steel can be improved by removing the thick Zn oxide layer by sand blasting.

대전광역시 생활폐기물의 고형연료화에 따른 에너지 잠재량 산정

황연정,장용철,윤현명 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

전 세계적으로 경제활동이 증가함에 따라 자원과 에너지 소비가 확대되면서, 유가 급등과 같은 자원 위기와 기후변화로 대표되는 환경위기를 동시에 겪고 있다. 이에 따라 석유나 석탄과 같은 1차 에너지를 대체할 수 있는 신ㆍ재생에너지를 확대 생산ㆍ보급함으로써 에너지의 수입 의존율을 줄여나갈 실질적인 방안 마련이 진행되고 있다. 여러 종류의 신ㆍ재생 에너지 중에서 특히 폐기물의 에너지화는 화석연료를 대체하고 온실가스 발생을 줄임으로써 지구온난화로 인한 기후변화에 대응할 수 있는 유력한 수단으로 평가받고 있다. SRF(Solid Refised Fuel)란 생활폐기물에서 폐합성수지류, 폐종이류, 폐목재류 등과 같은 가연성 고체폐기물을 원료로 하여 수분과 불연성분을 제거하고 분쇄, 분리, 선별, 건조, 성형 등의 가공 공정을 거쳐서 제조되는 고형연료이다. 현재 대전광역시의 생활폐기물 배출량은 1,469ton/일(2012년 기준)로 그 중 약 66.5%는 재활용이 되고 있다. 그리고 2017년 자원순환단지 설립을 계획하고 있으며 폐기물의 재활용을 넘어 에너지 회수, 효율적 자원순환 체계 구축이라는 전략을 내세우고 있다. 본 연구는 신규로 조성될 대전광역시 자원순환단지와 연계하여 대전광역시 생활폐기물의 에너지화에 대한 잠재량을 산정하고 이에 따른 활용방안을 모색하는 것을 목표로 하고 있다. 연구결과, 대전시 생활폐기물의 저위발열량은 3,870~3,894kcal/kg 였으며, 고위발열량은 4,417~4,441kcal로 나타났고 에너지 잠재량은 연간 33,900 TOE을 상회할 것으로 예측되었다. 사사: 이 논문은 폐자원에너지화 전문인력양성사업으로 지원되었습니다.

생활계 유해 폐기물의 적정 관리를 위한 물질흐름분석(Material Flow Analysis) 연구

황연정,장용철 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

급격한 산업화를 통하여 국내 산업이 발전하고 국민들의 생활방식이 변화하면서 삶의 질을 향상시키기 위한 다양한 제품들이 개발되고 소비되어 왔으며 이 중에는 여러 가지 유해화학물질을 함유한 제품이 다량 존재한다. 이러한 유해폐기물은 사용량의 증가에 따라 폐기물의 발생량도 급격히 증가하였으며 산업계뿐만 아니라 가정에서도 많은 양이 발생되고 있다. 생활계 유해 폐기물 중 특히 폐형광등의 경우 제품 내 수은을 함유하고 있으며 폐전지류 또한 유해 중금속을 함유하고 있다. 현재 폐형광등과 폐전지류는 생산자책임재활용제도 (Extended Producer Responsibility)의 대상 제품으로서 수거 및 재활용에 대한 법적 규제를 받고 있다. 하지만 수거율은 재활용의무율에 비해 미흡하며 수거된 제품 이외의 물질흐름과 처리 실태는 파악이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 생활계 유해 폐기물 중 폐형광등과 폐전지류의 전과정 물질흐름분석을 통해 적정 관리를 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 본 연구에서는 국가 정책보고서, 문헌조사 등을 통해 국내 폐형광등 및 폐전지류의 관리 현황을 파악하였다. 또한 여러 시도 지방자치단체, 한국조명재활용공제조합, 한국전지재활용협회 방문조사 및 면담을 바탕으로 각 주체별 역할과 관리 실태를 파악하고자 하였다. 또한 환경부, 한국환경공단 등의 통계 데이터를 활용하였으며 전문가 자문 및 현장 조사를 통해 통계 데이터를 검증하고 물질흐름분석을 위한 기초 데이터를 수집하였다. 물질흐름분석의 시스템경계는 제조단계부터 최종 처분단계까지를 포함하였으며, 시간적 범위는 2013년으로 설정하였다. 물질흐름분석 수행 결과, 폐형광등의 경우 2013년 기준 약 1억5천만대의 형광등이 출고되어 이중 약 30% (4,276만대)는 가정용, 약 70%(10,668만대)는 사업장으로 판매되어 사용되고 있으며 이중 대부분의 폐형광등이 가정에서 수거되어 약 4만3천대가 폐유리, 플라스틱, 알루미늄 등으로 재활용되었다. 폐전지류 중 망간-알칼리 망간전지의 경우 2013년 기준 약 1만3천톤이 출고되어 약 28%(3,358톤)이 가정으로 판매되었으며 약 2천톤의 폐망간-알칼리망간전지가 수거되어 금속, 망간-알칼리망간파우더 등으로 재활용되었다. 니켈카드뮴전지의 경우 약 8백톤이 출고되어 약 88%(741ton)이 사업장, 약 12%(102ton)가 가정으로 판매되었으며 폐니켈카드뮴전지의 대부분이 사업장으로부터 수거되어 약 300톤이 니켈, 철 스크랩, 카드뮴잉곳 등으로 재활용 되었다. 본 연구의 결과는 생활계 유해 폐기물의 적정 관리를 위한 관련 정책 마련의 기초정보로 활용 될 수 있다.

폐건전지의 적정 관리를 위한 전과정 단계별 물질흐름분석

황연정,김현희,장용철 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2015 No.2

전지류는 충전 여부에 따라 크게 1차 전지와 2차 전지로 나뉜다. 1차 전지로는 (알칼리)망간전지, 수은전지, 리튬전지 등이 있으며, 2차 전지로는 리튬이온전지, 니켈카드뮴전지, 납축전지 등이 있다. 이러한 전지류에는 니켈, 카드뮴, 수은 등과 같은 유해한 중금속과 은, 리튬과 같은 유가금속이 함유되어 있어 유해물질 관리와 자원순환의 측면에서 적정 관리가 매우 중요하다. 이에 따라 우리나라에서는 2003년부터 전지류를 EPR(Extended Producer Responsibility, 생산자책임재활용)제도 적용 대상 품목으로 관리하고 있다. 그러나 전지류의 재활용의무율이 2014년 기준 전지 종류별로 20~65% 범위를 설정하고 있으며, 매년 출고량에 비해 수거 및 재활용율이 저조한 실정이다. 연간 국내 시장에 유통되는 EPR 제도 대상 전지류는 약 14천 톤이며 이 중 망간/알칼리망 간전지가 약 12천 톤으로 전체 시장의 약 90%를 차지한다. 그러나 수거되어 재활용되는 폐망간/알칼리망간전지가 약 1천 톤으로 재활용률이 약 10%에 불과하다. 이에 본 연구에서는 망간/알칼리망간전지를 중심으로 발생·수거·처리 등 전과정 단계별 물질흐름분석을 통하여 국가수준의 물질흐름도(Material flow analysis at national level)을 파악하여 주요 흐름과 특성을 분석하고자 한다. 또한 분석 결과를 종합하여 폐전지류의 적정 관리를 위한 개선 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 현장 방문조사를 통하여 재활용 실태 및 문제점을 파악하고, 문헌조사와 전문가 자문 내용 및 시민 설문조사를 바탕으로 확보된 데이터를 통해 망간/알칼리망간전지의 데이터를 분석하였다. 물질흐름분석은 Stan 2.5 Software를 통해 실시하였다. 본 연구 결과, 가정에서 약 8천 톤의 망간/알칼리망간전지가 사용 및 보관되고 있었으며, 병원이나 숙박업소 등의 사업장에서도 상당량이 사용되는 것을 확인할 수 있었다. 폐건전지 수거함으로 수거되는 양은 약 17백 톤이었으며, 재활용 시설로 약 2천 톤이 투입되는 것으로 파악되었다. 폐망간/알칼리망간전지에서 발생한 고철 및 망간/아연분말은 재활용되고 약 40%정도 발생하는 스크랩은 매립되고 있는 것으로 나타났다. 향후 사용 보관되고 있는 폐전지류의 수거 활성화 방안 마련을 위한 체계적인 노력이 요구된다.

폐건전지의 적정 관리를 위한 전과정 단계별 물질흐름분석

황연정,김현희,장용철 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

전지류는 충전 여부에 따라 크게 1차 전지와 2차 전지로 나뉜다. 1차 전지로는 (알칼리)망간전지, 수은전지, 리튬전지 등이 있으며, 2차 전지로는 리튬이온전지, 니켈카드뮴전지, 납축전지 등이 있다. 이러한 전지류에는 니켈, 카드뮴, 수은 등과 같은 유해한 중금속과 은, 리튬과 같은 유가금속이 함유되어 있어 유해물질 관리와 자원순환의 측면에서 적정 관리가 매우 중요하다. 이에 따라 우리나라에서는 2003년부터 전지류를 EPR(Extended Producer Responsibility, 생산자책임재활용)제도 적용 대상 품목으로 관리하고 있다. 그러나 전지류의 재활용의무율이 2014년 기준 전지 종류별로 20~65% 범위를 설정하고 있으며, 매년 출고량에 비해 수거 및 재활용율이 저조한 실정이다. 연간 국내 시장에 유통되는 EPR 제도 대상 전지류는 약 14천 톤이며 이 중 망간/알칼리망간전지가 약 12천 톤으로 전체 시장의 약 90%를 차지한다. 그러나 수거되어 재활용되는 폐망간/알칼리망간전지가 약 1천 톤으로 재활용률이 약 10%에 불과하다. 이에 본 연구에서는 망간/알칼리망간전지를 중심으로 발생ㆍ수거ㆍ처리 등 전과정 단계별 물질흐름분석을 통하여 국가수준의 물질흐름도(Material flow analysis at national level)을 파악하여 주요 흐름과 특성을 분석하고자 한다. 또한 분석 결과를 종합하여 폐전지류의 적정 관리를 위한 개선 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 현장 방문조사를 통하여 재활용 실태 및 문제점을 파악하고, 문헌조사와 전문가 자문 내용 및 시민 설문조사를 바탕으로 확보된 데이터를 통해 망간/알칼리망간전지의 데이터를 분석하였다. 물질흐름분석은 Stan 2.5 Software를 통해 실시하였다. 본 연구 결과, 가정에서 약 8천 톤의 망간/알칼리망간전지가 사용 및 보관되고 있었으며, 병원이나 숙박업소 등의 사업장에서도 상당량이 사용되는 것을 확인할 수 있었다. 폐건전지 수거함으로 수거되는 양은 약 17백 톤이었으며, 재활용 시설로 약 2천 톤이 투입되는 것으로 파악되었다. 폐망간/알칼리망간전지에서 발생한 고철 및 망간/아연분말은 재활용되고 약 40%정도 발생하는 스크랩은 매립되고 있는 것으로 나타났다. 향후 사용 보관되고 있는 폐전지류의 수거 활성화 방안 마련을 위한 체계적인 노력이 요구된다. 사사: 이 연구는 환경부의 폐자원에너지화 전문인력양성사업으로 지원되었습니다.

폐건전지의 적정 관리를 위한 전과정 단계별 물질흐름분석

황연정,김현희,장용철 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

전지류는 충전 여부에 따라 크게 1차 전지와 2차 전지로 나뉜다. 1차 전지로는 (알칼리)망간전지, 수은전지, 리튬전지 등이 있으며, 2차 전지로는 리튬이온전지, 니켈카드뮴전지, 납축전지 등이 있다. 이러한 전지류에는 니켈, 카드뮴, 수은 등과 같은 유해한 중금속과 은, 리튬과 같은 유가금속이 함유되어 있어 유해물질 관리와 자원순환의 측면에서 적정 관리가 매우 중요하다. 이에 따라 우리나라에서는 2003년부터 전지류를 EPR(Extended Producer Responsibility, 생산자책임재활용)제도 적용 대상 품목으로 관리하고 있다. 그러나 전지류의 재활용 의무율이 2014년 기준 전지 종류별로 20~65% 범위를 설정하고 있으며, 매년 출고량에 비해 수거 및 재활용율이 저조한 실정이다. 연간 국내 시장에 유통되는 EPR 제도 대상 전지류는 약 14천 톤이며 이 중 망간/알칼리망간전지가 약 12천 톤으로 전체 시장의 약 90%를 차지한다. 그러나 수거되어 재활용되는 폐망간/알칼리망간전지가 약 1천 톤으로 재활용률이 약 10%에 불과하다. 이에 본 연구에서는 망간/알칼리망간전지를 중심으로 발생・수거・처리 등 전과정 단계별 물질흐름분석을 통하여 국가수준의 물질흐름도(Material flow analysis at national level)을 파악하여 주요 흐름과 특성을 분석하고자 한다. 또한 분석 결과를 종합하여 폐전지류의 적정 관리를 위한 개선 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 현장 방문조사를 통하여 재활용 실태 및 문제점을 파악하고, 문헌조사와 전문가 자문 내용 및 시민 설문조사를 바탕으로 확보된 데이터를 통해 망간/알칼리망간전지의 데이터를 분석하였다. 물질흐름분석은 Stan 2.5 Software를 통해 실시하였다. 본 연구 결과, 가정에서 약 8천 톤의 망간/알칼리망간전지가 사용 및 보관되고 있었으며, 병원이나 숙박업소 등의 사업장에서도 상당량이 사용되는 것을 확인할 수 있었다. 폐건전지 수거함으로 수거되는 양은 약 17백 톤이었으며, 재활용 시설로 약 2천 톤이 투입되는 것으로 파악되었다. 폐망간/알칼리망간전지에서 발생한 고철 및 망간/아연분말은 재활용되고 약 40%정도 발생하는 스크랩은 매립되고 있는 것으로 나타났다. 향후 사용 보관되고 있는 폐전지류의 수거 활성화 방안 마련을 위한 체계적인 노력이 요구된다.

폐형광등의 적정 관리를 위한 물질흐름분석

황연정,장용철 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회지 Vol.32 No.6

Environmental concerns regarding mercury-containing fluorescent lamps have been raised in many countries, especially after International Minamata Convention on Mercury in 2014. Improper management and disposal of the waste such as landfilling and incineration may pose serious threats to the environment and human health. In Korea, mercury-containing lamps have been regulated by the expanded producer responsibility (EPR) system since 2004. However, only less than 30% of the lamps sold to consumers has been collected by municipalities. In order to provide additional measures related to proper management of fluorescent lamps, there is a need for a quantitative material flow study by life cycle stage. In this study, material flow analysis was conducted by collecting relevant data from literature review, available statistics, and field site visits to lamp recycling facilities. According to the results of this study, approximately 150 million units of fluorescent lamps were put on the market in 2013, while 36.9 million units of the lamps were recycled mainly from households in the year. It is estimated that approximately 3.5 million units and 2.3 million units of lamps in disposal bags are disposed and treated in landfills and incineration facilities, respectively. This study also found that there were significant amounts of uncollected lamps that were present in industrial sectors. The material flow of the industrial sectors are largely unknown and not properly regulated by government. Based on the mass flow of mercury in lamps, 1.6ton of mercury in lamps came into consumer markets in 2013. Approximately 407 kg of mercury was collected by the recycling process at the fluorescent lamps recycling facility. The mercury disposed in landfills and treated in incinerators were found to be 38.3kg and 25.5kg, respectively. Further study may be warranted to focus the material and mercury flow of lamps in industrial sectors in order to accurately determine the final destination and disposal of such waste in the environment because there are very few available statistical data regarding distribution flow and treatment of lamps in the sectors.

대전광역시의 폐기물 에너지화에 따른 잠재 에너지 발생량 및 예상 온실가스 감축량 산정

황연정 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2015 No.2

대전광역시 생활폐기물의 고형연료화에 따른 에너지 잠재량 산정

황연정,장용철,윤현명 한국폐기물자원순환학회 2014 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2014 No.11

전 세계적으로 경제활동이 증가함에 따라 자원과 에너지 소비가 확대되면서, 유가 급등과 같은 자원 위기와 기후변화로 대표되는 환경위기를 동시에 겪고 있다. 이에 따라 석유나 석탄과 같은 1차 에너지를 대체할 수 있는 신・재생에너지를 확대 생산・보급함으로써 에너지의 수입 의존율을 줄여나갈 실질적인 방안 마련이 진행되고 있다. 여러 종류의 신・재생 에너지 중에서 특히 폐기물의 에너지화는 화석연료를 대체하고 온실가스 발생을 줄임으로써 지구온난화로 인한 기후변화에 대응할 수 있는 유력한 수단으로 평가받고 있다. SRF(Solid Refised Fuel)란 생활폐기물에서 폐합성수지류, 폐종이류, 폐목재류 등과 같은 가연성 고체폐기물을 원료로 하여 수분과 불연성분을 제거하고 분쇄, 분리, 선별, 건조, 성형 등의 가공 공정을 거쳐서 제조되는 고형연료이다. 현재 대전광역시의 생활폐기물 배출량은 1,469ton/일(2012년 기준)로 그 중 약 66.5%는 재활용이 되고 있다. 그리고 2017년 자원순환단지 설립을 계획하고 있으며 폐기물의 재활용을 넘어 에너지 회수, 효율적 자원순환 체계 구축이라는 전략을 내세우고 있다. 본 연구는 신규로 조성될 대전광역시 자원순환단지와 연계하여 대전광역시 생활폐기물의 에너지화에 대한 잠재량을 산정하고 이에 따른 활용방안을 모색하는 것을 목표로 하고 있다. 연구결과, 대전시 생활폐기물의 저위발열량은 3,870~3,894kcal/kg 였으며, 고위발열량은 4,417~4,441kcal로 나타났고 에너지 잠재량은 연간 33,900 TOE을 상회할 것으로 예측되었다.