물질흐름분석을 통한 수명 후 풍력발전시스템의 재활용 잠재성 산정 = Estimation of the Recycling Potential in End of Life Wind Power System Using Material Flow Analysis

국문 초록 (Abstract)

풍력발전은 대기오염이나 방사능 누출과 같은 환경오염을 유발하지 않아 친환경 신재생 에너지원으로 급부상하고 있다. 향후, 친환경 에너지 산업의 비중증가로 인해 전 세계적으로 풍력발전산업의 건설 및 폐기에 따라 폐기물의 양도 증가할 것으로 예상된다. 그러나 풍력발전에 투입되는 물질에 대한 종류 및 양에 대한 조사 연구사례가 많지 않고, 투입되는 희소한 물질에 대한 경제적 가치도 잘 알려지지 않아 폐기물의 발생량 또는 재활용 가능 여부에 대한 인식이 부족한 실정이다.
본 연구에서는 풍력발전 시스템의 건설부터 폐기 단계까지, 물질흐름분석기법을 통해 재이용 ·재활용 가능양을 파악하고, 수명 후 풍력발전시스템 폐기 시 재활용 잠재성을 평가하였다.
연구범위는 2002년부터 2020년까지 풍력발전시스템으로 설정하였으며, 평균 수명을 15년이라고 가정하였다. 2002년부터 2020년 말까지 설치된 풍력발전시스템은 총 106개 단지 739기(대)로, 용량에 따라 23종으로 분류된다. 물량적 관점에서 재활용 잠재성을 산출한 결과, 2017년부터 2035년까지 총 배출물질을 재활용량, 매립량, 소각량으로 분류한 결과 각각 247,000 ton, 627,247 ton, 22,507 ton으로 추정되었다.
연구의 한계는 국내 풍력발전시스템의 평균 수명에 대한 자료가 부족하였고, 국내 풍력발전시스템에 사용된 모든 부품을 연구할 수 없었다. 또한 제조사마다 물질의 종류와 비율의 차이를 보일 수 있기 때문에 향후 실제로 측정한 국내 풍력발전시스템 물질별 구성 데이터값에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다. 국내 풍력발전 부품 산업계가 더욱 활성화되고 있으므로 풍력발전시스템에서 재활용 가능한 부품 및 재료를 활용한 부가가치 사업을 성장하게 하는 원동력이 될 것이라 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제2장 문헌 연구 3
• 2.1 풍력발전시스템의 현황 3
• 2.2 풍력발전시스템의 구성부분 및 개념 4
• 2.2.1 풍력 터빈 5
• 2.2.2 기초 7
• 2.2.3 케이블 7
• 2.2.4 스위치 기어 8
• 2.3 전과정평가 및 물질흐름분석 10
• 2.3.1 전과정평가 개념과 절차 10
• 2.3.2 물질흐름분석 개념과 절차 12
• 2.3.3 비교 결과 16
• 2.4 재활용 잠재성 산정 평가 18
• 2.4.1 물량적 잠재성 18
• 2.4.2 경제적 잠재성 18
• 2.4.3 환경적 잠재성 20
• 제3장 수명 후 풍력발전시스템에 대한 물질흐름분석 21
• 3.1 연구의 대상 및 시스템 경계 설정 21
• 3.2 물질흐름의 정량화 21
• 3.2.1 풍력발전시스템 설치 현황 22
• 3.2.2 2 MW 풍력발전시스템 부분별 구성 물질 및 무게 조사 26
• 3.2.3 2 MW 외 풍력발전시스템 부분별 구성 물질 및 무게 추정 27
• 3.2.4 2 MW 및 2 MW외 풍력발전시스템의 구성 물질별 처리비율 34
• 제4장 수명 후 풍력발전시스템의 재활용 잠재성 산정 38
• 4.1 재활용 잠재성 산정을 위한 물질흐름분석의 조건 38
• 4.2 재활용 잠재성 산정 및 결과 40
• 4.2.1 지역별 재활용 잠재성 산정 41
• 4.2.2 물질별 재활용 잠재성 산정 44
• 4.2.3 재활용 잠재성 결과 분석 46
• 제5장 결론 50
• 참고문헌 52