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ad_musign
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-0001-11-30 00:00
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시멘트 업계의 폐자원 재활용에 대하여
최근 논란이 되고 있는 시멘트 업계에서의 폐자원 활용과 관련하여 언론은 일부 이해관계에 있는 단체 또는 개인의 의견만을 집중 보도하여 폐자원의 활용 및 자원 순환형 사회 구축에 기여하는 업계의 긍정적인 면은 무시한 채 마치 시멘트 사를 범법단체, 비양심적인 기업으로 국민들에게 오보하고 있습니다. 이렇게 잘못 알려진 부분에 대하여 바로 잡고자 간략하게 관련 부분에 대해 다음과 같이 정리해 봅니다.

■ 시멘트 공정 개요

시멘트는 천연의 석회석, 점토, 규석, 철광석 등을 혼합한 원료에 유연탄을 이용 높은 온도의 열을 가함으로써 화학적인 변화를 유도해 새로운 광물이자 시멘트 반제품인 크링카를 제조하는 공정이다. 이 크링카에 응결지연제인 석고를 혼합/분쇄하면 최종제품인 시멘트가 만들어진다. 90년대 이후 부터 천연의 자원대신에 조합원료의 대체로 슬라그, 석탄재, 오니, 제강 슬라그 등이 사용되고 있으며, 유연탄을 일부를 대체하여 폐타이어, 합성수지, 정제유, 폐목재 등이 보조연료로 사용되고 있다. 또한 크링카 분쇄시 혼합재로서 슬라그, 플라이애쉬, 탈황석고 등이 대체재로 사용되고 있다.

■ 자원순환 사회구축

시멘트산업에서 폐기물을 사용하게 되면 천연자원을 보존하고 지구온실가스를 감소시키며 매립장 수명을 연장함으로써 우리의 주변 환경뿐 만 아니라 지구환경까지 보존하는 중요한 효과가 있다. 시멘트 산업에서 폐기물을 사용함으로써 얻게 되는 가장 큰 장점은 시멘트를 생산하기 위해 사용하고 있는 석회석, 점토 등 우리의 천연자원 사용량이 줄게 되는 것이다. 결국 시멘트 생산을 위해서는 광산개발이 불가피하지만 이를 최소화할 수 있다는 측면에서 환경을 보존하는 효과를 가져오게 된다.

또한 매립되거나 소각 되어야 할 폐기물이 환경적으로 무해하고 안전하게 처리되기 때문에 매립이나 소각시 발생되는 2차적인 환경오염을 방지할 수 있다. 즉 매립을 할 경우 폐기물로부터 발생되는 침출수는 우리의 토양과 지하수를 오염시키고, 해양투기 또한 어업자원의 오염 등을 야기시키지만 이를 방지하는 효과가 있으며, 또한 매립장 수명을 연장함으로써 우리의 토양과 소중한 지하수 자원을 깨끗하게 보존할 수 있게 된다. 매립장 수명 연장의 대안인 폐기물 소각은 소각시 배출되는 유해가스는 물론 소각 후 더 많은 유해물질이 농축되어 발생하는 소각재 문제를 시멘트 소성로를 통해 해결할 수 있기 때문에 어떤 특정지역의 문제가 아닌 국가적인 환경의 질을 향상시키는 효과가 있다.

그리고 가연성 폐기물을 사용하게 되는 경우에는 지구온난화의 주범인 온실가스 발생량을 대폭 감소시키는 효과를 가져오게 됨으로써 지구환경을 살리는 유효한 수단이 되고 있음은 물론 , 국가적으로 쿄토 협약에 의한 온실가스 감축의무를 이행할 수 있는 수단이 될 수 있다.

자원의 순환정책 논하기 전에 최고의 환경보존을 위한 방법을 제시한다면, 산업폐기물을 발생시키지 않는 것일 것이다. 그러나 이것은 문명사회의 존립자체를 불가하게 하는 것이고, 차선책이라 한다면 산업폐기물의 양을 줄이는 것인데 이는 결국 적게 소비해야만 달성할 수 있는 일이며, 적게 소비한다는 것은 경제규모의 축소를 의미한다. 이것 또한 정책적으로나 개개인의 행복추구권리를 고려할 때 불가한 일이다.

따라서 어차피 발생할 수 밖에 없는, 또 발생량을 마음대로 조절할 수 없는 것이라면 산업폐기물을 가장 최적의 방법으로 재활용하는 것이 자원 순환형 사회 구축의 기본이라고 말할 수 있을 것이다.

예를 들어 시멘트 산업에서 순환자원으로 연료 대체시 예상되는 사회적 편익에 대하여 알아보자. 시멘트 소성로에서 순환자원을 사용하지 않을 경우 일반 소각로는 폐기물을 태우게 되고 시멘트 공장은 천연 화석연료를 사용하게 된다. 이때는 각각의 공장에서 연소 가스가 발생하게 된다. 하지만, 시멘트 소성로에서 화석연료 대신에 순환자원의 일부를 사용할 경우에는 소각로에서 태우는 폐기물의 양이 줄어들게 되고 시멘트사는 화석원료의 사용량이 감소하게 된다. 이때 연소가스는 순환자원을 재활용하는 양만큼 전체적으로 줄어들게 된다. 즉, 시멘트 소성로에서 순환자원을 연료로 사용할 경우에는 온실가스인 이산화탄소 등의 배출을 줄이고 천연자원인 화석연료를 보호하는 효과를 가져오게 된다. 또한 이로 인한 원가의 절감은 결국 소비자에게 돌아가게 된다.

우리나라 산업구조의 근간인 중화학공업에서 발생되는 산업폐기물이나 부산물, 집집마다 사용하는 전기를 만들기 위해서 발생된 발전소 석탄회, 매일 타고 다니는 자동차 타이어, 정수장 슬러지, 하수장 슬러지, 일상생활에 사용됐던 냉장고, TV… 생활수준이 향상된 만큼 폐자원의 발생량도 이에 따라 증가하고 있다. 과연 이러한 것들을 어떻게 처리하는 것이 최적일까? 다른 나라에 수출? 마을 옆에 매립장, 하수처리장 만든다고 하면 쉽게 승낙을 얻을 수 있을까? 아파트에서 발생되는 쓰레기를 바로 근처에 매립장 만들고 소각로 설치해서 처리 가능한가? 하지만 모두들 님비(NIMBY) 의식으로 충만해 자기 마을 근처에는 얼씬도 못하게 하고 있다. 그러면 어떻게 해야 할까? 가능한 재처리해서 원료로 연료로 재활용하는 것이 최적의 방법이다

■ 소성로에서의 재활용

시멘트 소성로에서의 재활용은 주로 대체연료에 대한 부분을 말하는 것으로 폐타이어, 합성수지, 정제유(재생유), 폐목재 등이 해당된다. 소성로는 최고 가스온도가 2,000℃ 정도로 높기 때문에 일반적으로 가연성 폐기물은 완전연소가 되며 크링카를 만들기 위한 열량을 제공한다. 소각로가 폐기물 중간처리시설로 재활용은 물론 매립이 곤란한 각종 유해 폐기물을 비롯하여 생활폐기물 등을 소각 처리하는 것이 주목적인 반면, 소성로는 제품을 생산하기 위한 시설로서 가연성 폐기물을 연료대체로 사용할 경우 천연자원인 유연탄, B.C OIL 등을 절감하는 효과를 가져오며, 제품생산에 부합되는 다른 부작용을 낳지 않는다.

선진국에서는 이미 70년대부터 폐기물을 시멘트 소성로의 연료뿐만 아니라 원료로도 사용하고 있어 1998년 기업환경정책협의회 및 대한상공회의소에서 시멘트 소성로를 소각시설로 인정해 줄 것을 건의한 결과, 1999년 시멘트 소성로를 소각시설로 인정함에 따라 시멘트 업체에서는 각종 폐기물을 활용하게 되었다. 당시 환경부 검토결과,

○소성로는 시멘트 원료중 알카리 성분과 산화칼슘 성분이 SOx, Cl 등의 오염물질을 저감시키며, 고온이 유지되는 관계로 다이옥신이 낮게 배출되는 것으로 알려져 있기 때문에 폐기물 처리시설의 설치기준 및 관리기준을 충족한다.

○시멘트 소성로는 사회문제화 되는 소각시설과 비교하여 경제성 및 환경성이 뛰어난 것으로 평가되고, 일본, 미국, 독일 등에서도 시멘트 소성로를 이용하여 폐기물을 처리하고 있다.

○폐기물을 안정적으로 처리할 수 있는 대용량의 처리시설을 확보함으로써 향후 매립지 등 폐기물처리시설 확보난에 대처하기 필요하다.

라는 결론을 내리게 되었다. 결과적으로 시멘트 소성로가 폐기물의 소각시설로써 인정되어 폐기물을 적극 활용하게 되었다.

■ 외국의 사례

일본, 미국, 독일 등 선진국가에서는 이미 오래 전부터 폐기물의 재활용에 소성로를 이용해 왔다. 일본의 경우 2005년 기준 시멘트 1톤당 사용된 폐기물이 약 400Kg 에 달하며, 한국의 경우 이의 60% 수준에 그치고 있다. 독일 등 유럽국가들은 대체연료를 통한 열량공급 및 처리수수료 수입을 통해 시멘트 생산 판매로 인한 이익기여보다 폐기물 재활용을 통한 수익이 더 중요한 기업경영의 중요 요소로 자리하고 있다.

일부 공장의 경우 일반적으로 제조원가의 25~30% 비중을 차지하는 연료비의 부분을 제로 또는 마이너스로 실현시킨 경우도 있다. 논란의 대상이 되고 있는 환경규제의 경우 항목자체의 존재/비존재의 차이는 있으며, 이에 대한 부분은 향후 계속 검토되어야 할 것이다.

선진국의 경우 시멘트 공장의 대형화 , 지역적 집중화가 아닌 소규모로 지역적인 안배가 되어있다. 따라서 각 지자체에 근접한 시멘트공장은 일정 범위내 지역의 폐기물재활용에 큰 역할을 하고 있으며, 지자체/지역주민/시멘트공장과의 유기적 관계가 잘 형성되어있다.즉, 지자체 및 지역주민은 폐기물의 처리시설로서 시멘트 공장을 환경적으로 효율적이고 안전한 시설로 인정하고 협력관계를 지속적으로 유지해가고 있다.

■ 양회업계를 상대로 한 편향적 환경운동

최근 일부 환경운동을 한다는 인사들에 의해 인터넷상의 블로그나 지역 언론을 통해 자주 보도되는 시멘트 공장에서의 폐기물 사용과 관련된 내용이 사실과 다르게 호도되고 있다.

순수한 의미에서의 환경운동이 합리적으로 이루어진다면 , 발생문제에 대한 원인규명 및 대책 강구 등에 대한 이해 당사자간의 합의 및 시행이 오히려 쉽게 이루어 질것이다. 하지만 현재 일부 일사들이 제기하는 문제들은 일부 과학적 이론이 무시되고 객관성이 결여되어 있으며, 마치 본인이 모든 환경문제의 전문가처럼 본인 스스로 판단하고 그 결과물을 언론매체 등을 통해 일반인들에게 전달하여 시멘트업계의 긍정적인 사회기여는 무시한 채 마치 시멘트사를 범법단체나 비양심적 기업으로 국민들에게 오도하고 있다. 수입 슬라그, 폐타이어에 대한 문제, 단양/제천지역 모발검사에 대한 보도는 명백한 오보이며, 이에 대한 반박보도발표, 언론매체에 대한 정정보도 요청은 기 시행되었으며, 명예훼손에 대한 법적 대응도 검토중에 있다.

특정인의 일방적인 주장을 담은 기사를 일반 국민이 접하게 되면 , 사실의 진위여부에 관계없이 양회업계에 대해 부정적이고 비판적인 시각을 갖게 된다. 이 글들은 강한 목적의식과 대중에의 계속된 호소, 선동적인 어휘 사용, 기업주에 대한 극단적 표현, 그리고 특정 부분만을 부각시켜 주관적인 의도가 담긴 첨부 사진들은 선한 국민들을 현혹 시키기에 충분하다.

과학적 사실을 왜곡하여 업계를 호도하고 , 가공된 사실들로 국민들을 불안하게 하는 행위는 시간이 경과되어 사실 규명이 명확해질 때까지 많은 갈등을 유발하고 불안감을 줄 것이다.

■ 환경적 영향

폐기물의 재활용과 관련하여 환경단체 및 지역주민 , 일부 언론에서 제기되고 있는 환경부분의 문제에 대하여 다음과 같이 간략히 설명하고자 한다.

○ 6가 크롬

시멘트 원료중의 크롬 함량을 나타내면 다음과 같다 .

석회석 10~35ppm

점토질 0~340ppm

규석질 원료 ( 폐주물사 등 ) 10~350ppm

철질 원료 ( 슬래그류 등 ) 10~955ppm

상기의 함량과 일반적인 원료의 배합을 감안하면 크링카 전체중의 크롬함량은 약 10~95ppm 의 범주에서 움직인다 . 크링커 원료중의 크롬의 대부분은 Cr 2O 3 (+3 가 ) 로 존재하고 있으며 , 이는 수용성이 아니므로 환경적으로 문제를 일으키는 것은 아니다 . 그러나 이러한 +3 가 크롬이 크링카의 소성과정 중 산화반응과 알칼리의 결합에 의해서 수용성인 +6 가 크롬으로 전환되는데 이것이 바로 시멘트 / 콘크리트 작업 중 중금속 접촉 함량 및 실생활에서 중금속 접촉 유해성 논란을 일으키는 부분이다 .

+6 가 크롬이 발생되는 화학반응을 간략히 나타내면 다음과 같다 .

Cr 2O 3 + Akalies → A 2CrO 4

(+3 가 ) (Na 2O, K 2O) (+6 가 )

이러한 반응의 결과로 크롬함량 전체가 +6 가로 전환되는 것이 아니라 , 공정에 따라 다소 차이가 있기는 하지만 약 10%~30% 의 치환율을 갖는다 . 따라서 당사에서 제조되는 시멘트 중의 +6 가 크롬 함량은 20~30ppm 의 수준을 나타낸다 .

2004년 3월 크링카에서 6가 크롬이 지정폐기물 기준 초과가 된 것이 최초로 확인되었으며 2005년부터 부터 양회업계는 공동으로 자율적 관리 방안을 협의하기 시작하였고 양회업계는 시멘트에서의 크롬 농도를 2008년부터 30ppm, 2009년부터 20ppm으로 관리하겠다는 자율 규제안을 환경부와 같이 도출하였고, 부원료 반입 관리기준 정립 등 이를 지키기 위해 노력을 계속 할 것이다.

○다이옥신

다이옥신 등 유기성 유해 물질은 고온의 소성 공정을 통과하는 동안에 분해된다 .
시멘트 원료가 고온인 로터리 킬른을 통과하는데 약 30분이 소요되며,로터리 킬른 속에서는 최고 가스온도가 2,000 ℃ 정도로 높기 때문에 , 다이옥신류 등의 유해한 유기물은 거의 완전하게 분해된다. 다만 폐기물에 유기물이 부착되어 있는 경우에는 유기물이 원료와 함께 서서히 가열되어 들어 가면서 휘발하게 되어 배기가스로 나갈 가능성이 있기 때문에, 유기물이 많은 가연성 폐기물은 원료로 사용하지 않고 직접 투입하고 있다.
그리고, 시멘트 제조는 배기가스와 원료가 서로 반대방향으로 흐르면서 접촉하는 방식의 공정이므로, 연소 배기가스에 매우 미량의 미분해 유기물이 남았다고 해도, 산성가스를 정화하기 위해 사용되는 칼슘이 원료의 대부분을 차지하고 있어 이들이 미분해 유기물을 흡수, 흡착함으로써 다시 소성 공정으로 유입이 되어 분해가 되는 것이다

또한 소성공정 후단에는 가장 효율일 좋은 백필터라고 하는 집진장치가 설치되어 있어유해 물질이 회부로 배출될 가능성은 없다고 볼 수 있다.

따라서 시멘트 공정이야말로 가장 이상적인 폐기물 소각로 역할을 하는 것이다 .

< 시멘트 7개 MAJOR 사의 다이옥신 측정결과 >

(ng-TEQ/Sm 3, O 2 12%)

구 분
2001 년
2002 년
2003 년
2004 년
2005 년


측정횟수
6
5
4
12
15
42

평균
0.091
0.066
0.066
0.063
0.035
0.052


○중금속

중금속은 화학반응에 의해 제품 안에 고용되어 안정화 처리된다 .
중금속은 천연광물에도 존재하기 때문에, 천연자원을 이용하는 모든 건설재료에는 중금속이 존재하게 되며, 시멘트도 예외가 아니다. 따라서 천연자원만을 이용해 시멘트를 제조하고 있었던 시대에도 시멘트에는 중금속 등의 성분이 미량 포함되어 있었으나, 폐기물 사용과 더불어 미량 성분의 관리 체제를 더욱 강화하고 있으며, 그 함유량은 대체로 천연 토양의 범위 내에 있다.
폐기물에 포함된 중금속의 경우 대부분의 시멘트 소성 공정 과정에서 중간 생성물인 클링카 광물 속에 고용되어 안정화 처리되며 각 사별로 시멘트 미량 성분의 사내 규격을 마련해 반입 폐기물 및 공정관리를 철저히 하고 있다

또한 콘크리트의 경우 경화하는 과정에서 시멘트 수화물에는 중금속 등 유해 물질을 고정화해 불용화하는 기능이 있기 때문에 , 경화한 콘크리트로부터 기준을 넘어 용출 하는 것은 거의 없다

○시멘트 품질

천연원료인 석회석이나 점토에 포함되는 화학성분과 같은 성분이 폐기물에도 포함되어 있기 때문에 시멘트 품질은 변화가 없다 .
시멘트의 제조에는 칼슘(CaO), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3)의 주요 화학 성분을 포함하고 있는 원료가 필요하며, 이러한 원료를 일정 성분으로 혼합, 분쇄해서 원료 분말을 생산하고, 고온의 로터리 킬른에 투입하면, 원료가 화학반응을 일으켜 시멘트로서 필요한 수경성을 가진 화합물로 변하게 된다. 단지 시멘트 원료에 폐기물을 "혼합"하는 것이 아니다.
따라서 폐기물이나 부산물이 이러한 주요 화학 성분을 어느 정도 포함하고 있으면, 시멘트 원료로서 사용할 수가 있는 것이고 또한, 폐기물에는 유기물도 포함되지만, 고온소성과정에서 완전히 분해되어 유연탄을 대체하는 열원으로 작용하게 됩니다. 폐기물이나 부산물을 사용하더라도 성분에 따른 치밀한 분석 및 원료조합을 실시하고 있으며, 고온 소성공정에서 사용하게 되는 가연성 폐기물의 경우에도 정밀한 계량설비를 통해 기존에 연료로 사용하고 있는 유연탄과 함께 열량을 기준으로 투입량을 세밀하게 조정하여 사용함으로써 시멘트 품질에 미치는 영향은 없다. 다만, 중금속이나 염소함유량이 증가될 수 있으나 이는 사전에 충분히 연구된 선행자료를 기초로 하여 사용전의 자체시험을 통해 품질에 영향이 발생되는 경우는 반입을 하지 않기 때문에 시멘트품질이 떨어지는 경우는 없다.
최근 시멘트업계는 품질을 기반으로 한 선의의 경쟁을 추구하고 있어 시멘트 품질이 떨어지는 것을 알면서도 폐기물이나 부산물을 사용하는 경우는 없다고 볼 수 있다.

■ 폐자원의 관리

신규 폐기물의 사용결정이 필요한 경우, 1차 선별(발생원 정보), 2차 선별(미량 성분을 포함한 화학 성분 등의 샘플 특성과 상태 확인), 3차 선별(실험사용에 의한 평가) 과정을 거쳐 시멘트의 품질이나 제조공정, 주변환경 등에 악영향을 미치지 않는 다는 것이 확인된 것만 반입이 되도록 내부적인 절차가 규정되어 있다.
또한, 내부적으로 확인이 된 이후에는 폐기물관리법 및 대기환경보전법 등 법에 의한 적정 절차를 거친 후 최종적으로 사용하게 되어 있으므로 어떤 폐기물이라도 받아들일 수는 있는 것은 아니다

■ 폐기물의 국가간 거래

폐기물의 국가간 이동은 바젤 협약을 기본으로 하며, 국내의 경우에도 폐기물의 국가간 이동에 관한 법률이 제정되어 있다. 현재 국내 양회업계에서 수입하고 있는 폐타이어, 석탄재, 슬라그 등은 국가간 이동에 문제가 없는 품목들이다. 법률에서 국가간 이동이 가능한 품목/ 불가한 품목을 설정한 이유는 유해 폐기물의 이동으로 인한 피해 방지(주로 후진국) 및 이용 가능한 자원의 범 세계적 차원의 활용이라고 볼 수 있겠다.

폐타이어의 경우 화석연료를 대체하기에 충분한 열량을 가진 연료대체제로서 활용 가능한 품목이며 , 슬라그나 석탄재는 원료의 대체제로서 전혀 문제가 없는 품목이다. 이러한 사용 가능한 품목에 대해서 유해성에 대해 문제를 제기하거나 수출국가의 폐기물 처리장이라는 표현으로 비난하는 것은 시대에 뒤떨어진 발상이라고 밖에 볼 수 없다. 폐기물의 국내/외 이동은 일반 상품과 같이 시장가격을 기초로 한 경제적 논리에 의해 움직인다.

현재는 일본과 같은 영역 안에서 움직이고 있으며 , 향후 중국을 포함 극동 3개 국가의 공동 폐기물 시장이 형성될 것이다. 폐기물의 이동은 처리기술 및 처리비 등 시장 형성가격에 따라 움직일 것이며 물론 유해성이 없다고 법률적으로 정해지는 품목에 한정될 것이다.

일부 환경단체의 주장과는 달리 수입하는 양회업계에서는 유해성 등 사전검토를 통하여 반입 가능한 품목에 대해서만 수입을 진행하고 있으며, 일부 품목은 국내에서 발생되는 폐기물 보다 중금속 등의 수치가 오히려 작은 경우가 있기도 하다.

■ 맺음말

시멘트산업에서의 폐기물 활용에 대한 옳고 , 그름의 논쟁은 당장 결론이 나지는 않을 것이다. 순수한 환경적 문제 이외에 폐기물시장의 변화에 따른 업종간의 잇권과도 관계 있기 때문이다.

순환자원을 단순 소각하는 일반 소각산업에 비해 시멘트 산업은 기존의 설치되어있는 설비를 활용해 폐기물을 안전하게 순환자원으로 재처리하는 차세대 폐기물자원화 사업의 선두 주자이며 , 더 나아가 천연자원을 보존하고 지구환경보호라는 가시적인 역할을 수행하는 것이다.

다만 , 안타까운 것은 시멘트 소성로가 최고의 폐기물 처리설비로 인정되면서도 이상적인 환경운동이나 혹은 일방적 주장을 하는 일부 일사들에 의해 왜곡되고 있다 . 또한 계속적으로 일부 환경론자에 의해 제기되는 중금속 시멘트니 쓰레기 시멘트 운운 하는 부분에 관해 언급하자면,

시멘트는 최종제품이 아니라는 것이다 .

최종제품은 레미콘이나 몰탈이며 양생된 레미콘이나 몰탈의 중금속 용출시험결과는 “ZERO” 인 사실을 주목할 필요가 있다 . 일반사람과 접하는 것은 레미콘 / 몰탈이지 시멘트가 절대 아니다 . 물론 우리가 과거 산업화 과정에서 시멘트 생산 종사자 , 실험 / 연구 관련자 , 콘크리트 현장 작업자에게 안전장구의 착용 , 유해성에 대한 인지 등의 규정이 엄격하게 적용하지 않고 미흡했던 점은 있다 . 식초의 농도에 따라 강산성에 의한 유해물질이 되듯이 각 원료 물질은 취급에 따른 안전 규정을 준수하면 되는 것이다 .

시멘트산업이 환경부문에 지대한 역할을 하고 있음에도 불구하고 환경오염 산업으로 인식되는 것은 정말 안타까운 일이다 .