■ 폐플라스틱에서 수소. 화학 원료 제조 기술 개발

 

■ 폐플라스틱에서 수소. 화학 원료 제조 기술 개발

국내 연구진이 폐플라스틱에서 수소 및 화학 원료 생산이 가능한 가스화 기술 개발에 성공했다. 한국에너지기술연구원 청정연료연구실 라호원 박사 연구진은 폐플라스틱 열분해유를 가스화하여 합성 가스를 생산하는 공정 기술을 개발하고, 한화 건설에 기술 이전했다고 2022년 08월 24일 밝혔다. 그동안 활용처가 제한적이었던 폐플라스틱 열분해유를 활용해 수소, 일산화탄소 등 고부가 화학 원료로 재탄생시키는 기술을 국산화한 것이다.

★ 폐플라스틱을 산소가 없는 상태에서 가열해 열분해유를 만든 다음, 산소와 함께 천4백 도의 높은 온도에서 압력을 가해 수소와 일산화탄소를 만든다. 열분해유를 정제하면, 에탄올이나 디젤을 만들 수도 있고, 일산화탄소에 수증기를 가하면 수소로 바꿀 수 있다. 폐플라스틱 17톤이면, 수소 2톤 생산이 가능한데, 수소차 280여 대를 충전할 수 있는 양이다. 필요에 따라서 수소를 만들거나 에탄올을 만들거나 메탄을 만들거나 아니면 합성유를 만들거나 이렇게 다양한 원료로 활용할 수 있다.

폐플라스틱 처리를 위한 매립과 소각은 면적 제한, 지표. 지하수 오염, 소각시 불완전 연소로 인한 환경 오염을 심화시키는 한계가 있다. 이에 폐플라스틱을 친환경적이고, 고부가가치화 시킬 수 있는 가스화 기술이 부상하고 있다. 정부에서도 온실 가스 감축을 위한 핵심 과제로 열분해 등 화학적 재활용을 통한 폐플라스틱의 연료화를 추진하고 있으며, 증가하는 폐플라스틱의 열분해유를 석유 제품의 원료로 사용하거나 수소화 사업에 활용하는 등 고부가가치 재활용을 위한 시장은 확대될 전망이다.

연구진은 2000년대 초반부터 축적해온 석탄, 바이오매스 등의 탄화수소계 원료를 활용한 가스화 공정 기술 노하우를 바탕으로, 폐플라스틱 열분해유 가스화 기술 개발에 성공해 수소와 일산화탄소 생성비가 90% 이상인 합성 가스를 생산했다. 개발한 기술은 폐플라스틱 열분해유를 고온·고압 상태의 가스 화기에서 한정된 산소 스팀과 함께 불완전 연소시켜 수소(H2)와 일산화탄소(CO)가 주성분인 합성 가스를 생산한다. 생산된 합성 가스를 정제, 전환, 분리 공정을 거치면, 수소 생산이 가능하다.

또한, 가스화 공정을 활용하면, 기존에 사용처가 한정적이던 폐플라스틱 열분해유로 기초, 특수 화학 물질에서 발전 연료, 전력 생산에 이르기까지 광범위한 고부가 파생 상품을 생산할 수 있다. 연구진은 가스화 공정으로 열분해가 가지는 고열량과 낮은 재(Ash) 함량 등의 특징으로 인해 수소와 일산화탄소 생성비가 90% 이상인 고품질의 합성 가스 생산이 가능함을 확인했다. 라호원 박사는 “이번 기술 이전은 국내 자체 기술로 개발된 ‘가스화 공정 설계 및 운영 기술’에 대한 사업화로써 폐플라스틱의 고부가가치 자원화를 통해 탄소 중립을 위한 자원 순환 경제 구축에 크게 기여할 것으로 기대한다” 라고 말했다.