일본, 환경으로 미래를 잡는다 - 일본의 환경 선진기술(3)

- 일본 가전 리사이클 전략적으로 육성 -

- 가전 폐기물 제로를 목표로 끊임없는 기술 개발 -

 

보고일자 : 2008.8.1.

우상민 후쿠오카무역관

idolmin@kotra.or.kr

 

 

□ 일본의 환경 선진기술(5) – 가전 리사이클 기술

 

 ○ 2003년 4월 가전 리사이클법 시행

  - 일반 가정으로부터 배출되는 가전제품은 연간 약60만 톤으로 매립만으로는 더 이상 가전제품 쓰레기를 처리할 수 없었음.

  - 또한, 폐가전에는 다시 이용할 수 있는 유용한 자원이 많이 포함돼 있다는 자각이 일면서 자원빈국인 일본이 자원부국이 될 수 있다는 인식이 생겼음. 이는 현재 '도시광산'이라는 이름으로 폐기물에서 자원을 캐는 기술들이 속속 개발되고 있음.

  - 이런 배경하에서 2003년 4월부로 가전 리사이클법이 시행됨.

  - 가전 리사이클법은 텔레비전, 냉장고, 세탁기, 에어컨 4 기종의 가전 제품은 반드시 제품 판매자가 회수해 리사이클하는 것을 의무화하고 있음.

 

 ○ 가전 리사이클 기술의 개발

  - 가전리사이클법이 시행되면서 가전 리사이클 기술은 눈에 띄게 발전했음.

  - 가전 리사이클 기술은 크게 3가지 분야로 발전을 하고 있는데, Material Recycle·Chemical Recycle·Thermal Recycle 이 그것

  - 구체적으로는 재료를 종류별로 분별하는 기술, 사용된 재료의 종류를 특정하는 기술, 분별된 재료를 자원으로 재생하는 기술, 플라스틱의 Chemical Recycle이나 Thermal Recycle 기술, 냉매나 단열재에 이용되고 있는 프론가스를 회수하는 기술 등이 이에 해당됨.

 

 ○ 재료를 종류별로 분류하는 기술

  - 재료를 종류별로 분별하기 위해서는 다른 종류의 재료 섞이지 않게 해체한 후, 자력이나 비중의 차이를 이용해 분별해야 하는데, 예를 들어 플라스틱의 재료 리사이클의 경우, 플라스틱 부품에 붙어 있을 수 있는 씰이나 도장·금속 부품을 넣어 성형한 플라스틱 부품에서는 플라스틱으로부터 금속 부품을 제거하는 것이 필요

  - 또한, 재료를 분별할 때 세탁기의 세탁조나 냉장고 선반과 같이 단일의 소재로 돼 있는 대형의 부품은 파쇄하지 않고 분별하는 것이 파쇄 후에 분별하는 것보다도 효과적인 경우가 있는데, 파쇄하지 않고 분별하는 기술 등이 필요함.

  - 샤프㈜는 메이커나 기종별로 다양한 구조를 하고 세탁기의 수조에 모두 대응할 수 있는 수조 유닛 분해 장치(SET-SBH1)를 개발, 해체 숙련자 밖에 실시할 수 없었던 전자동 세탁기 수조의 분해 작업을 쉽게 그리고 단시간에 실시할 수 있게 했음.

 

수조 유닛 분해 장치(SET-SBH)일본가전제품협회

 

  - 미쓰비시 전기는 정전 분류 방식을 개발해 지금까지 매립해 혹은 소각할 수 밖에 없었던 혼합 플라스틱(이른바 슈레더 더스트)을 이용할 수 있도록 했음. 미소한 방전장에 의해 피선별물을 대전시켜, 비중 선별로는 충분히 제거할 수 없었던 미세 구리 철사등을 고정밀도에 제거할 수 있도록 했음.

 

미쓰비시 전기의 정전분류방식으로 선별한 플라스틱

(자료원 : 일본가전제품협회)

 

원료	재파쇄 후의 정제품

 

  - 미쓰비시 전기는 또한 건식 이물제거 시스템을 개발해 품질 높은 난연 플라스틱 재생이 가능하게 했음. 전기·전자기기의 캐비넷에는 난소성을 강화한 비교적 고가의 난연플라스틱이 많이 채용되고 있는데, 이러한 플라스틱에는 나사 등의 금속류나 표면에 명판씰 등의 이물이 부착돼 있어, 순도 높은 리사이클하기 위해 이것들을 없애야 함. 종래, 이 이물 제거의 작업은 수작업으로 실시하지 않으면 안되어 비용이 많이 소요됐었음. 미쓰비시 전기는 플라스틱의 표면을 연마 세정하는 건식 이물 제거 시스템을 개발해, 저비용으로 순도 높은 난연플라스틱의 리사이클을 실현했음.

 

미쓰비시 전기의 건식이물제거시스템 자료원 : 일본가전제품협회

 

  - 소니의 리사이클 자회사인 그린사이크루는 파쇄기로 믹스된 플라스틱을 물의 비중을 이용해 선별하는 비중 선별 방식을 개발. 물에 뜨는 PP·PE 등과 수조의 상층 부에 부유하는 PS·ABS 등, 수류에 가라앉는 찌꺼기(염화비닐, 피복 구리 철사등)의 3개로 나눌 수 있다고 함.

 

 ○ 사용된 재료의 종류를 특정하는 기술

  - 해체·분별을 용이하게 하기 위해서 재료의 종류를 식별할 수 있는 재질 표시가 진행되고 있지만, 모든 플라스틱 부품에 재료 표시가 있는 것은 아니기 때문에 플라스틱의 재료의 종류를 특정하기 어려운 경우, 재료를 식별하기 위한 기술이 필요하게 됨.

  - 마츠시다 전기는 플라스틱 부품의 재료 식별 기기인 FT-IR을 개발, 플라스틱의 종류·난연제의 종류·도장의 종류·더러움의 정도까지를 단시간에 고정밀도에 식별할 수 있도록 했음. 가전제품에서 식별이 가장 곤란하다고 생각됐던 텔레비전 제품에 사용된 플라스틱도 거의 100% 식별이 가능하게 됨. 이 장치를 이용함에 따라 고순도의 회수 플라스틱을 확보할 수 있어, 재생 플라스틱의 고품질·리사이클 코스트의 절감 등을 실현했음.

 

마츠시다 전기의 FT-IR 자료원 : 일본가전제품협회

 

 ○ 분별된 재료를 자원으로 재생하는 기술

  - 금속은 용해하거나 정련 공정에 되돌리거나 하는 것으로 재생되며, 플라스틱의 경우에는 재료의 종류마다 분별돼 세정·불순물의 제거·난연제의 제거·pellet화 등의 처리를 거치게 되는데, 이 분야에서 좀 더 효율적인 재생 기술이 요구됨.

  - 마츠시타 전기산업(주)은 재생 이용하기 어려운 난연제의 플라스틱 재생 이용을 촉진하기 위해, 난연제만을 용해시키는 특수한 용제를 플라스틱에 넣으면서 난연제를 추출 분리하는 장치를 개발해, 실용화를 향한 검토를 진행하고 있음.

 

 ○ 플라스틱의 Chemical Recycle이나 Thermal Recycle 기술

  - 플라스틱의 경우 자원으로 재생하기 어려운 경우가 발생하는데, 이 때에는 케미컬 리사이클이나 서멀 리사이클을 실시함. 케미컬 리사이클이란 열이나 압력을 더해 석유나 화학 재료에 되돌리는 리사이클 수법이며, 서멀 리사이클이란 열에너지를 회수하는 리사이클 수법으로, 연료로 효율적으로 이용하기 위해 고형 연료화 등의 기술이 필요함.

 

 ○ 프론가스를 회수하는 기술

  - 에어콘, 냉장고에서는 냉매로서 프론가스가 사용되고 있어 리사이클 시에는 프론가스를 대기 중에 방출하지 않고 회수하는 기술이 필요

  - 냉장고에서는 단열재로 사용되고 있는 우레탄의 발포 가스에 프레온이 이용되고 있어 이 프레온을 회수하면서, 부피가 커지는 우레탄을 효율적으로 처리해 나가는 것이 필요한데, 서일본 가전 리사이클(NKRC)는 밀폐된 방에서 냉장고를 파쇄기로 파쇄해, 파쇄 시에 방출되는 단열재 중의 프레온을 회수하는 것과 동시에, 열처리에 의한 프레온 추방과 우레탄의 용적 축소화를 동시에 실시하는 장치를 이용하고 있음.

 

□ 시사점

 

 ○ 가전폐기물 제로에 도전하는 일본

  - 일본은 물건을 만드는 동맥산업과 폐기된 상품을 리사이클하는 정맥 산업의 협력이 없으면 자원의 순환은 할 수 없다고 보고, 리사이클 산업을 전략적으로 지원하고 있음.

  - 특히 에코타운 등의 건설을 통해, 각 지자체가 미래 지역동력 산업으로 리사이클 산업을 지원하고 있음.

  - 현재는 중량 기준으로 약 6%의 폐기물이 발생하고 94% 정도를 재생해서 사용하고 있지만, 향후에는 폐기물이 전혀 발생하지 않도록 기술을 더욱 개발할 계획

  - 또한 자원 재생 기술뿐만 아니라, 생산 단계에서부터 폐기물 발생을 고려하고 있음. 이에 따라 부품 개수를 줄여 제품을 생산하거나 리사이클하기 쉬운 부품을 사용하고, 장기간 사용이 가능한 부품을 채용하고 있음.

  - 또한 효율적인 리사이클을 위해 IC 태그 등을 이용해, 제품이 어디서 어떤 소재로 만들어졌는지를 알 수 있도록 하고 있음.

 

 ○ 가전 리사이클 전향적으로 검토해야 할 때

  - 현재 전 세계는 쏟아져 나오는 폐가전제품을 어떻께 처리해야 할지 고민하고 있음.

  - 또한 전 세계적인 자원난으로 원자재 가는 급상승 중임.

  - 향후 가전 리사이클은 환경 보호 및 자원 확보를 위한 중요한 수단으로 자리잡을 것

  - 미리미리 가전 리사이클 기술을 개발해나가지 않으면 안 됨.

 

자료원 : 일본경제신문, 각 사 홈페이지, 일본가전제품협회, 인터넷 등