기업간 부산물 및 에너지 교환을 통한 대전 생태산업단지 구축

전문환,방기연,김대전,이인희 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

근래 들어 자원 및 화석 연료 절감을 위해 산업단지 입주 기업들은 비용 절감을 위해 다양한 노력을 하고 있으며 이를 달성하기 위해 녹색 성장을 화두로 내세웠다. 녹색 정장(Green Growth)을 정의하면 온실 가스와 환경 오염을 줄이는 지속가능한 성장이며 녹색 기술과 청정 에너지로 신성장 동력과 일자리를 창출하는 신국가 발전 패러다임이라 할 수 있다. 녹색 성장의 개념은 환경(Green)과 경제(Growth)가 상충된다는 고정 관념에서 탈피하여 양자의 시너지 효과를 극대화하고 경제 성장을 추구하되 자원 이용과 환경 오염을 최소하하여 이를 다시 경제 성장의 동력으로 활용하는 선순환 구조로 전환하는 것이다. 이러한 개념에 입각해 전통적인 제조업 중심의 산업단지를 부산물 및 에너지 교환을 통해 자원 효율성을 최적화하고자 생태산업단지 구축 사업을 추진하게 되었다. 생태산업단지(Eco-Industrial Park, EIP)는 먹이사슬로 공생하는 자연 생태계의 원리를 산업에 적용하는 개념으로 기업과 기업, 공장과 공장을 서로 연결시켜 생산 공정에서 배출되는 부산물, 폐기물, 폐에너지 등을 다른 기업이나 공장의 원료 또는 에너지원으로 쓸 수 있도록 재자원화하여 산업단지내의 부산물이나 오염물질을 최소화하는 “녹색 산업단지” 라 정의할 수 있다. 생태산업단지 구축 사업은 2005년부터 추진되어 왔으며 1단계 사업은 시범 사업으로 2005년부터 2010년까지 5개 산업단지(청주, 울산, 포항, 여수, 반월ㆍ시화)를 대상으로 추진 하였으며 2010년부터 2014년까지 2단계 사업으로 Hub & spoke 방식으로 8개 광역자치단체에서 추진 되었다. 그 동안의 성과를 바탕으로 2015년부터 3단계 사업으로 12개 광역자치단체를 대상으로 2019년까지 추진할 계획이다. 대전 생태산업단지 구축 사업은 2015년부터 3단계 사업을 본격적으로 추진하게 되었으며 지정 산업단지는 대덕산업단지, 대전산업단지, 대덕테크노밸리를 사업 범주로 하고 있다. 3단계 생태산업단지 구축 사업은 기 추진된 1ㆍ2단계 사업과 차별되는 것이 대상단지 대폭 확대 및 에너지 자원 순환의 다양한 공급자 및 수요자 확대 등을 통해 국가 규모 산업 공생망을 확대하고, 산업 공생을 산업단지 인근 지역까지 확대하여 산업과 지역 사회가 공생하는 지역 친화형 산업 공생망을 구축ㅎ사며 기 추진된 자원 순환 과제을을 보급형 기술 package를 개발하여 민간 전문 컨설팅사를 활용하여 신성장 자원순환사업 기반 조성, 마지막으로 적극적인 해외 교류를 통한 개도국 EIP 확산을 위하여 다양한 협업으로 글로벌 협력체계를 강화하고자 한다. 3단계 사업의 비전으로 산업단지와 지역 사회가 상생하는 스마트 에코사회 실현 설정 하였는데 스마크 에코사회는 하나의 유기체로 간주하여 다양한 활동과 구조가 자연생태계가 지니고 있는 자립성, 순환성, 안전성을 가지며 에너지 절약, 이산화탄소 감축, 자원 재활용 등 환경 요소를 상당한 수준으로 개선 및 향상시키는 사회라 정의할 수 있다. 3단계 사업을 통해 원가 절감 및 매출 증대 5,000억원/년, 온실 가스 감축 200만톤/년, 일자리 창출은 5년간 800명, 기업 협력 동반 성장을 5년간 1천5백사를 이루고자 한다. 대전 생태산업단지 구축 사업도 3단계 사업의 목적 달성을 통해 다양한 사업 추진을 통해 기여하고자 한다. 사사: 본 연구는 산업통상자원부와 한국산업단지공단의 생태산업단지구축사업의 일환으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다.

기업간 부산물 및 에너지 교환을 통한 대전 생태산업단지 구축

전문환,방기연,김대전,이인희 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.05

근래 들어 자원 및 화석 연료 절감을 위해 산업단지 입주 기업들은 비용 절감을 위해 다양한 노력을 하고 있으며 이를 달성하기 위해 녹색 성장을 화두로 내세웠다. 녹색 정장(Green Growth)을 정의하면 온실 가스와 환경 오염을 줄이는 지속가능한 성장이며 녹색 기술과 청정 에너지로 신성장 동력과 일자리를 창출하는 신국가 발전 패러다임이라 할 수 있다. 녹색 성장의 개념은 환경(Green)과 경제(Growth)가 상충된다는 고정 관념에서 탈피하여 양자의 시너지 효과를 극대화하고 경제 성장을 추구하되 자원 이용과 환경 오염을 최소하하여 이를 다시 경제 성장의 동력으로 활용하는 선순환 구조로 전환하는 것이다. 이러한 개념에 입각해 전통적인 제조업 중심의 산업단지를 부산물 및 에너지 교환을 통해 자원 효율성을 최적화하고자 생태산업단지 구축 사업을 추진하게 되었다. 생태산업단지(Eco-Industrial Park, EIP)는 먹이사슬로 공생하는 자연 생태계의 원리를 산업에 적용하는 개념으로 기업과 기업, 공장과 공장을 서로 연결시켜 생산 공정에서 배출되는 부산물, 폐기물, 폐에너지 등을 다른 기업이나 공장의 원료 또는 에너지원으로 쓸 수 있도록 재자원화하여 산업단지내의 부산물이나 오염물질을 최소화하는 “녹색 산업단지” 라 정의할 수 있다. 생태산업단지 구축 사업은 2005년부터 추진되어 왔으며 1단계 사업은 시범 사업으로 2005년부터 2010년까지 5개 산업단지(청주, 울산, 포항, 여수, 반월・시화)를 대상으로 추진 하였으며 2010년부터 2014년까지 2단계 사업으로 Hub & spoke 방식으로 8개 광역자치단체에서 추진 되었다. 그 동안의 성과를 바탕으로 2015년부터 3단계 사업으로 12개 광역자치단체를 대상으로 2019년까지 추진할 계획이다. 대전 생태산업단지 구축 사업은 2015년부터 3단계 사업을 본격적으로 추진하게 되었으며 지정 산업단지는 대덕산업단지, 대전산업단지, 대덕테크노밸리를 사업 범주로 하고 있다. 3단계 생태산업단지 구축 사업은 기 추진된 1・2단계 사업과 차별되는 것이 대상단지 대폭 확대 및 에너지 자원 순환의 다양한 공급자 및 수요자 확대 등을 통해 국가 규모 산업 공생망을 확대하고, 산업 공생을 산업단지 인근 지역까지 확대하여 산업과 지역 사회가 공생하는 지역 친화형 산업 공생망을 구축ㅎ사며 기 추진된 자원 순환 과제을을 보급형기술 package를 개발하여 민간 전문 컨설팅사를 활용하여 신성장 자원순환사업 기반 조성, 마지막으로 적극적인 해외 교류를 통한 개도국 EIP 확산을 위하여 다양한 협업으로 글로벌 협력체계를 강화하고자 한다. 3단계 사업의 비전으로 산업단지와 지역 사회가 상생하는 스마트 에코사회 실현 설정 하였는데 스마크 에코사회는 하나의 유기체로 간주하여 다양한 활동과 구조가 자연생태계가 지니고 있는 자립성, 순환성, 안전성을 가지며 에너지 절약, 이산화탄소 감축, 자원 재활용 등 환경 요소를 상당한 수준으로 개선 및 향상시키는 사회라 정의할 수 있다. 3단계 사업을 통해 원가 절감 및 매출 증대 5,000억원/년, 온실 가스 감축 200만톤/년, 일자리 창출은 5년간 800명, 기업 협력 동반 성장을 5년간 1천5백사를 이루고자 한다. 대전 생태산업단지 구축 사업도 3단계 사업의 목적 달성을 통해 다양한 사업 추진을 통해 기여하고자 한다.

구미시의 산업폐기물 발생 및 산업공생 네트워크 분석

박종훈,정인경,서재건,김상현 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

한국의 EIP(생태산업단지)는 폐기물, 부산물, 에너지의 산업 공생 네트워크 구축을 촉진하는 국가 지원 사업에 의해, 구현 및 촉진되고 있다. 경상북도는 전자, 기계 철강 산업이 주를 이루며 EIP사업이 활발히 진행되고 있는 광역자치단체 중 하나이다. 본 연구는 경상북도에서 가장 제조업 종사 인구가 많은 기초자치단체인 구미의 산업 폐기물 발생 및 산업공생 현황을 분석하여 향후 EIP 사업 및 자발적인 산업 공생 추진에 필요한 기초자료를 제시하는데 목적이 있다. 구미에서는 2014년 기준으로 1,120.5 ton/d의 산업 폐기물이 발생되고 있으며이 중 65.2%가 재활용되고 있다. 재활용되지 못하고 있는 산업 폐기물은 발생량 기준으로 폐수처리오니, 소각재, 폐합성수지류, 유리 도자기편류 순이었으며 대부분 구미 국가산업단지 내에서 발생하고 있다. 2014년 현재까지 구축된 산업공생 네트워크는 아래 그림과 같다.

구미시의 산업폐기물 발생 및 산업공생 네트워크 분석

박종훈,정인경,서재건,김상현 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

한국의 EIP(생태산업단지)는 폐기물, 부산물, 에너지의 산업 공생 네트워크 구축을 촉진하는 국가 지원 사업에 의해, 구현 및 촉진되고 있다. 경상북도는 전자, 기계 철강 산업이 주를 이루며 EIP사업이 활발히 진행되고 있는 광역자치단체 중 하나이다. 본 연구는 경상북도에서 가장 제조업 종사 인구가 많은 기초자치단체인 구미의 산업 폐기물 발생 및 산업공생 현황을 분석하여 향후 EIP 사업 및 자발적인 산업 공생 추진에 필요한 기초 자료를 제시하는데 목적이 있다. 구미에서는 2014년 기준으로 1,120.5 ton/d의 산업 폐기물이 발생되고 있으며 이 중 65.2%가 재활용되고 있다. 재활용되지 못하고 있는 산업 폐기물은 발생량 기준으로 폐수처리오니, 소각재, 폐합성수지류, 유리 도자기편류 순이었으며 대부분 구미 국가산업단지 내에서 발생하고 있다. 2014년 현재까지 구축된 산업공생 네트워크는 아래 그림과 같다.

시멘트 및 제철 산업 발생 부산물의 자원화 기술

이예환,한동희,장영희,이동윤,강혜린,노영일,김정은,김지유,엄한기,이상문,김성수 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1

산업이 고도화됨에 따라 철강, 시멘트 등 산업자재의 소비량이 증가하고 있어 동반 배출되는 산업부산물의 처리 방안이 필요한 실정이다. 산업부산물은 다양한 이온을 포함하고 있으나 자원으로 활용할 수 있는 기술이 없어 대부분 매립되거나 비축되고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 산업부산물 내 이온을 선택적으로 추출하고 분리할 수 있는 기술에 대하여 확인하였다. 산업 공정 조건에 따라 배출되는 산업부산물의 조성은 서로 다르기 때문에 특성에 부합하는 기술을 접목 하였으며 이온 분리 이후에 고부가가치화를 위한 연계 공정을 검토하였다. 다양한 추출용제, 조건 별 분리 및 회수 기술, 고부가가치를 위한 공정 연계에 대한 연구를 수행하였으며 산업부산물 별 추출 특성, 회수한 물질의 활용방안, 연계 공정을 통한 탄산칼슘 제조 기술 등에 대하여 제시하였다.

산업부산물을 활용한 투수 콘크리트 블록의 공학적 성능 평가

전지훈 ( Jihun Jeon ),김태진 ( Taejin Kim ),조상범 ( Sangbeom Jo ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

최근 모든 산업에서 환경 문제에 대한 관심이 증가하고, 각종 환경규제가 제정되고 있는 세계적 경향에 따라, 건설 산업에서도 지속가능성의 중요성을 인지하고 다방면의 노력을 기울이고 있다. 대표적으로, 학계, 산업계 전반에서 건설폐기물이나 타 산업의 부산물 등을 재활용하여 건설재료로 이용하려는 사례가 증가하고 있다. 여러 산업부산물 중에서, 굴 패각과 Bottom ash는 각각 수산업과 발전사업으로부터 생성되는 산업부산물이며, 재활용률이 낮아 매립, 야적에 따른 각종 환경 문제를 유발하고 있으므로 대량 처리를 위해서는 건설재료로의 재활용 방안이 필요한 실정이다. 이들은 천연골재에 비하여 경량인 특징을 가지며, 특히 굴 패각의 경우 콘크리트의 첨가제나 시멘트 주원료의 대체재로 이용되는 방안이 다수 검토되었다. 한편, 포장 블록은 보도, 차도의 포장에 이용되는 가장 중요한 건설 자재 중 하나로서, 최근에는 불투수면 증가, 기후 변화에 따른 물순환 문제에 대한 지속가능한 대응 방안으로서 투수 콘크리트 블록 이용이 확대되고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 굴 패각과 Bottom ash를 각각 투수 콘크리트 블록을 구성하는 시멘트와 굵은 골재의 대체 재료로 활용하는 방안을 검토하였다. 이를 위하여 각 재료의 대체율에 따라 공시체를 제작하고, 각각에 대한 휨강도 및 투수 성능을 측정하였다. 상기 시험 결과는 국내 투수 콘크리트 블록의 품질기준과 비교하여 평가되었으며, 이로부터 산업부산물의 재활용이 투수 콘크리트 블록의 품질에 미치는 영향을 논의하고 재료별 적정 대체율을 제시하였다. 본 연구에서 농어촌 지역 내에서 발생하는 산업부산물을 대량으로 재활용할 수 있는 방안을 제시함에 따라, 각종 오염 및 악취 등 환경 문제의 대응책이 될 수 있을 것으로 기대된다.

산업부산물 골재 종류에 따른 EMP차폐 콘크리트 개발에 관한 실험적 연구

민태범 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.3

본 연구에서는 도전성이 우수하고 조달이 쉬운 금속계열 산업부산물을 EMP차폐용 콘크리트 골재로 사용하기 위해 골재의안정성 평가 및 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그, 동제련슬래그, 페로몰디브덴을 선정하여 사용하였으며 골재의 성분 분석과 골재안정성 평가를 실시하였다. 또한 산업부산물 골재를 콘크리트 골재로 사용하여기본 물성 평가 및 EMP 차폐 성능 평가를 실시하였다. 실험 결과 산업부산물 골재중 페로몰리브덴은 Free-CaO가 높아골재로서의 안정성이 낮게 나타났으며 나머지 골재들은 콘크리트용 골재로 사용하기에 무방한 것으로 평가 되었다. 또한압축강도 실험 결과 페로몰디브덴을 제외한 산업부산물 골재를 제외한 실험체는 Plain 실험체 보다 높은 압축강도를 발현하였다. EMP차폐 성능 평가 결과 EMP 차폐성능이 높은 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그, 동제련슬래그 이며 골재의평균입경이 작거나 균일하게 분포되면 차폐성능은 증가할 것으로 사료된다.

광주지역 자원순환 네트워크 구축전략에 대한 추진기반 조사

박성순,윤찬호,박비오,김한석 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

생태산업단지(Eco-Industrial Park, EIP)는 먹이사슬로 공생하는 자연생태계의 원리를 산업에 적용하는 산업 생태학을 응용한 산업단지로서 산업단지 내에서 발생하는 부산물, 폐기물, 폐 에너지 등을 다른 기업이나 공장의 원료 또는 에너지원으로 사용할 수 있도록 재자원화 하여 오염물 무배출(Zero-Emission)을 지향하는 산업단지(12개 지역 : 경기, 인천, 충북, 대전, 충남, 경북, 대구, 울산, 부산, 전북, 광주, 전남) 105개 단지가 구축되었다. 광주지역에는 광주첨단, 하남, 평동, 본촌, 소촌 산단 등 5개의 대형 산단이 조성되어 있으며, 특히 광주광역시는 광산업, 생활가전, 자동차, 2차 전지 등 다양한 자원재활용 산업의 육성기반 토대가 될 산단 등이 특구단지로 지정되어 있는 여건을 가지고 있으므로, 재활용 패러다임을 개발하여 미래 친환경 순환구조 네트워킹 단지 육성이 필요하다. 기존 대규모 국가산업단지에 주변 일반산업단지들을 연결한 광역EIP 형태로 추진됨에 따라, 산업단지 간 자원이용률 극대화를 위한 전략수립 및 세부 사업계획을 도출하고자 광주지역 산업단지 및 산업단지 이외 지역에서 발생하는 폐자원, 에너지 발생현황, 처리현황 및 지역 내 환경기초시설의 처리·운영 현황을 조사하고, 이를 바탕으로 지역에서 발생하는 폐기물·부산물·에너지의 자원이용 효율극대화 방안을 도출하고자 한다.

산업부산물을 활용한 알칼리 활성 콘크리트의 이산화탄소 흡수 및 물리역학적 특성 평가

조준표,안해영,송지현 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2016 No.2

최근 온실가스에 의한 지구온난화에 대한 국내외의 관심이 급증하여, 주요 선진국을 필두로 하여 국제적인 협약 체결을 맺어 온실가스를 감축하고자 노력하고 있다. 한국도 온실가스 저감 목표를 세우고 이를 달성하기 위해 다양한 분야에서 관련 기술을 개발하고 있다. 특히, 한국 온실가스 배출 분야에서 온실가스 감축 잠재력이 비교적 큰 것으로 알려진 콘크리트의 주재료인 시멘트에 의한 온실가스 저감 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 한국뿐만 아니라 국제적으로 공통적인 큰 관심 연구 분야이다. 시멘트의 1 ton 생산 시에는 주요 온실가스인 이산화탄소가 0.7~1.0 ton 배출되는 것으로 알려져 있으며, 이는 전체 이산화탄소 배출량의 7~8%를 차지한다. 따라서 콘크리트 제조 시에 시멘트를 대신하여 고로슬래그, 플라이애쉬 등의 산업부산물을 활용하여, 시멘트 사용량을 줄여서 이산화탄소 배출량을 저감하고자하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 산업부산물을 적용한 알칼리 활성 콘크리트의 탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 확인하여 실제 시멘트 대체용으로 활용 가능성을 확보하고자 하였다. 콘크리트 제조 시에 첨가되는 시멘트를 고로슬래그 및 플라이애쉬로 대체함으로써, 시멘트 사용량 저감을 통해 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄이고, 활성화시킨 고로슬래그를 활용하여 직접적으로 이산화탄소를 포집하였다. 또한 양생조건에 따른 이산화탄소 흡수능 및 이산화탄소 흡수 전후의 화학적 특성을 확인하고자 20~80℃ 범위에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수 및 물리 역학적 특성을 비교하였다. 탄소 포집용 알칼리 활성 콘크리트를 제작함에 앞서, 기초 실험을 통해 다양한 산업부산물 중에서 이산화탄소 활성화제 및 시멘트 대체용으로 동시에 활용 가능한 최적의 산업부산물로 고로슬래그를 선정하였다. 고로슬래그의 수경성 확보를 위해 수산화칼슘 및 규산나트륨을 활성화제로 사용하였다. 바인더와 활성화제, 증류수를 투입하여 혼합한 알칼리 흡수제는 질소 충진한 항온 챔버에서 24시간 동안 보관하였다. 20℃에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수량은 51.5 g-CO₂/kg였으며, 40℃에서 양생할 때 이산화탄소 흡수량은 59.3g-CO₂/kg으로 가장 높았으나, 60, 80℃에서 양생한 시료의 경우 CO₂ 흡수량이 20, 40℃에서 양생한 시료에 비해 낮았다. 압축 강도를 측정한 결과도 이산화탄소 흡수 실험결과와 동일한 추세를 보였다. 이산화탄소 흡수 및 압축강도 실험 결과들을 바탕으로, 본 연구에서 개발한 알칼리 활성 콘크리트는 이산화탄소 흡수제 기능을 갖는 건축재료로써 활용이 가능하며, 특히 40℃에서 양생 할 경우 알칼리 활성 콘크리트의 이산화탄소 흡수능이 극대화 될 것으로 판단된다.

산업부산물을 이용한 단층형 매립복토시스템의 개발을 위한 현장실증시험 결과

윤성욱 ( Sungwook Yun ),이정훈 ( Junghun Lee ),유찬 ( Chan Yu ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

기존의 복토시스템은 지역적 특성 반영 및 시공상의 어려움, 공사비가 비싸고 점토의 균열에 의한 문제점, 내구성이 취약하며, 식생조성이 어려운 단점이 있다. 따라서 비위생 쓰레기 매립장 복원사업에 적용할 수 있는 단층형 최종복토공법의 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존 매립지 최종복토공법의 단점을 개선한 단일 복토재를 사용하여 지역의 기후, 지형, 토질 특성 등을 반영하여 단층형 최종복토공법의 개발을 위한 연구를 하였다. 이때 일반 흙을 가지고 복토재를 이용할 경우 우리나라특성상 여러 가지 문제점 등이 발생될 수 있기에, 이에 대한 대안으로서 기존에 지역의 환경문제로 인식되었던 산업부산물의 활용성을 검토하여, 산업부산물들을 관련 규정에 의거하여 단층형 최종복토시스템의 복토재로서 활용하였다. 복토재로 사용 할 산업부산물은 확보가 용이하고 일반토양과 일정비율 혼합하면 토양의 완충능력을 이용하여 pH와 양분 불균형 등으로 환경문제를 저감 시킬 수 있을 것으로 예상되었으며, 또한 이들 산업부산물들은 일반 흙보다는 역학적 특성이 우수하여 매립지사면의 안정성 확보에도 매우 유리하며, 식물에 필요한 무기영양분이 다량으로 존재하고 있기 때문에 표층토의 유기물 관리만 적절히 이루어진다면 조기 식생도입에 의한 사용종료 비위생 매립지의 정비와 사후관리에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 예상되었다. 따라서 체계적인 연구로 산업부산물이 단층형 최종복토시스템의 복토재로 개발된다면 사용종료 불량매립지의 정비 및 사후관리사업 수행에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 예상되었다.