요꼬가와 솔루션 서비스는 마이크로웨이브 가열을 이용한 소형 분산형 화학적 재활용 시스템 구축을 위해 마이크로웨이브 케미컬과 공동 개발 계약을 체결했다고 밝혔다.
양사는 이번 계약으로 마이크로웨이브 케미컬의 고효율 플라스틱 분해 기술과 열분해 공정의 지속적인 제어를 기반으로 하는 자동화 기술, 재생 에너지 활용을 위한 에너지 관리 시스템(EMS), 요꼬가와 솔루션 서비스에서 제공하는 전기 추적 시스템을 결합하여 소규모 고효율 재활용 시스템을 구축해나갈 방침이다.
협업 배경
경제협력개발기구(OECD)에 따르면 2019년 전 세계에서 생산된 플라스틱의 양은 3억 5,300만 톤으로 2000년 1억5,600만 톤의 2배 이상이며, 이 중 9%만이 재활용된다. 따라서 순환 경제를 달성하려면 더 많은 이니셔티브가 필요하다.
사용한 자원을 분자 수준에서 화학적으로 처리하고 분해하여 원료 상태로 되돌리는 화학적 재활용은 물질이 깨끗하지 않거나 불순물이 포함되어 있어도 반복적으로 재활용할 수 있는 훌륭한 방법이다. 폐플라스틱의 케미컬 리사이클에 관해서, 해외나 국내 대기업 화학 제조사 등에서 주로 검증되고 있는 것은 1개소의 플랜트에서 수천~수만 톤을 처리하는 대규모 집중 처리의 시설이다. 이러한 시설은 대량의 버려진 플라스틱을 효율적으로 처리할 수 있지만, 비중이 작고 단위 중량당 운송 효율성이 낮기 때문에 먼 곳에서 이러한 물질을 운송하는 것은 비용이 많이 들고 CO2 배출의 원인이 된다.
이 문제를 해결하기 위해 요꼬가와 솔루션 서비스와 마이크로웨이브 케미컬은 플라스틱이 발생하는 곳 근처에서 버려진 플라스틱을 분해하고 처리하는 소형 분산형 화학적 재활용 시스템의 공동 개발을 위한 계약을 체결했다.
이 시스템의 핵심은 마이크로파 가열을 사용하여 버려진 플라스틱을 분해하는 반응기로, 앞서 언급한 에너지 관리 시스템 및 전기 추적 시스템과 함께 CO2 배출량을 줄이는 데 사용된다.
협업 이력
마이크로웨이브 케미컬의 화학적 재활용 기술 ‘PlaWave’는 마이크로파를 이용해 버려진 플라스틱을 직접 가열함으로써 이러한 물질의 분해 및 처리 속도를 높인다. 이것은 에너지를 절약하고 소규모로 사용하기에 적합하다.
요꼬가와 솔루션 서비스는 측정, 제어 및 정보에 중점을 두고 다양한 분야의 플랜트에서 매우 효율적이고 안전한 운영을 달성하는 생산 제어 시스템, 기기 및 기타 솔루션을 제공한다. 에너지 수요를 예측하여 운영을 최적화할 수 있는 에너지 관리 시스템에 중점을 둔 솔루션도 그중 하나이다.
2022년 8월부터 양사는 화학적 재활용 실험 플랜트 설비에서 마이크로파를 사용하여 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)을 열적으로 분해하고 오일로 변환하는 공정의 수율, 가동률 및 에너지 효율성을 개선하는 방법을 조사하기 위해 이 프로세스의 타당성과 구현 방법을 검증했다. 이러한 성과를 바탕으로 양사는 지난 9월 소규모 분산형 화학적 재활용 시스템을 공동 개발하는 협약을 체결했다.
협업의 상세 내용
마이크로웨이브 케미컬은 소형 분산형 화학적 재활용 시스템의 핵심 장치를 개발할 예정이며, 여기에는 PE, PP, PS(폴리스티렌)에 대한 연속 열분해 기능이 내장되어 있다. 요꼬가와 솔루션 서비스는 열분해 공정의 상태를 모니터링하고 실시간으로 성분 분석 및 추정을 수행하기 위한 측정 방법을 연구한다. 요꼬가와 그룹이 가진 모델링 기술도 응용하면서 핵심 설비에서의 열분해 공정의 연속 제어에 의한 자동화와 공정 최적화를 목표로 한다.
또한 탄소 중립적인 재활용을 가능하게 하기 위해 핵심 설비와 조합하는 시스템도 개발한다. 이 핵심 설비의 전원으로서 재생 가능 에너지를 효과적으로 활용할 수 있도록 에너지 관리 시스템, 전력 트래킹 시스템과 더불어 핵심 설비의 운전 상황이나 설비 상태에 관한 데이터를 클라우드 경유로 취득하여 데이터 수집 및 해석함으로써 지속적인 개선과 유지보수 비용 절감으로 이어지는 시스템을 개발해나간다는 계획이다.
뿐만 아니라 사용자 요구사항을 도입한 프로토타입을 회계연도 2024년까지 개발하고 기능 및 사양을 강화하는 한편, 2025년에는 이 시스템의 상용화를 목표로 상용 소형 분산형 화학적 재활용 시스템을 개발할 예정이다.
양사는 이 소형 분산형 화학적 재활용 시스템의 개발과 병행하여 폐기된 플라스틱의 회수 및 운송에서 재활용 원료의 정제, 재중합 및 유통에 이르는 프로세스에 관여하는 소매업체, 화학 제조업체, 석유 회사 및 기타 조직과 컨소시엄을 구성할 계획이다.
헬로티 임근난 기자 |
