환경문제 해결할 ‘노벨상감’, 일본에 200대 수출 계약
하지만 국내선 소각 온도 규제에 걸려 판매 못하는 기막힌 사연
요즘 세계적인 화두는 단연 ‘환경’이다. 전 지구적으로 어떻게 하면 온실가스를 덜 배출하고, 자원을 재활용할 것인가에 촉각을 곤두세우고 있다. 이명박 정부 역시 환경을 최고의 모토로 내걸고 녹색성장에 박차를 가하고 있다.
2010년 환경예산은 총 4조4,244억 원에 이른다. 그간 단순소각하거나 매립하던 폐기물을 에너지원으로 활용하는 폐기물 자원화 사업예산은 2009년에 359억 원에서 올해 762억 원으로 늘어났다.
연료 없이 폐기물을 용해하고, 재활용할 수 있는 금속류를 고스란히 되찾을 수 있으며, 냄새도 나지 않고 연기도 나지 않는 장치가 개발된다면 어떨까?
실제로 다이옥신과 CO2가 거의 배출되지 않는 무연료 쓰레기 분해장치를 세계 최초로 우리나라 업체가 개발했다. (주)태화에레마에서 2009년 3월에 저온저산소자기 열분해장치를 개발 완료하여 일본과 수출계약을 맺고 현재 제품을 생산하고 있다. 제품의 정식 명칭은 ‘에레마 열분해로’이다.
경기도 시흥시 시화공단에 위치한 (주)태화에레마에서 만난 김성현 회장의 표정은 그리 밝지 않았다. 작년에 개발을 완료했으나 수출하기까지 우여곡절을 많이 겪었기 때문이다. 우선 에레마 열분해로의 성능에 대한 설명을 들어보았다.
“일반 소각로는 850도 이상 고온으로 소각하는 데 비해 우리 열분해로는 300도 전후의 저온으로 소각합니다. 850도 이상 고열로 태우는 것을 소각이라고 하기 때문에 소각이 아니라 분해라고 해야 맞는 표현이겠죠.”
폐기물의 저열 분해는 고열 소각과 비교하여 장점이 많다고 한다. 첫째, 쓰레기를 태우기 위한 연료가 필요 없다. 폐기물 자체가 연료가 되기 때문이다. 둘째, 저온으로 분해하면 다이옥신 발생이 미미하다. 그래서 다이옥신 배출에 대한 특별한 규제를 하지 않아도 된다는 것이 김 회장의 주장이다. 셋째, 열분해 후 남는 잔사는 자성을 띠고 있어 지력을 높여주는 토양개선제로 사용이 가능하다고 한다.
넷째, 저열로 분해하면 유기물질과 플라스틱만 용해될 뿐 금속은 그대로 남는다. 저온으로 분해한 폐기물을 실제로 봤는데 PCB기판의 플라스틱 부분은 탔지만 금속은 그대로 남아 있었다. 제산제 겔포스 포장지의 경우 바깥쪽의 PVC는 타고 안쪽의 알루미늄은 고스란히 남았다. 알루미늄은 660도가 넘어야 타기 때문이다. 850도 이상이 되면 알루미늄은 물론 금도 다 타버리기 때문에 소각로에 들어가면 광물질을 재활용하기 힘들어진다. 또한 얇은 종이가 겹겹이 겹쳐져 있는 두꺼운 전화번호부는 850도 고열에서도 겉만 탄다는데 저열로 분해하였을 때 완전히 다 타고 형태만 남아 있었다.
자석의 자기 이용, 연료 없이 폐기물 소각
“자석의 자기와 공기의 결합에 의해서 분해가 이뤄지기 때문에 연료가 필요 없는 겁니다. 자석의 자기 에너지에 분해하는 성질이 있습니다. 처음에 신문지를 이용하여 폐기물에 불을 붙여주고 팬을 돌려 공기만 넣어주면 저절로 분해가 됩니다. 폐기물 자체가 연료 역할을 하는 거죠. 공기가 들어와서 자석의 자장을 통과하면 이온화가 이뤄집니다. 공기 중의 수분과 내부에서 건조되는 수분과 결합하면서 이온이 발생하면서 분해가 되는 거죠. 온도를 300도로 조절하는 이유는 다이옥신의 발생을 막고, 재활용 가능한 광물질을 추출하기 위해서입니다.”
열분해로는 폐기물을 저열로 분해하는 본체와 냄새와 연기를 없애는 보조장치로 구성되어 있다. 다이옥신 등 열분해 시 발생할 수 있는 악취와 매연(유해가스)이 4종 6단계 스크러버 장치에 의해서 세정 흡착 제거되어 환경 기준치 이하로 배출되었을 때 완성을 확신했다고 한다. 본체에 설치된 자기 흡입구 26개를 이용, 강력한 자장을 형성하여 열분해가 이루어진 것이다. 이때 산소원자가 처리물을 구성하는 원자에 작용하여 분리를 촉진한다는 원리이다.
2006년 초부터 3년에 걸친 연구 끝에 개발을 완료하기까지 중소기업으로서는 부담하기 쉽지 않은 연구비가 투입되었다고 한다. 배석한 박종용 기계사업부 이사는 “김 회장님의 의지가 없었다면 일찌감치 개발을 그만두었을 것입니다. 돈도 많이 들었지만 세계에서 처음 개발하는 것이어서 참고할 만한 사항이 없었습니다. 자석과 소각 분해 융합기술에 대한 국내 연구실적이 없었기 때문입니다. 물건을 만들어서 계속 실험해보는 수 밖에 없었죠. 이론이 없는 상황에서 실패를 거듭했지만 결국 해냈습니다”고 말했다.
열분해로의 개발은 2006년 초 일본 나카노사의 대표라는 사람이 태화에레마를 찾아오면서 시작됐다. 김 회장은 일본의 10여 군데 업체가 개발하다가 실패했다는 것을 강조했다.
“복합기술이어서 쉽지 않은 일이었죠. 자석의 자기를 이용하는 기술이니까 여기저기 알아보다가 한국의 태화에레마가 영구자석 응용기술을 갖고 있다는 얘기를 듣고 찾아왔다고 하더군요. 연료 없이 폐기물을 분해할 수 있고 금속을 재활용할 수 있다는 말에 솔깃했죠. 그런 거라면 내가 사명감을 갖고 개발해봐야겠다고 결심하고 연구를 시작했습니다. 생각보다 쉽지 않아 시간이 걸리니까 나카노사에서 우리에게 자기들이 그동안 개발하다 실패한 기계를 사라고 하더군요. 거기까지 들어간 노하우에 대한 권리를 주장하지 않겠다며, 대신 우리가 개발에 성공하면 자기네들이 판매하겠다고 하더군요. 그래서 미완성된 장치를 사서 연구를 계속했죠.”
일본에서 들여온 미완성 기계는 별로 도움이 되지 않았다고 한다. 영구자석에 있어서 국내 최고의 응용기술을 갖고 있다고 자타가 공인하는 태화에레마는 여러 제품을 생산하고 있지만 그 중에서도 크레인에 들어가는 대부분의 전장품을 생산하는 회사이다. 태화에레마가 없었다면 크레인 내부의 부품을 거의 수입에 의존해야 했을 거라고 설명했다. 김 회장은 오래 전에 생산된 크레인이어도 부품을 다 갖추고 있으며 희귀 부품도 싼값에 공급한다고 했다.
3년간 시행 착오, 2009년 초 완성
3년여 동안 수많은 시행착오를 거듭한 끝에 2009년 초 열분해로를 완성했다. 이론적인 바탕을 갖고 출발한 게 아니라 실험을 수없이 되풀이하는 방식으로 개발한 것이다. 시간당 30㎏ 연속처리가 가능한 본체의 용량은 1,800리터이다. 더 크게 만들거나 적게 만들 수도 있으나 1,800리터가 가장 보편적인 크기라고 한다.
연구가 끝났을 때 정작 의뢰를 했던 나카노사는 도산한 상태였다. 작년 5월 경 일본의 아세상교사에서 개발소식을 듣고 태화에레마를 찾아왔다.
“자기네들이 폐기물을 갖고 왔더군요. 그쪽에서 특히 신경 쓰는 것이 각종 폐기물 속에 들어 있는 광물질을 수거하는 건데 열분해로에서 PCB기판이 싹 타고 금속만 남자 흥미를 보이더군요. 의심이 많은 사람들이니 다음에 더 많은 폐기물을 갖고 와서 다시 실험해보자고 하더군요. 많은 양도 깨끗이 분해되자 다음에는 폐타이어와 더 많은 폐기물을 갖고 다시 왔어요. 폐타이어도 안에 철심만 남고 깨끗이 타고 두꺼운 전화번호부도 완전히 타버리자 그제야 구매를 하겠다며 관심을 보이더군요.”
아세상교는 특별히 자원 회수 가능성에 높은 점수를 주었다고 한다. 일본은 전자제품 속에 들어 있는 금을 비롯한 광물질 회수산업을 대대적으로 벌이고 있다. 우리나라는 이 산업이 아직 초보단계라고 한다. 지금까지 광물질을 회수하려면 전자제품을 분해하여 일일이 뜯어내는 수 밖에 없었는데 열분해로가 필요 없는 것은 분해하고 광물질만 남기자 아세상교에서 부쩍 관심을 보인 것이다. 하지만 마지막 단계에서 브레이크가 걸렸다.
“아세상교에서 구입을 결정한 뒤 우리에게 열분해로를 사용하는 한국 회사를 방문해보자고 하더군요. 난감했죠. 아직 국내에서 허가가 안 나왔고, 그래서 국내에 팔지 못했다고 하자 주춤하더군요. 뭔가 하자가 있다고 생각할 수 밖에 없는 상황이었죠. 그래서 물건을 개발하고도 그동안 판매를 못했던 겁니다.”
김 회장은 제품을 완성해놓고 1년이 넘도록 국내에서 허가를 받지 못하는 상황을 설명하기에 앞서 한숨부터 길게 쉬었다. 김 회장은 열분해로가 일본에서는 판매가 가능한데 한국에서는 판매할 수 없는 이유를 선진국과 후진국의 규제 차이를 들어 설명했다.
“일본도 규제가 있지만 그 규제가 지극히 합리적입니다. 대기오염을 방지하기 위해 일본 정부는 다이옥신과 CO2가 몇 % 이하만 되면 허가가 가능하다고 규정해놨어요. 우리 기계가 그 기준을 다 통과했기 때문에 일본 수출이 가능한 겁니다. 그런데 우리나라는 두 가지 규정에다 부수적인 단서가 또 있어서 통과가 안 되고 있습니다. 우리나라는 고열 소각로를 예로 들어 출구, 그러니까 열을 뿜어내는 연통의 온도가 850도를 넘어야 한다는 규정이 하나 더 있습니다. 850도가 넘어야 다이옥신이 발생하지 않는다는 기준에 따른 것이죠. 우리 기계는 다이옥신 발생이 미미하니 850도 규정은 필요 없는 사항이건만 그것 때문에 1년 동안 갖은 노력했으나 아직 허가를 받지 못했습니다.”
국내에서 허가가 나지 않았지만 제품이 우수하다는 걸 인정한 일본 아세상교사는 고심 끝에 제품을 발주한 상태이다. 일본 다른 업체에서도 태화에레마를 찾기 시작하자 얼마 전 아세상교사에서 대리점 계약을 하자며 자발적으로 선금을 입금했다.
“아세상교에서 올해 50대, 내년에 150대를 수입하겠다며 우리와 대리점 계약을 원하고 있습니다. 구두로는 계약하기로 합의했습니다. 일본 아이치현 안성시 환경국에서 우리 회사 제품에 관심을 갖고 있습니다. 도에서 공급을 결정하면 수백 대가 팔려나갈 것으로 예상합니다. 중국에서도 합작 제의가 들어와 있는 상태입니다. 중국은 자칫하면 모방할 가능성이 있어 신중하게 접근하고 있지만 쉽게 따라할 수 없는 기술이어서 현재 합작할 중국업체를 알아보는 중입니다.”
선진국 일본에는 없는 환경부의 ‘850도’ 규제
김 회장은 지난 1년 간 국내에서 허가를 얻기 위해 관청을 수없이 드나드느라 진이 빠졌다고 했다. 그래서 일단 우리나라 판매는 포기하고 일본 판매에 주력할 방침이라고 했다.
“환경부에서도 상당히 괜찮은 제품이라며 관심을 보였어요. 하지만 ‘850도 라는 규정 때문에 안 된다. 법이 없으니 허가해줄 방법이 없다’는 겁니다. 그래서 자문위원단을 구성해서 검토해본 후 제품이 괜찮다는 증명이 되면 환경부에서 허가하겠다고 했습니다. 대학교수, 박사들로 자문위원을 구성해서 우리 회사를 방문해서 기계를 다 봤는데 허가할 수 없다는 결론이 나왔어요. 소각전문가들이어서 용해를 이해하지 못했다는 게 내 판단입니다. 자신들의 전공 영역이 아니니 연구를 해봐야겠다든가, 우리는 모른다든가 하면 차라리 나은데 자존심 때문인지 허가해줄 수 없다고 하니 환경부에서도 도리가 없는 거죠.”
김 회장은 거의 1년 간 환경부와 자문위원들과 씨름을 하느라 이제 지쳤다고 했다.
“새로운 상품은 허가 받기가 힘들다는 사실을 사업하는 사람은 다 알고 있습니다. 그래서 허가받는 업종은 피하고 대신 신고로 끝나는 업종 위주로 사업을 했습니다. 이번에도 20㎏이하 소용량은 허가사항이 아닌 신고사항이어서 괜찮을 줄 알았는데 850도에서 걸린 겁니다. 환경부 장관에게 이 문제를 갖고 갔더니 잘 검토하라는 지시를 내렸어요. 그러자 환경부 직원이 환경부 산하 신기술검증기관의 기준에 합격하면 허가해주겠다는 제안을 했어요. 거기도 자문위원들이 있는데 연구를 해주겠다며 월급을 얼마씩 달라는 사람도 있었습니다. ‘이건 이미 연구가 끝난 건데 무얼 연구하겠다는 건가’라고 물었어요. 신기술검증기관 자문위원들도 와보고는 안 된다고 판정 내려서 아직 허가가 안 나온 겁니다. 신기술검증이 실질적으로 불가능합니다. 영구자석의 그 복잡한 지식을 다 추출해야 하고, 공기와 결합했을 때 자력이 어떻게 변화하고, 전자적인 기술, 기계적인 기술 등 일일이 다 규명해야 하는데 그걸 어떻게 합니까. 많은 분야의 이론을 엮어서 맞춘다는 게 쉽지 않아요.”
마지막으로 국내의 내로라하는 학자들을 초청해서 이론 정립에 나섰다. 간단히 규명할 수 있다고 큰소리 친 학자들도 많았지만 점점 깊이 들어가면서 규명하기 힘들다며 다 손을 들어버렸다. 자석과 공기의 역학관계를 다룬 해외논문을 수집하는 등 다각도로 노력을 기울였지만 복잡한 이론을 결국 규명하지 못했다.
“기계를 만들 때 무슨 계산을 해서 만든 게 아니에요. 수없이 실험을 되풀이 하여 완성한 겁니다. 미리 계산해서 물건을 만들기보다 신개발품이 나온 후 추적을 해서 이론을 만드는 경우가 대부분입니다. 이번 일을 통해서 국내에 이 분야 전문가가 없다는 걸 알고 실망을 많이 했습니다. 결국 850도 규정 때문에 허가가 안 되는 거니 다이옥신과 CO2가 발생하지 않는다는 결과만 나오면 되는 것 아닙니까. 그래서 1회에 900만 원이나 하는 검사를 여러 번 해서 다이옥신이 배출되지 않는다는 검사 결과를 자문위원들에게 보냈지만 그것도 소용없었습니다.”
다각도로 노력했지만 결국 허가를 받지 못하게 되자 김 회장은 현재 국내 판매는 포기한 상태이다.
자기를 이용한 저온 열분해 방식은 한국에서 특허등록을 했고 일본은 특허출원을 받았다. 일본 수출을 위한 양산 체제에 들어가기 위해 현재의 공장 옆에 1,000평의 땅을 구입하고 본격적인 생산 준비에 돌입했다. 현재 태화에레마는 경기도 시흥에 본사가 있고 중국에 두 개의 공장을 갖고 있다. 연간 매출액은 350억 원 정도이며 직원은 120여 명이 이른다.
서울대 종교학과 출신으로 교사와 무역회사 직원을 거친 김성현 회장은 1977년에 매부가 세상을 떠난 뒤 태화에레마의 전신인 태화기업사를 이어받았다. 당시 매출액은 요즘 화폐가치로 환산하여 연간 30억 원 정도였다. 1997년 IMF 때 지방에 있던 3개의 공장을 정리하여 사업을 탄탄하게 다진 뒤 지금까지 순항하고 있다.
서울? 종교학과·교사 출신 33년 전 가족사업 이어받아
“현재로서는 만족스러운 자료를 만들지 못해 허가를 못 받고 있지만 가만히 있을 수 없으니 또 부닥쳐 봐야겠죠. 한국에는 관련 논문이 없으니 지금까지 수집한 외국 논문을 갖고 다시 가볼까 합니다. 우리에게 자력의 속도니 뭐니 측정해내라고 하는데 학자들도 모르는 걸 우리가 무슨 수로 알아냅니까. 실제로 연료 없이 폐기물이 분해되는 데도 이론과 수치를 명확히 대라고 하니 답답한 노릇이죠. ‘우린 이 이상 못하니까 학자들인 자문위원들이 자체 연구를 해보라. 우리에게 학자가 할 일까지 요구하지 말아 달라. 실제로 입증된 걸 갖고 무슨 이론을 자꾸 요구하느냐’고 말해봐야죠.”
열분해로의 성능을 확인한 주변 사람들은 “연료도 사용하지 않고 환경도 오염시키지 않는 기계라면 노벨상감 아니냐”며 안타까워하고 있다.
김 회장은 허가만 나면 많은 업체가 폐기물 처리 비용도 아끼고 자원도 재활용할 수 있으며, 병원 폐기물 등을 바로 처리하면 위생에도 도움이 될 거라고 자신했다. 제작 중인 열분해로를 설명하던 김 회장은 자신을 ‘허황된 사람’이라고 하는 이가 많았다며 허허 웃었다. 연료 없이 폐기물을 처리하는 ‘상식을 뛰어넘는 기계’를 만지는 그의 얼굴에 어느새 답답함이 가시고 의욕이 넘쳤다.#
이근미 편집위원 www.rootlee.com
사진·이승재 기자 fotolsj@futurekorea.co.kr
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