생활폐기물을 스토커 소각로에서 첨단기술 열분해용융소각로로 바꾸자!

서산시는 양대동 소각장 건설을 2017. 12. 29에 결정 고시한 후 2018. 05. 28. 한국환경공단과 『서산시 자원회수(소각)시설 설치사업 위·수탁 협약서』를 맺었다.¹

그리고 환경공단은 소각장 건설업체를 ㈜코오롱과 738억 원 계약하고 2022년 말부터 소각장 건설을 시작해서 2025년 완공한다는 계획을 세우고 있다.²

본인은 서산시가 인구증가와 산업발전에 따라 증가하는 폐기물을 처리할 소각장 건설을 반대하는 것이 아니라, 부적격지역에 소각장을 지으려 한 것에 대해 반대했다.

본인은 서산시의 결정고시(양대동 827,828번지)가 잘못된 입지 타당성 조사에 근거했다고 하며 결정고시취소 무효소송을 제기했지만, 대법원의 심리불속행 판결로 결정 고시에 대해 이의를 제기할 수 없게 되었다.

본인은 기왕 서산시가 양대동에 소각장을 지으려면 1990년, 2000년대 소각로 형식인 한국형 스토커 방식을 재고하고, 최근 첨단기술인 열분해용융소각로로 설치해 줄 것을 건의한다.

1. 서산시는 스토커 방식으로 다이옥신을 잡을 수 있다는 오해를 하고 있다.

서산시는 양대동 소각장 건설에 대해 “소각기술이 발전해 더 이상 오염원 배출문제가 없는 안전하고 효과적인 방안”이라며 다이옥신이 거의 나오지 않는다고 했다.

서산시는 ⌜소각시설은 다이옥신이 배출되어 생활환경에 피해를 준다는 선입견이 있으나 현재는 소각기술이 발전해 전국 운영 평균이 법적 기준치(기준:0.1ng/㎥, 운영 평균 0.006ng/㎥) 대비 100분의 6 수준으로 배출되고 있고 이는 생활 및 주민 건강에 전혀 피해가 없는 수준임⌟이라 했다.

하지만 서산시가 제시한 자료는 민간기업이 일 년에 두 번 조사해서 환경부 홈피에 올린 것으로 환경부에서도 공식적으로 인정하지 않는 자료이다.

지금 선진국의 배출기준치(단위: ng/㎥)는 미국 0.14~0.21, 독일, 네덜란드 0.1, 스웨덴은 신설시설 0.1, 기존시설 0.1~2.0, 일본은 신설시설 0.1~0.5, 기존시설 1.0~10.0이다.

또 서울시의 경우 소각장에서 다이옥신 배출기준을 법적 효력이 없는 0.5ng/㎥ 자체적으로 배출기준 허용을 정하고 있으나 미봉책이다.

또, 한국기계연구원 김석준 박사도 현재의 우리나라에서는 독자적인 열분해 용융 시스템 기술로 쓰레기를 소각하면 0.1ng(나노그램)/㎥의 다이옥신이 배출된다’라고 했다. 하지만 김 박사는 자신이 개발한 기술을 적용하면 ‘0.01ng/㎥까지 줄일 수 있다’라고 했다.⁴

즉 해외자료와 서울시 자료와 전문가들도 최근 첨단기술로 쓰레기를 소각해도 0.1ng(나노그램)/㎥이라고 하는데 서산시는 20년 전의 기술인 스토커 방식으로 운영 평균 0.006ng/㎥이라고 한 것은 근거가 잘못된 것이다.

2. 스토커 방식 소각로의 문제점은 무엇인가?
스토커 방식 소각로 관련 특허 출원은 1980년에 시작하며 1990년대에 연간 100건을 넘어섰고, 2000년대 이후에는 연간 150여 건의 정도로 출원을 유지하고 있다. ⁵

지금 전국에 186개 소각장이 있고 시설용량은 일일 18,609톤 생활폐기물을 소각처리하고 있다. (2019년 자료) 그런데 최근 몇 곳이 열분해용융소각로를 사용하는 곳 외에 거의 대부분이 스토커 방식이다.⁶

스토커 방식은 무엇인가? 스토커 소각로는 화격자에 태운 뒤 전기 정전기를 이용해 먼지를 제거하고 탈초설비에서 질소산화물을 제거한 뒤 마지막으로 습식 세정탑에서 물과 가성소다(양잿물)를 뿌려 염화수소와 황화합물을 걸러낸 뒤 배출하는 방식이다.

스토커 방식의 장점
첫째, 구조가 비교적 간단하고 쓰레기의 소각로 내 이동 제어가 용이하다.
둘째, 도시 쓰레기를 대량으로 소각하는데 적당하다.
셋째, 소비전력이 적고 운전 보수 관리 용이
넷째, 기술완성도가 높다. 도시 쓰레기 소각설비에 가장 많이 사용되고 있다.

스토커 방식의 단점
첫째, 스토커식의 소각로는 고발열랑 플라스틱류의 소각이 제대로 되지 않아 2차 오염물질인 분진, 다이옥신, 퓨란(Furan, C4H4O), 등 공해 물질과 슬러지를 많이 발생하는 결정적인 단점이 있다.⁷
또 수분이 많은 것이나 슬러지나 분체, 미세한 폐기물, 용융 적하하는 플라스틱류는 화격자가 막힐 우려가 있다.

둘째, 체류 시간이 길어 폐기물 소각처리 시간이 길고, 교반력이 약해 막힘이 있게 되고 국부가열이 발생할 우려가 있다.

셋째, 연소 효율이 낮다. 즉 배기가스 배출량이 많아 유해가스 많이 배출한다.

넷째, 고온 중에서 유압 구동부가 계속 움직이므로 CLINKER 현상에 의한 금속부의 마모가 심하여 유지보수비가 많이 든다.

다섯째, 스토커 방식은 소각재(15-30%)를 많이 발생한다.
서울대 이종협(화학공학과) 교수는 “쓰레기 소각 뒤 남는 재는 단순한 소각재가 아니라 중금속과 각종 유해물질에 오염된 것으로 별도로 처리해야 하는 특수쓰레기”라고 단정했다. 따라서 일일 200톤을 소각할 때 이 가운데 15%만 재로 남는다고 해도 하루 30t의 특수폐기물이 매립장에 묻히게 된다.⁹

여섯째, 스토커 방식은 폐수를 엄청나게 쏟아낸다.
집진설비 그을음을 제거를 위한 필연적 세정작업으로 폐수가 많이 발생한다. 그 결과 2차로 간월호가 심각하게 오염될 소지가 있다. 간월호가 오염되면 천수만 간척지 농사에 치명적이다.

일곱째, 유해가스를 정화하기 위해 전기집진기, 습식세정탑, 건식반응탑, 활성탄주입설비, 촉매반응기 및 백필터 증 소각 후 처리 설비가 복잡할 뿐 아니라 이러한 시설에도 불구하고 분진, 다이옥신, 퓨란 등의 공해 물질을 잡을 수 없는 단점을 가지고 있다. 그러므로 향후 스토커 방식은 2차 오염 등으로 기술이 정지될 전망이다. (김성중 교수, 인천대학교)

3. 열분해용융소각로

열분해용융소각로는 1차 연소로에서 대부분의 연소 공기의 주입과 동시에 대부분의 연소가 이루어지는 스토커(화격자) 소각로와는 달리 1차 열분해 연소실에서 필요 공기의 30～50%의 적은 연소 공기를 주입하여 잔류탄소를 연소시키고 이때 발생하는 열을 이용 쓰레기를 건조, 건류 열분해를 시키며 이때 발생한 열분해 가스를 2차 연소로에서 연소시킴으로써 그을음이나 악취 등이 없이 완전 연소화가 가능한 친환경적 소각로이다.⁸

열분해용융소각로의 장점과 단점

단점
첫째: 가장 큰 문제는 초기 투자 비용이 약간 비싸다. 열분해용융시스템의 건설비용은 t당 2억 원 수준이다.

둘째, 운전이 까다로운 점과 운전비용이 약간 높은 편이다.
셋째, 투입되는 폐기물 크기가 작아야 한다.
부유 상태의 열분해 장치는 가장 최근에 개발된 것으로 어떠한 종류의 폐기물도 열분해시키는 장점이 있으나, 투입되는 폐기물의 크기가 작아야 하며 또한 유입량이 크지 못한 단점을 가지고 있다.


장점
첫째, 이 소각로는 완전 연소 때문에 다이옥신 등의 발생 및 재생성이 적고 발생하는 분진이나 카본 블랙 등의 형성이 최소화되기 때문에 제2차 오염문제가 가장 적은 시스템이다.

둘째, 무산소 및 저산소이므로 공기 송풍이 최소이며, 공기순환 및 연료이송들을 위한 최소 공기량이 필요하므로 분진 방출 배기량이 적다.

셋째, 이 시스템은 탈초 과정을 거친 기체를 굴뚝으로 바로 배출하지 않고 다시 소각로로 되돌려 1천3백 도의 높은 열로 용융시키므로 잔여 물질을 재활용할 수 있는 용융슬레그를 발생시키는 장점이 있다.
넷째, 열분해 가스는 노 상부에서 배출되어 후단의 연소실에서 완전히 연소하기 때문에 이후 폐열보일러 등의 열 회수시스템에 의해 에너지 유효활용이 이루어진다.

다섯째, 코크스는 날개구로부터 공급되는 공기 때문에 완전히 연소하기 때문에 고온 고열을 내므로 이 열에 의해 재가 완전히 녹는다.


4. 소각로 형식에 의한 분류

1) 화격자식(스토커식)(Stoker type),
2) 유동층식 방식 소각로(Fluidized Bed type),
3) 회전로(Rotary Kiln type),
4) 열분해식(Pyrolysis type),
5) 가스화식Gasification type) 및 용융식(Melting type)
6) 열분해 가스화 용융방식 등 여러 방식이 있으며 이들을 조합한 방식
7) 브라운가스의 열융합특성을 이용한 워터에너지 무연소각보일러



김성중 교수가 말하길 “최근 몇 년간 일본의 예로 소각로 발주 동향을 살펴보면, 기존 소각방식인 스토커식 소각로가 98년 급속한 감소 이후에 전체 46.5%를 차지하고, 열분해용융 방식의 소각이 전체 52.5%를 차지할 정도로 급성장을 보인다”라고 했다.

이것을 볼 때 단순히 폐기물을 소각하여 발생한 소각할 때 발생하는 유해물질을 제거하던 소각방식에서, 폐기물 자체를 완전 열분해하여 유해물질 및 소각재의 처리가 거의 완벽한 수준에 이루어지는 열분해용융방식의 기술이 선택되는 것이다”라고 했다. (폐기물 소각기술의 변천과정 및 신기술 동향, 김성중 인천대학교 교수)

결론
서산시는 올 연말에 건설을 목표로 하는 양대동 소각장을 건설하되, 지금 환경공단을 통해 ㈜코오롱과 맺은 스토커 소각로만큼은 신중하게 다시 생각해야 한다.

서산시는 이미 선택한 스토커 방식으로 하면 소각장 건설 후 일일 200톤을 소각할 때 소각로에서 배출되는 일반 대기오염물질과 악취 물질, 유해 대기오염물질인 비발암성 물질과 발암성 물질이 서산 A 지구 간척지 6,446ha(4,660만 평) 농작물에 심각한 피해를 줄 것으로 예상해야 한다.

또, 서산시는 우수 농산물 인증(GAP)을 받은 천수만 뜸부기 쌀 생산에 피해를 보게 되면 농사짓는 4,000-5,000명의 농민들이 서산시에 집단민사소송을 제기할 것도 생각해야 한다.
그러므로 본인은 서산시가 스토커 소각로를 통해 또 다른 오염물질을 떠넘기어 사회적 갈등이 증폭될 여지를 없애고, 앞으로 친환경 도시로 살기 좋은 도시로 거듭나기 위해서는 소각로 선택을 신중하게 재검토하여, 선진국에서 상용화된 열분해용융방식의 소각로로 대체하기를 탄원 드린다.

2022. 8. 26.

서해중앙교회 목사 김후용

참고.
1. 건설기간: 2012-2025. 위치: 양대동 827,828 일원, 내용: 서산-당진 권역생활폐기물 소각처리, 규모: 200톤/일, 소각시설 및 부대시설, 사업비: 738억(국비: 360억, 도비: 36억, 시비: 34억)

2. ​서산시 자원회수시설 공론화 시민토론회 자료집 p38 (이 자료는 민간업체가 조사한 것을 환경부에 홈페이지에 올린 자료로 환경부 자료가 아님)


3. ‘주요 선진국의 다이옥신 규제사례 및 배출기준’
http://shgec.or.kr/bbs/board.php?bo_table=g83&wr_id=1157&sca=%ED%99%98%EA%B2%BD%EC%9C%A0%ED%95%B4%EB%AC%BC%EC%A7%88&sst=wr_hit&sod=asc&sop=and&page=3

4. “쓰레기 완벽 처리, 이젠 다이옥신까지 녹인다”
[부를 만드는 과학자] 김석준 기계연 박사
“쓰레기 완벽 처리, 이젠 다이옥신까지 녹인다” – Sciencetimes

5. 쓰레기 소각장, 첨단 기술로 이미지 바꾼다.
스토커식 소각로에서 열분해용융소각로로 세대교체 전망
https://www.newswire.co.kr/newsRead.php?no=7617


6. 열분해 용융방식소각로을 사용하는 곳‘ 고양시: 300톤, 양산: 200톤, 서울 은평구 48톤, 화성 300톤, 판교 90톤, 양주: 200톤, 파주: 90톤 등이다.

7. 쓰레기 소각의 가장 큰 문제…다이옥신 - 진안신문 (janews.co.kr)
 다이옥신은 쓰레기를 태우는 것에 의해 발생하는 것이 대부분이다. 쓰레기 소각은 다이옥신 발생에 가장 중요한 요인이다. 쓰레기 소각을 줄이는 방법만이 다이옥신의 새로운 생성을 막는 방법이다.다이옥신은 가장 강력한 발암물질이다. 불임, 출생 시 장애, 기형, 발육 장애 등 심한 생식계 장애와 발달장애의 원인이기도 하다. 면역계의 손상, 호르몬의 조절기능에 손상이 올 수도 있다.
http://www.janews.co.kr/news/articleView.html?idxno=13019

8. 폐기물 소각기술의 변천 과정 및 신기술 동향. 김성중 교수, 인천대학교, 3, 소각기술의 동향. 열분해 소각로
http://www3.konetic.or.kr/include/EUN_download.asp?str=WEBZINE.dbo.TBL_REPORT&str2=249&str3=view


9. 독가스 뿜는 쓰레기 소각장은 안된다.
https://www.hani.co.kr/arti/legacy/legacy_general/L63735.html

10. 소각로의 특징과 분류 장점과 단점
https://www.reportshop.co.kr/social/751676