효율적인 폐타이어 배출시스템 및 재활용 기준 방안 마련 연구

Title
효율적인 폐타이어 배출시스템 및 재활용 기준 방안 마련 연구
Authors
이희선
Co-Author
김광임; 금현
Issue Date
2014-03-30
Publisher
환경부
Page
100 p.
URI
http://repository.kei.re.kr/handle/2017.oak/21801
Abstract
□ 연구의 배경 및 필요성 과거 폐타이어의 방치로 사회적 문제가 발생됨에 따라 적절한 관리를 위하여 ‘02년까지 폐기물 예치금제도를 통해 재활용되어 왔다. 이후 자원의 가치가 높아지는 고무 물질 재활용 지원 등 효율적인 폐타이어 재활용 정책 추진을 위하여 EPR 제도로 전환하여 재활용을 촉진하고 있다. 현재 대한타이어공업협회에 소속된 폐타이어 회수처리업체 28개사, 시멘트킬른, 고형연료제품제조, 건류소각 등 열이용업체 7개사, 고무분말 가공 등 물질 재활용업체 24개를 통해 회수처리하고 있다. 폐타이어 재활용 시장은 수거·운반비용에 의해 이루어지고 있다. 폐타이어를 배출하는 곳에는 별도의 댓가를 지불하고 있지 않다. 폐타이어는 주로 파쇄 과정을 통해 재활용되는데 고무의 탄성이 처리가 어려우며 비용이 많이 든다. 폐타이어 속에는 약 10~20%의 철심이 포함되어 있다. 철심이 고유가성을 띄고 있음에도 불구하고 시멘트 킬른에서 사용되는 약 35%의 폐타이어가 철심을 분리하기 않고 연료로 사용되고 있다. 재활용이 가능한 자원을 시멘트의 철질 원료로 사용되는데 이의가 제기되었다. 시멘트 킬른 공정에서 산화철이 필요하기 때문에 폐타이어 속의 철심을 함께 원료로 사용하고 있다. 물질 재활용인 고무 분말과 고무 밧줄 제조 과정에서 파쇄 과정을 통해 철심이 분리되고 있으며, 열적 재활용인 TDF 생산 과정에서 철심을 분리하고 있다. 폐타이어에서 철심을 분리하는 방법을 재활용 방법 및 기준으로 인정할 경우 폐타이어의 재활용 정책에 미치는 영향과 이해관계자 입장 등 제반 사항을 종합적으로 검토·분석하고자 한다. 더불어 업계 및 관련 이해관계자들의 의견수렴 및 재활용여건을 고려하여 폐타이어 재활용의 전반적인 현황을 알아보고 개선 사항을 제시하였다. □ 연구의 내용 폐타이어의 재활용 방법은 「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 시행규칙」 제13조에 의해 총 8가지로 이루어져 있다. 폐타이어는 생산자책임재활용제도에 의해 재활용 의무 제품으로 구분되며, 관련법에 의해 적정한 재활용이 이루어질 경우 지원금을 지급하여 재활용을 촉진하고 있다. 폐타이어 발생량은 2008년 307,926톤에서 2012년 303,200톤으로 발생량에는 크게 변화가 없다. 하지만 내용적인 면에서 변화가 있었다. 2010년부터 매립장공사용으로 폐타이어를 이용하고 있지 않으며, 2009년부터는 발전소 연료용 TDF를 사용하였다. 이렇게 폐타이어 발생량은 변화가 거의 없지만, 재활용 방법별 변화가 있어 왔으며, 새로운 재활용 방법이 진입하려 하고 있다. 재활용 현황 분석에서는 국내 폐타이어 발생 현황 및 재활용 기준을 알아보고, 국내외 재활용 방법별 기술을 조사하고 국내의 폐타이어 재활용 흐름을 검토하였다. 미국과 일본의 폐타이어 발생 현황과 재활용 방법별 이용 현황을 분석하고, 이를 바탕으로 국내의 시사점을 도출하였다. 폐타이어 재활용 환경성 분석은 기존 연구 자료를 토대로 분석하였다. 폐타이어를 열적재활용 방법인 시멘트 킬른의 연료로 사용하는 것에 대한 자료를 조사하였으며, 미국 캘리포이나의 포틀랜드 시멘트 제조회사의 대기배출에 대해 미국 EPA에서 평가한 자료를 분석하였다. 또한 폐타이어 재활용 공정별 환경성 평가를 실시하였으며, 기계적파쇄, 저온파쇄 등 4가지 재활용 방법에 대한 환경성 평가를 실시하였다. 다음으로 경제성 분석은 현재 폐타이어의 철심을 제거하지 않고 연료로 이용하는 시멘트 킬른 공정에서 철심을 제거할 경우와 별도의 철심 분리업체에서 재활용 할 경우를 나누어 분석하였다. 분석자료는 현재 철심이 분리되는 폐타이어 파쇄과정을 거치고 있는 업체를 방문하여 자료를 수집하였다. 철심 분리 재활용 방법 인정시 기존 업계에 주는 영향과 국내 재활용 체계에 주는 영향으로 나누어 분석하였다. 기존 업계에 주는 영향 분석으로 철심 분리 재활용 방법 인정시 현재 유지되고 있는 폐타이어 업체들에 주는 영향과 철심 분리 후 남은 고무 물질에 대한 사용처를 조사하였다. 국내 재활용 체계에 주는 영향으로는 EPR체계에 주는 영향과 발생하는 변화에 대해 조사하였다. □ 연구방법 폐타이어 발생 및 재활용 현황을 알아보기 위해 대한타이어협회와 환경부의 통계자료를 분석하였다. 생산자책임재활용제도의 업무처리지침을 통해 폐타이어 재활용 실적 인정 기준을 조사하였으며, 미국 EPA에서 실험한 대기배출 실험 자료와 국내에 연구된 폐타이어 환경성 분석 자료를 인용하였다. 미국, 일본의 폐타이어 재활용 현황을 파악하기 위해 미국폐타이어협회 폐타이어 처리가이드 자료와 일본타이어협회의 재활용 통계자료를 조사하였다. 폐타이어의 재활용 흐름을 파악하기 위해 수집·운반업체, 고무재활용업체, 고무밧줄제조업체, TDF제조업체, 시멘트 제조 업체를 방문하였으며, 대한타이어공업협회, 환경부 등 관련 기관을 방문하여 조사를 실시하였다. 고무재활용업체는 대, 중, 소로 구분하여 방문하였으며, 시멘트 제조업체는 폐타이어를 원형으로 이용하는 곳과 단순 1차 파쇄 칩을 이용하는 곳을 방문하여 의견을 수렴하였다. 각 재활용 처리 과정을 파악하고 관련자들의 의견을 수렴하여 내용에 반영하였다. 전문가 자문은 관련 산업계, 학계 전문가 자문 및 세미나를 통해 의견을 수렴하였다. 포럼 4회, 보고회 3회를 통해 다양한 분야의 의견을 반영하였다. 각 이해관계자들의 의견을 폭 넓게 수렴하기 위해서 관련 산업계에서는 고무재활용협의체, 시멘트 제조회사, 철심 분리 업체의 관계자 자문을 구하였다. 다음으로 재활용 관련 학계 전문가의 자문을 구하였으며, 한국환경공단의 EPR운영팀에 관련 자료와 의견을 수렴하였다. □ 연구결과 및 결론 현재 대한타이어공업협회에 소속된 폐타이어 회수처리업체 28개사, 시멘트킬른, 고형연료제품제조, 건류소각 등 열이용체 7개사, 고무분말 가공 등 물질 재활용업체 24개를 통해 폐타이어를 회수처리하고 있다. 매년 30만톤 수준으로 발생하며 매년 발생량이 비슷하다. 국내 폐타이어 재활용은 주로 파쇄 과정을 통해 이루어지며, 고무분말 제조, 산업용 TDF 제조 과정에서는 파쇄를 통해 철심과 고무를 분리하고 있다. 시멘트 킬른에서는 공정에 따라 원형 또는 칩 형태로 이용하고 있으며, 모두 철심을 제거하지 않고 폐타이어를 열원으로 이용하고 있다. 2012년 기준으로 국내 폐타이어 재활용 실적 양의 48.0%가 시멘트 킬른에서 재활용되고 있으며 이 속에 포함된 철심을 별도로 분리하지 않고 있다. 철심은 산화되어 시멘트 킬른의 원료인 산화철로 이용되고 있다. 하지만 많은 양의 철을 산화철로 사용되는데 대한 비판이 있어 왔다. 국내와 마찬가지로 미국과 일본의 산업용 TDF 는 철심이 공정을 방해하고 제품의 질의 영향을 줄 수 있어 철심을 분리 후 열원으로 이용하고 있었다. 하지만 시멘트 킬른에서는 철심을 분리할 경우 별도의 분리 비용이 필요하고, 산화철이 원료로 사용되기 때문에 분리하지 않고 이용하고 있었다. 시멘트 킬른에서 사용되는 폐타이어에서 철심을 분리할 경우를 가정하고 경제성과 재활용 체계에 주는 영향, 폐타이어 재활용 업계에 주는 영향을 분석해 보았다. 우선 경제성 분석에서는 분리된 철심의 가격에 따라 큰 차이를 보였다. 시멘트 킬른 회사에서 자체 시설을 통해 철심을 분리하고 나머지 고무를 열원으로 이용할 경우 850톤의 폐타이어에 대한 철심 분리비용은 14,200만원으로 철심을 판매해서 벌어들이는 수익 5,100(고철가격 40만원/톤)~9,690만원(고철가격 76만원/톤)에 비해 4,510~9,100만원 손해가 발생하는 것으로 나타났다. 철심을 위탁하여 분리하였을 때 계산해 보면, 현재의 고철 시세와 비슷한 철심 판매 비용은 톤당 40만원으로 가정할 경우 폐타이어 톤당 처리 비용이 15.7만원, 고무 칩 생산 비용이 톤당 18.5만원으로 나타났다. 위탁을 통해 철심을 분리 했을 때 시멘트 킬른에 사용되는 유연탄의 가격이 톤당 10만원 초반대인 것을 감안 할 때 경제성이 떨어지는 것으로 나타났다. 다음으로 기존 폐타이어 재활용 체계에 주는 영향을 살펴보면, 한정된 폐타이어 시장에서 다른 재활용 업계의 진입시 업계간의 경쟁이 심화될 것이다. 마지막으로 EPR 재활용 체계에 주는 영향을 살펴보면, 현체계는 고무에 해당하는 주재질을 재활용하는 방법을 인정해 주고 부재질인 철심과 카본 등은 부분품 재활용 실적으로 인정해 주고 있다. 철심 분리를 인정할 경우 다른 EPR 품목에 해당하는 부재질에 대한 재활용 방법을 모두 인정해 주어야 한다. 이 경우 관리를 위해 부재질 인정 수 만큼 행정비용이 증가하며, 향후 EPR 품목이 늘어날 경우 그 비용은 더욱 늘어날 것으로 생각된다.

Table Of Contents

제1장 서 론
1. 연구의 배경 및 필요성
2. 연구의 내용 및 방법
가. 연구의 내용
나. 연구의 방법

제2장 재활용 현황 분석
1. 발생 및 재활용 현황
2. 재활용 방법 및 기준
가. 재활용 방법 및 기준 해석
3. 재활용 실적 인정
가. 부분품 실적 인정 목적
나. 적용 기준
4. 폐타이어의 재활용 방법
가. 물질재활용
나. 열적재활용
다. 기타 재활용 방법
5. 재활용 방법의 환경성·경제성 분석
가. 폐타이어 재활용 공정별 환경성 평가
나. 시멘트 킬른 환경성 분석
다. 경제성 평가
6. 폐타이어의 구성
가. 타이어 철심의 사용
나. 타이어 구성 비율
다. 스틸코드의 생산

제3장 국외 폐타이어 재활용 방법 비교 분석
1. 미국
가. 폐타이어 재활용 현황
2. 일본
가. 일본의 폐타이어 재활용 흐름
나. 폐타이어 발생 및 재활용 현황
다. 시멘트 킬른에서 폐타이어 재활용
3. 한, 미, 일 폐타이어 이용 비율 분석
4. 한,미,일 시멘트 킬른 TDF 사용 비교

제4장 국내 폐타이어 재활용 흐름
1. 재활용 과정
가. 폐타이어 운송
2. 철심 재활용 유무에 따른 재활용 과정
가. 시멘트 킬른에서 사용되는 철심
나. 분리된 철심

제5장 철심 재활용시 예상되는 내용
1. 시멘트 킬른용 폐타이어 철심 분리
가. 경제성 분석-자체시설, 위탁
나. 트럭·버스용 폐타이어에서 철심 분리
2. 체계 변화 이후 업계의 시장 변화
가. 시멘트 킬른에서 철심 분리
나. 기존 업체의 상황 변화
다. 예상되는 문제점
3. 철심 분리 인정시 재활용 체계 변화
가. 부분품으로 인정되는 철심의 재활용
나. 생산자책임재활용제도 품목별 부분품인정비율
다. EPR 체계의 변화
라. EPR에서 부재질에 대한 재활용 품목 인정시 문제점
4. 재활용 방법별 이해관계자별 입장
가. 수거 운반 업체
나. 고무분말 제조
다. 고무밧줄 제조
라. 시멘트 제조 회사
마. TDF 제조 회사
바. 대한타이어공업협회
사. 철심 분리업체 의견
아. 한국환경공단

제6장 결론

참고문헌

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