국내 순수 기술, 플라즈마 토치

Q.(주)애드플라텍의 사업영역에 대해 소개해주세요.

사업영역으로는 크게 두분야로 나눌수 있는데 환경사업분야와 에너지 사업분야입니다.

환경사업분야는 생활폐기물, 산업폐기물, 하수슬러지, 감염성폐기물 처리, 특수한 지정폐기물 및 저준위 방사능 폐기물 유리화 등 모든 폐기물에 적용가능하며, 에너지 사업부분은 발전, 수소 및 이산화탄소 생산, 메탄올 등 화학합성물 생산등입니다. 이 두분야는 각각 개별적 사업으로 진행되기도 하나 폐기물 처리를 통한 신재생에너지 생산이라는 복합적 사업으로 진행되기도 합니다.

특히, 신재생에너지 분야는 고유가 및 국제적인 기후협약으로 인해 국가별로 신재생에너지 설비를 의무적으로 부가하여야 함에 따라 폭발적인 시장창출이 되고 있어, 세계각국은 선도적 지위를 차지하기 위해 사활을 걸고 기술개발과 사업개발에 매진하고 있는 상황입니다.

이러한 신재생에너지 사업에는 풍력, 태양광, 태양열, 수소, 연료전지, 지열, 조력, 소수력 등 여러 가지가 있지만, 사업에 필요한 설비 및 기술들이 생산규모의 제한, 사업가능 지역의 제한, 생산의 안정성등 해결해야 할 많은 어려움을 가지고 있습니다. 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 방법으로 저희 회사에서 개발하여 사업에 적용한 것이 바로 플라즈마 가스화 용융 플랜트입니다.

Q. 각종 폐기물을 이용해 에너지를 생산해내는 시스템의 특징에 대하여 말씀해 주십시요.

저희 애드플라텍은 자연현상에서 쉽게 볼수있는 번개를 인공적으로 만들어 24시간 연속 발생시키는 플라즈마 토치를 만들고 있습니다. 토치의 불꽃 온도는 약6,000~20,000도 정도로 분포합니다. 이러한 고온에서 공기를 부족하게하여 폐기물을 투입하면 폐기물내의 유기물은 가스화가 이루어지고 무기물은 재활용이 가능한 슬래그라는 형태로 분리되게 됩니다.

고온의 가스화된 기체는 재사용이 가능한 수소와 일산화탄소로 합성되어 있어, 일반 화석연료나 쓰레기를 태웠을 때 이산화탄소로 산화되어 배출되는 가스와는 완전히 다른 친환경 합성연료가스가 됩니다.

이 합성가스는 보일러, 가스엔진, 가스터빈, 스팀터빈, 수소연료전지등의 다양한 방식으로 적용되어 고효율로 에너지를 회수하는 장점을 갖고 있습니다. 이렇듯 “플라즈마 열분해 가스화 용융 방식”은 기존의 소각 방법과는 차별화 되는 첨단신기술이자 미래의 에너지 생산 방식이라고 할 수 있습니다.

Q. 애드플라텍의 플라즈마 토치는 세계적인 수준인데요. 순수 국내 기술로 개발되었다고 들었습니다. 플라즈마 토치의 개념과 연구 개발 과정에 대해서 설명해 주십시요.

앞서 말씀드린바와 같이 플라즈마 토치는 인공 번개를 만들어내는 장치로서, 자연현상에서는 구름속의 하전입자들이 방전을 일으켜 번개가 생성되는것과 같이 플라즈마 토치 내부에는 방전을 일으키기 위한 전극이 있고 이전극 사이에 전기를 공급하고 방전의 매개체로서 공기 또는 안정화된 가스를 주입시키면 고온의 번개 불꽃이 만들어지게 됩니다. 이렇듯 플라즈마 기술은 고온을 쉽고 친환경적으로 만들 수 있어 인류 최후의 에너지 기술이라 불리우는 핵융합 기술개발에도 활용됩니다.

저는 원자력 연구소 및 한국 기초과학지원 연구소에서 15년간 근무 하였습니다. 특히, 기초과학 연구소 재직시 우리나라에서 가장 큰 대형 플라즈마 연구실험 장치를 성공리에 개발 제작하여 설치 완료한 경험이 있으며, 그 당시 석유 에너지의 주요 수입국으로써 우리나라에서 대체할 수 있는 에너지가 무엇인가를 고민하였었는데 플라즈마를 연구하다 접목이 가능하다는 것을 알고 본격적으로 연구하기 시작 하였으며, 이때의 경험을 바탕으로 플라즈마 토치 및 가스화용융 시스템을 개발하여 상용화하게 되었습니다.

▲ 좌로부터 황순모 대표이사, 박승현 과장, 이진호 부장, 지성훈 대리,

이각로 부장, 정종원 대리, 도철진 본부장, 차재준 과장.

Q. 지난해 12월 세계 최초로 폐기물의 플라즈마 열분해 가스화 수소회수 기술을 개발하였는데 이에 대해 설명해 주십시요.

현재 수소는 값비싼 천연가스나 오일로부터 만들어지고 있습니다. 폐기물의 플라즈마 가스화를 통한 수소회수라는 것은 기존의 폐기물이 단순 처리에서 에너지 생산의 중요한 자원이 된다는 의미가 있습니다. 앞으로 가까운 미래에 수소 시대가 도래 한다고들 말합니다. 이런 의미에서 보면 폐기물로부터 수소 생산이라는 기술개발은 미래의 에너지수급 문제를 해결한다는 의미로 매우 중요한 행보라고 할 수 있습니다.

제가 구상하는 수소사업의 예를 들어보면, 우리나라 지자체 각 시,군에는 기존의 소각시설이 있습니다. 앞으로 이러한 소각시설이 수명이 다하면 새로운 신기술로 대체를 해야 합니다. 이때 저희 플라즈마 열분해 가스화 용융 방식으로 대체를 하게 되면 수소를 각 시군별로 쓰레기로부터 생산할 수 있게 됩니다. 이렇게 함으로써 멀리서 수소를 공급할 필요 없이 파이프 라인을 이용하여 마을 별로 수소 STATION의 건설이 가능해 집니다. 각 지역에서 나오는 폐기물도 처리하고 이 폐기물로부터 수소도 생산해서 싸게 공급하면 자급자족이 가능한 이상적인 도시 형태가 될 것이며 지금과 같이 석유 공급의 문제도 해결되리라 생각합니다.

Q.플라즈마 열분해 가스화 용융 처리 방식의 시설로써 청송군에 설치한 생활 폐기물 처리 시설의 운영실태 및 성과에 대해 말씀해 주십시요.

청송시설의 경우 하루 10톤의 생활폐기물 처리 설비로 건설하여 2008년 12월 환경부로부터 신기술 인증 및 기술검증을 획득하고, 지난 1월부터 청송군청과 관내의 생활폐기물 위탁처리계약을 맺고 친환경처리를 하고 있습니다. 특히, 국내에서는 가스화 용융설비로는 최초로 연속운전평가를 거치는 기술검증을 획득하여 그 기술성 및 경제성에 대해 높은 평가를 받고 있으며, 국내외 지방자치단체 및 관련업계 인사들이 지속적으로 방문하여 상담을 요청하고 있습니다. 심지어는 군이 쓰레기를 태우는 소각시설의 건설 계획을 추진하였을때 적극 반대하고 행정소송까지 하셨던 현지주민분들께서도 저희 플라즈마 시설이 완공되고 운전되는 모습을 보고 나서는 군이 추진하는 신규 시설을 소속지역으로 유치하기 위해 군의회에서 경쟁을 하고 계십니다.

▲ 수소 생산 장치

Q.마지막으로 하시고 싶으신 말씀이 있으시다면…….

우리나라는 녹색성장을 하기 위한 기반기술이 취약한 상황입니다. 해외기술에 의존하지 않고 국가 경쟁력을 갖추어 나가기 위해서는 국내에서 초기 대규모 투자를 수반하여 기술개발을 하거나, 기존에 개발된 기술을 리스크를 절감하는 쪽으로만 바라볼것이 아니라 금융, 인력등을 잘 지원하여 기술경쟁력을 강화시킬 수 있는 여건을 마련할 수 있게끔 정부와 대기업들이 앞장서서 지원해 주어야 한다고 생각합니다.

<프로필>

◆ 경 력
-한국원자력연구소 핵융합실 선임연구원 (6년근무)
-한국기초과학지원연구원 부장 (책임연구원, 8년근무)
-서울대학교 원자핵공학과 시간강사
-한남대학교 대학원 물리학과 겸임부교수
-성균관대학교 대학원 신소재공학과 겸임교수
-University of California, San Diego 방문교수
-우리나라에서 가장 큰 대형플라즈마 연구실험 장치를

기초 과학연구소에 성공리에 개발 제작하여 설치 완료한 경험이 있음.

◆ 학 력
-서울대학교 공과대학 원자핵공학 학사
-서울대학교 대학원 핵공학 석사
-서울대학교 대학원 핵공학 박사

◆ 논 문
-플라즈마 구속용 자장형태의 제어 외
-국내외 논문 50 여편

◆ 특 허
-“플라즈마의 언저리 바이어싱에 의한 하전입자속 제어법” 외 10건

<환경공업신문·월간환경21 4월호>
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