고유가 시대를 살아가는 우리에게 날로 높아지는 기름값은 가정에 엄청난 부담입니다. 그런데 최근 인천에서는 조금 과장해서 ‘한국이 평생 써도 모자랄 석유’를 만들어내고 있습니다. 이 석유는 잘 다루기만 하면 한국이 평생 써도 모자랄 양이고 어쩌면 중동 국가보다 더 많은 석유를 확보할지도 모르는데요.
이 기적 같은 상황을 보기 위해 영국 대기업 CEO가 직접 현장에 방문해 독점 계약을 체결해 갔고, 중국에서는 이 기름을 사기 위해 정부가 직접 나섰습니다.
주위를 둘러보면 쓰레기 문제나 공기 오염으로 인해 지구는 몸살을 앓고 있습니다. 인간이 생활하면서 발생하는 쓰레기 즉 폐기물은 날로 증가하지만 분리수거 외에 그것을 처리할 방법은 마땅히 찾기 어렵습니다.
폐기물은 인간의 생활 또는 산업 활동 과정에서 발생한 쓸모 없어진 물질로써, 가정에서는 음식물 쓰레기, 음식 포장 용기 및 종이 등이 발생하고, 산업체에서는 폐목재/고철/폐유/폐합성수지/폐비닐 등이 발생합니다. 환경부에 따르면 인간이 한평생 살면서 배출하는 생활 쓰레기가 무려 55톤에 이른다고 하는데요. 산업 구조가 고도화되면서 폐기물의 종류가 다양해졌고 그 양도 기하급수적으로 늘었죠.
폐기물 중 특히 플라스틱이나 폐비닐은 재활용이 불가능해 환경에 치명적이지만 그 편리함으로 인해 사용 비중은 매년 증가 추세에 있습니다. 이런 폐기물을 줄이는 가장 좋은 방법은 아예 사용하지 않는 것이지만 현실적으로 불가능하기 때문에 이러한 자원을 다시 재활용하는 방법을 생각해 볼 수 있습니다. 만약 이러한 폐기물을 처분해 유용한 자원으로 만들어 낼 수 있다면 얼마나 환상적일까요?
가령 폐기된 스마트폰에서 금을 추출한다든지, 전기차 배터리를 폐기해 하얀 황금이라 불리는 리튬을 추출한다든지. 이런 방식으로 폐기물을 재활용한다면 새로운 리튬을 채굴하기 위해 소요되는 금전적, 환경적 비용이 절약될 겁니다. 그런데 만약 절대 재활용이 불가능한 폐비닐이나 폐플라스틱을 녹여 석유를 추출할 수 있다면 어떨까요? 이건 천지가 개벽할 기술이 아닐까요? 그런데 이 기술을 한국의 한 중소기업이 세계 최초로 현실화했습니다.
최근 몇십 년 사이 ‘탄소 중립‘이라는 단어가 전 세계적인 화두로 떠올랐습니다. 대기 중 이산화탄소 농도 증가를 막기 위해 인간 활동에서 발생하는 배출량은 최대한 감소시키고 흡수량은 증대시켜 순 배출량을 제로로 만드는 겁니다. 이산화탄소를 발생시키는 온실가스는 최대한 줄이고 어쩔 수 없이 배출되는 온실가스는 이를 포집하거나 자연을 흡수시켜 실질적인 배출량을 0으로 낮추는 것을 탄소 중립이라고 합니다. 각 기업과 국가는 탄소 중립 실천을 위해 이산화탄소 포집, 저장, 활용 기술 등을 발전시켰는데요. 이제는 탄소 중립을 넘어 새로운 자원 확보까지 가능해졌습니다.
영국의 쓰레기 처리업체로 잘 알려진 ‘세이비엔(Sabien)’은 런던 증권거래소 AIM 마켓에 상장된 에너지 효율 기업입니다. 지난 2022년 2월 9일, 리처드 패리스 회장은 영국에서의 모든 활동을 접고 한국에 귀국해 대뜸 인천을 찾았습니다.
그리고는 한국의 중소기업, (주)도시유전으로부터 설비를 도입하기 위해 독점 영업권과 판매권 계약을 체결했죠. 사실 설비 하나를 구입하는 데 대기업 회장까지 방문해야 하나 싶지만 (주)도시유전이라는 중소기업의 기술을 사려면 회장급 인사가 오지 않을 수 없었습니다. 세상을 바꿀 기술이니까요.
플라스틱이나 폐비닐과 같이 분해되지 않는 폐기물의 재활용이 완전히 불가능한 것은 아닙니다. 일부는 플라스틱이나 폐비닐 중 재활용이 가능한 일부를 세척한 후 이를 녹여 다시 새 제품으로 만들기도 합니다. 전 세계적으로 석유에서 추출해 만든 이 폐기물을 불에 녹여 다시 원료 또는 유류로 환원하는 ‘유화 환원’ 기술을 연구하는 중이지만 환경오염 물질 배출과 고비용이라는 치명적인 단점을 해결하지 못한 상황입니다. 400℃ 이상의 열을 통해 플라스틱과 폐비닐을 녹이려면 열을 가하기 위한 화석 연료가 필요하고, 이를 녹이는 과정에서 또 다른 환경오염 물질이 발생합니다.
(주)도시유전은 이 두 문제를 해결했습니다. 폐기물을 태우는 방식이 아니라 ‘파장을 통해 낮은 온도에서 녹이는 방식’을 세계 최초로 개발했기 때문이죠. (주)도시유전의 정영훈 대표가 개발한 ‘파동 에너지를 이용한 폐플라스틱 분해 처리 기술’은 세계 최초로 열분해 기술이 아닌 파장을 이용해 폐플라스틱을 분해하는 원천 기술입니다.
자체 개발한 세라믹 볼에서 발생한 파장으로 플라스틱과 비닐을 분해한 후 다시 원래 모습인 석유로 되돌리는 기술인데요. 플라스틱이나 비닐이 석유에서 추출된 ‘납사’ 등으로 만들어지는데요. 이를 다시 석유로 되돌린다는 것은 불가능해 보였지만 정영훈 대표는 분자 고리를 끊어내는 기술로 이를 해결했습니다.
간단히 공정을 살펴보자면, 우선 폐플라스틱 및 폐비닐 등의 원료를 특수 용기에 담아 원형 탱크에 투입합니다. 이 원형 탱크에는 특수 설계된 세라믹 볼로 잔뜩 채워진 설비가 장착되어 있습니다. 이 세라믹 볼이 중요한 도구입니다. 세라믹은 쉽게 말하면 ‘돌’인데요.
강한 햇빛을 통해 자연에서 발생하는 파동 에너지를 원적외선이라고 부릅니다. 세라믹에 열을 가하면 세라믹 역시 원적외선을 발생시키는데, 정영훈 대표는 이 파동에 석유화학 물질의 탄소 결합 분자와 동일한 파장을 가진 에너지를 주사하면 플라스틱 분자 간 연결고리를 끊어낼 수 있다고 확신했습니다.
전 세계 많은 연구자가 이러한 상상에 매달려 왔으나 실패했습니다만, 정영훈 대표가 세계 최초로 이 파장의 비밀을 찾아내 폐기물을 다시 석유로 환원하는 데 성공했습니다. 환경오염 물질을 발생시키지 않아 지구를 지키면서, 폐비닐 및 폐플라스틱 등 재활용이 불가능한 진짜 폐기물에서 석유를 뽑아냈으니 이보다 더 훌륭한 기술은 찾아볼 수 없죠.
만약 이 기술을 고도화시킨다면 대한민국의 70배에 이르는 태평양 거대 쓰레기 섬의 플라스틱을 전부 가져와 석유로 환유할 수도 있고, 코로나 시대에 쓰나미처럼 밀려드는 플라스틱을 전부 석유로 되돌릴 수도 있습니다. 이렇게 환원된 석유는 산업화 시설에 재투자할 수 있기 때문에 어쩌면 유전보다 더 확실한 석유 확보 방법이 될 수 있습니다.
현재 방치된 쓰레기의 약 30%만 석유로 환원할 수 있다면 그 자체로 친환경입니다. 사실 정영훈 대표가 개발한 ‘세라믹 봉에서 방출되는 파장 에너지를 이용한 폐플라스틱 환유 환원 기술’은 그에게 우연히 제기된 질문에서 비롯됐습니다. 한국의 한 열분해 회사가 ‘생산한 기름이 굳어 버리는 왁스화 현상을 세라믹 볼로 해결할 수 있는지’를 (주)도시유전에 문의해 왔는데요. 그의 아버지 정흥제씨는 세라믹 기술을 최초로 개발한 인물입니다. 이 기술의 모태는 선박용 연료 절감 장치인데요. 선박의 연료로 사용되는 ‘중질유(벙커C유)’를 세라믹 봉에서 발생하는 파장 에너지에 노출하면 순간적으로 경질료로 환원되는 원리입니다.
현재 부산에서 운행되는 많은 선박이 실제로 이 연료 절감기를 장착해 연료비를 절감하면서 환경보호에 앞장서고 있는데요. (주)도시유전에서는 이 굳어버린 기름을 세라믹 파장으로 액상화 하는 데 성공했고, 동일한 테스트를 플라스틱에 시도한 결과 석유로 환유하는 데 성공했죠.
세라믹 파장을 발생시키기 위해서는 열을 세라믹 봉에 가해야 하는데, 전체 공정에서 발생하는 온도가 300℃를 넘지 않습니다. 유해 물질 발생의 기준점인 300℃를 넘지 않기 때문에 환경 유해 물질 발생을 차단합니다. 기존의 열분해 방식과는 차원이 다른 기술인데요.
그래서 (주)도시유전의 설비가 가동되는 공장에는 굴뚝 등의 배출 설비가 없는 것이 특징입니다. 그런데 이런 의심이 들 수 있습니다. 과연 인천의 수도권 매립지 한켠에서 추출된 석유를 실제 연료로 사용할 수 있느냐는 것이죠.
지난 2021년 4월 이와 관련한 중요한 실험이 진행됐습니다. 한국중부발전과 글로벌 석유화학기업 INFINEUM은 도시 유전에서 생산된 기름을 직접 수령해서 자체 품질 테스트를 진행했는데요. (주)도시유전이 생산한 중질유는 해상 선박용 기름으로 쓰기에 완벽하고, 2차 최종 정제유는 등유 수준의 품질을 가졌다 결과를 보고했습니다.
한국중부발전은 보일러 가동을 위해 해당 연료를 테스트한 결과 “(주)도시유전이 추출한 기름은 산업용뿐 아니라 선박용으로 쓰기에 적합하다”라고 직접 밝히기도 했는데요. 세계 최초로 이러한 기술을 상용화한 덕분에 전 세계 모든 시선이 (주)도시유전에 쏟아졌습니다.
우선 독점 영업권을 산 영국의 세이비엔은 이 설비를 도입하기 위해 이미 영국, 캐나다, 아일랜드에 부지를 확보해 뒀는데요. 이 부지에 도시유전 설비를 설치하고 이를 기반으로 영국을 포함한 유럽 전역에 도입할 계획입니다. 최초 24톤 설비를 시작으로 96톤까지 이를 늘려갈 계획이라고 하죠.
이날 자리에 참석한 영국의 아단 폭스 박사는 한 행사에서 (주)도시유전의 기술을 접한 후 상당히 충격을 받았다고 밝혔습니다. 이 사실을 영국으로 돌아간 후 적극적으로 알리기 시작했고, 영국 케임브리지대 멜빌 연구소는 1억 6,000만 원의 연구 자금을 지원해 학교 내 공동 연구소를 설립하기도 했습니다. 박사는 (주)도시유전의 기술이 이제 실증이 아니라 사업화로 추진할 단계에 이르렀다고 판단해 직접 세이비엔 회장을 데리고 방한했습니다.
뿐만 아니라 스위스에 본사를 두고 미국에서 환경 사업을 진행 중인 ‘iQ International AG’와 합작으로 미국 시장에 진출할 계획을 모색 중이며 도시유전 설비로 최종 처리 후 남은 고형 연료의 활용 가능성도 확보했습니다.
친환경 소재 개발 기업인 OCI는 이 고형 연료를 가져가 분석한 후 또 다른 친환경 소재로 사용될 수 있는지 치밀하게 연구 중입니다. 뭐니 뭐니 해도 중국의 적극성이 남다릅니다. 중국 국무원 산하 ‘중국통용기계공정유한공사’는 중국 내에서 어마어마하게 쏟아져 나오는 폐비닐과 폐플라스틱 문제를 해결하기 위해 협력 약정을 체결하기도 했습니다.
정영훈 대표의 인천 서구 수도권 매립지 공장에서는 매일 6톤의 폐플라스틱을 석유로 환원하고 있습니다. 이를 통해 매일 2,400~5,400L를 추출하고 있죠. 생산량이 두 배 가까이 차이 나는 것은 플라스틱 상태에 따라 수율이 다르기 때문입니다. 최소 40%에서 최대 90%까지 차이가 나니까요.
그가 개발한 플라스틱 및 폐비닐을 활용한 석유 환원 기술은 한국의 입장에서는 환경을 보호하는 유일한 방법이자 획기적인 석유 확보 방법입니다. 그동안 한국은 석유를 중동에 의존해 왔고, 세계적인 경제 흐름에 영향을 받아 휘둘려 왔습니다. 지금 우리가 겪는 고유가 시대가 딱 그러한 상황이죠. 그러나 만약 이 기술을 고도화시키고 발전시켜 더 완성한다면 우리가 평생 써도 모자라지 않을 석유를 확보할 수 있지 않을까요?
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