시멘트 관련 정보

시멘트제품공정 / 한국시멘트협회

 

 

 

 

 

 

콘크리트의 장점 

 

• 콘크리트를 만드는데 필요한 재료들을 비교적 손쉽게 구할 수 있습니다.
• 콘크리트를 만드는데 필요한 시멘트나 골재 등은 각각 필요한 양만큼만 운반할 수 있으므로 비교적 불편한 현장에서도 시공이 가능합니다.
• 콘크리트 제조에 필요한 재료량을 조절하면 고강도 콘크리트도 용이하게 만들 수 있기 때문에, 초고층 빌딩과 같은 고강도의 구조물도 건설할 수가 있습니다.
• 콘크리트는 제조를 한 후 2시간까지는 유동성을 가지기 때문에 구조물의 형상을 자유롭게 만들 수가 있습니다
• 콘크리트는 압축력에 잘 저항하고, 내구성도 우수하여 내구적인 구조물을 건설할 수 있습니다.
• 콘크리트의 비중을 살려서 안정한 구조물을 시공할 수 있습니다.
• 시공이 간단하고 완성후에 유지보수가 그다지 필요없습니다.
• 콘크리트는 차음의 효과가 있습니다.

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콘크리트의 양생

콘크리트의 양생이란 콘크리트를 믹싱하고 나서 경화하기 까지의 사이에 적당한 온도와 습기(수분)를 주어 충분히 경화력을 발휘 할 수 있도록 하거나, 콘크리트의 강도가 충분히 크게 되기까지 과도한 충격이나 하중을 주지 않도록 하거나 또는 풍우, 서리, 햇빛 등에 대해서 콘크리트의 노출 면을보호하는 것을 말합니다.

1. 보통양생

콘크리트의 강도부족, 건조수축에 의한 균열의 방지, 동결방지 등의 목적으로 특별히 온도를 올리는 것같은 것은 하지 않고 틀에 다져 넣은 후 1주간 정도 물을 뿌리기도 하고 젖은가마니, 톱밥 등으로 덮어서 콘크리트가 표면건조하지 않도록 하는 방법으로 현장에서 타설하는 콘크리트의 양생은 거의 이 방법입니다.단, 한랭지에서 한중에 공사할 경우 건조물을 시트 등으로 덮고 콘크리트를 따뜻하게 하는 경우가 있는데 이것도 넓은 의미의 보통양생이라 할 수 있습니다.

2. 증기양생

콘크리트를 믹싱하고 나서 수시간 후에 증기로 콘크리트에 온도와 수분을 주어 일찍 강도를 내는 방법으로 도로용의 콘크리트 제품이나, 프리캐스트 제품 등은 이 방법으로 양생시키는 경우가 많습니다.

3. 오토클레이브 양생

증기양생이 끝난 콘크리트를 오토클레이브라고 하는 특수한 양생가마에 넣고 180℃10기압 정도의 고온·고압의 증기로 행하는 방법으로 이에 의해 800~ 1,800kgf/cm2 정도의 압축강도를 갖는 콘크리트를 얻을 수 있는데 통상의 콘크리트 재료 외에 규석 등의 실리카질 분말을 혼합하는 것이 포인트입니다.이 방법으로 만들어지는 제품에는 고강도 파일 등이 있습니다.

또 이외에 전기를 이용하는 방법등이 있는데 증기양생을 포함하여 이들 방법은 하는 방법에 따라서 콘크리트에 나쁜 영향을 줄 수도 있으므로 충분한 주의를 기울일 필요가 있습니다.

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혼화재료의 종류와 역할

혼화재료라는 것은 굳지 않은 콘크리트나 굳은 콘크리트의 물성을 개선하기 위해 콘크리트 제조 시에 시멘트, 물, 골재 이외에 추가로 집어넣는 재료를 말합니다. 혼화재료는 크게 두 가지로 분류할 수가 있는데, 그 자체의 용적이 콘크리트의 배합 계산에 관계하는 것을 혼화재라 하고, 용적이 배합 계산상 무시 가능한 것을 혼화제라 합니다. 이들의 혼화재료는 콘크리트에 소요의 품질을 부여 하는 것, 콘크리트를 경제적으로 만드는 것을 중요한 목적으로 하여 사용합니다. 워커빌리티의 개선, 동결에 대한 저항성의 개선, 균열의 개선, 응결의 지연, 촉진 등 각각 사용 목적에 맞는 혼화재료가 시판되고 있습니다. 이들 중 주요한 것을 용도별로 분류해 보면 아래와 같습니다.

1. 혼 화 제

① 콘크리트의 워커빌리티, 동결융해 저항성의 개선 - AE제, 감수제 
② 응결 및 경화 시간의 조정 - 지연제, 촉진제, 급결제 
③ 기 타 - 그라우트용 혼화제, 방수제, 방청제 등

2. 혼 합 재

① 균열의 감소 - 팽창재 
② 워커빌리티의 개선, 수밀성의 개선, 수화발열의 감소, 내구성 향상 - 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말, 석회석 미분말 등

혼화재료는 종류도 많고, 명칭도 많으므로 메이커 등의 카탈로그를 참고로 해서 목적에 맞는 혼화재료를 선정해야 합니다. 또 사용에 있어서도 정해진 사용량을 지키는 것이 중요합니다. 잘못하여 규정량 이상 넣으면 콘크리트의 물성을 해치고 경우에 따라서는 콘크리트가 굳지 않는 것도 있으므로 주의해야 합니다.

 

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겨울철 콘크리트 공사

시멘트는 온도가 낮으면 강도발현이 늦어져 당연히 콘크리트 경화속도도 늦어집니다. 그러나 경화가 늦어진다고 결코 강도가 약한 콘크리트가 되는 것은 아닙니다. 같은 콘크리트를 만들어 양생온도를 여러 가지로 바꾸어 강도발현 시험을 한 결과 4주 정도까지는 온도가 높은 콘크리트의 강도가 높습니다. 그러나 3개월 이상 되면 온도가 낮은 경우일지라도 강도 발현에는 그다지 문제가 없습니다.

이렇게 장기적 강도는 초기의 콘크리트 온도가 낮은 쪽이 오히려 높게 나오는 경향이 있는데 겨울과 같이 기온이 낮을 때는 콘크리트가 경화되기 까지의 시간이 길어지고 경화되고 나서의 강도증진도 약하므로 초기에 콘크리트가 얼 염려가 있습니다.

보통 콘크리트는 -0.5~-2℃이하가 되면 업니다. 콘크리트가 초기에 얼면 경화력을 잃어 강도도 나오지 않으므로 겨울철 공사에서는 콘크리트가 얼지 않도록 해야 합니다. 일반적으로 1일 평균기온 4℃이하가 되는 시간에 타설하는 콘크리트를 한중 콘크리트라 합니다. 콘크리트의 시공에서는 사용하는 물, 모래, 자갈 등의 온도를 높게해서 믹싱하기도 하고 물/시멘트 비를 적게해서 콘크리트의 강도가 될 수 있는한 빨리 발현되도록 하기도 하며, 또 타설한 콘크리트에 전기라든지 그 외의 방법으로 가열, 보온하기도 하여 콘크리트를 얼지 않도록 연구를 하고 있습니다. 단, 시멘트를 가열해서는 안됩니다.

 

여름철 콘크리트 공사

여름철같이 기온이 높을 때에는 콘크리트 온도가 높아져 시멘트와 물의 반응이 급격히 진행되고, 표면에서의 수분의 증발도 많아져서 콘크리트는 물을 많이 가지고 싶어합니다. (물이 많으면 콘크리트에 있어서 모든 면에 좋지 않다) 또한 시공할 때 콘크리트가 유동성을 빨리 잃기 때문에 충분히 구조물의 구석까지 흘러들어 가기 어렵습니다.

① 콘크리트의 온도를 되도록 낮게 할 필요가 있다. 그러기 위해서는 콘크리트 중의 70~80%를 차지하는 골재를 직사광선으로부터 피하고 물을 뿌려서 식히도록 한다. 배합수는 되도록 저온도의 것을 사용하고 또한 시멘트도 되도록 저온의 것을 사용하는 등의 배려가 필요하다. (골재의 온도를 10℃변화시키면 콘크리트의 온도는 약 6.5℃, 시멘트의 온도를 10℃변화시키면 콘크리트의 온도는 약 1℃, 물의 온도를 10℃변화시키면 콘크리트의 온도는 약 2.5℃변화한다).

② 시공시에는 콘크리트를 타설하기에 앞서 지반, 기초 등 콘크리트로부터 물을 흡수할 위험이 있는부분을 충분히 적시고 되도록 빨리 넣는다. 콘크리트의 온도가 높아지지 않도록 타설시간을 선택하거나 여러 방법을 생각한다. 

③ 시공후에는 콘크리트의 표면으로부터 수분이 되도록 증발하지 않도록 하고 직사광선을 피하고, 바람막이를 설치해서 콘크리트를 보호한다. 또 물을 뿌려 충분히 습윤양생을 한다.

콘크리트에 물이 너무 많으면 강도부족이 되기도 하고, 충분한 양생을 행하지 않으면 균열이 발생하기도 하므로 주의해야 합니다.

 

 

 

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폐기물 시멘트의 두 얼굴 / 대학생 신재생에너지 기자단

폐기물로 시멘트를 만든다?

시멘트 산업에서 배출되는 이산화탄소는 엄청난 양이다. 시멘트 산업은 전 세계 온실가스 배출량의 약 8%를 배출한다. 시멘트 1t을 만들려면 약 1t에 가까운 이산화탄소가 배출된다. 시멘트 생산에 배출되는 온실가스 중 석회석 화학반응이 50%, 연료 연소 과정이 40%, 채석 및 운송 등 기타 공정이 10%를 차지하게 된다. 따라서 시멘트 산업의 온실가스 배출을 줄이기 위해 굴뚝에서 나오는 이산화탄소를 포집 및 저장하는 CCS 기술을 확보하는 데 기대를 걸고 있다

지금 당장 활용할 수 있는 방안으로는 폐기물 재활용 방법이 있다. 시멘트 산업의 연료와 원료로 폐타이어나 폐플라스틱 등 폐기물을 사용하는 방식이다. 폐기물을 연료나 원료로 쓸 경우 유연탄, 점토, 규소, 철 등을 채굴할 때의 자연훼손이나 에너지 사용을 줄이고, 폐기물 처리 시설의 신설 및 증설을 최소화해 사회 갈등을 줄인다는 장점이 있다.

 실제로 시멘트 업계는 폐기물 처리 능력을 활용해 ‘의성 쓰레기 산‘을 없애는 일에도 적극 협조했다. 2016년부터 경북 의성군에 쌓여 있던 20만 ton 규모의 폐기물 중 약 절반가량이 시멘트 소성로에서 불탔다. 이는 원래 폐기물 소각 및 매립시설을 활용할 계획이었으나 각 시설이 이를 받아들일 수 없어서 시멘트 업계에 지원을 요청한 것이다. 엄청만 규모의 의성 쓰레기 산은 결국 2021년 2월이 되자 완전히 사라지게 되었다.

폐기물 시멘트의 문제점

온실가스를 줄이기 위한 방안으로 제시되었던 폐기물 시멘트가 예상치 못한 측면에서 문제를 일으켰다. 시멘트 생산에 폐기물을 사용하게 되면서 시멘트 업계의 무차별적 폐기물 수주 및 처리에 대한 기존 폐기물 업계가 심각한 위기에 직면하게 되었기 때문이다. 2022년 3월 22일 국내 환경기초시설업계를 대표하는 한국자원순환 에너지 공제조합, 한국제지연합회, 한국 산업폐기물 매립 협회, 한국의료폐기물 공제조합, 고형연료 보일러 및 발전소 등이 참여한 대거 긴급 대책회의에서 관계자들은 “시멘트 공장의 폐기물 수급이 도를 넘고 있다. 정부의 시멘트 공장 폐기물 몰아주기 정책은 극심한 물량난을 겪고 있는 환경기초시설 업계에 도산을 가져오는 결과를 초래하고, 시멘트 산업만 살찌우게 하는 특혜 정책이다. 이는 결국 환경기초시설 업계의 붕괴와 쓰레기 대란을 가져온다“는 등의 실정을 지적하며 정부의 잘못된 폐기물 정책 개선을 촉구했다.

TMS(굴뚝자동측정 기기) 측정항목이 소각 업계는 5개이지만, 시멘트 공장은 3종에 불과하다. 또한 소각 업계 및 고형연료, 제지업계는 질소산화물 배출기준이 50ppm인 반면에 시멘트 공장은 270ppm으로 규정하고 있다. 더 나아가 일산화탄소 배출기준은 소각 업계는 50ppm이지만 시멘트 공장은 기존의 600ppm이었던 것마저 폐지하였다.

대기오염물질을 제거하는 방지시설의 경우에도 시멘트 업계는 3단계로 오염물질을 걸러내는 반면, 소각업계는 7단계로 오염물질을 걸러내고 있어 방지시설 체계에서도 크게 완화된 기준을 적용받고 있는 점도 문제로 다가온다.

 

폐기물 시멘트 어쩌다 이렇게 되었나?

정부의 폐기물 처리 기준의 제도적인 허점과 시멘트 산업 탄소중립 실현의 대안인 유연탄 대신 폐기물 사용을 늘리는 정책이 맞물리면서 시멘트 업계는 폐기물을 더 많이 처리할 수 있는 절호의 기회를 맞게 되었다. 대부분의 시멘트 공장은 정부의 권장으로 폐기물 처리량을 늘리는 시설을 앞다퉈 설비했다. 자의반 타의 반의 선택이었지만, 결과적으로 시멘트 공장은 연료 절감에 따른 비용 절감과 폐기물 처리로 인한 막대한 수익을 얻게 되었다. 이러한 상황에서 기존의 환경기초시설 업계는 생존권을 위협받고 있는 것이다. 시멘트 공장들이 앞다퉈 폐기물을 무차별적으로 거둬들이면서 원자재의 부족, 가격질서 파괴 등의 유통질서가 파괴되었고, 시멘트 공장들의 폐기물 처리 능력이 높아질수록 기존 폐기물 업계는 타격이 커질 수밖에 없게 된다.

실제로 한국자원순환 에너지 공제조합 관계자는 “시멘트 생산량은 5,700만 톤에서 4,700만 톤으로 줄어든 반면 폐기물 사용량은 500만 톤에서 1,500만 톤으로 급증하였고 그 이유는 시멘트 생산이 주력 사업인 시멘트 공장이 폐기물 사업으로 돈을 벌어들이는 여건이 주어졌기 때문이다“ 라고 말했다. 또한 시멘트 공장과 폐기물 처리 업계 사이 영역이 명확히 구분되지 않고 있는 것이 가장 큰 문제라고 지적했다.

 

폐기물로 만든 시멘트, 안전할까?

 폐기물 사업에 관한 문제는 뒤로하고 그렇다면 폐기물을 이용해 만든 시멘트는 과연 안전한가?라는 의문도 제기된다. 전문가들은 시멘트에 들어간 폐기물에서 중금속이 나올 우려는 없는지에 관한 연구도 필요하다고 말한다.

 2021년 환경부와 국립환경과학원은 보도자료를 통해 국내 기준을 적용했을 때 국내 시멘트 제품 속 6가크롬은 kg당 평균 6.76mg만 검출되었다고 발표했다. 이는 자율협약 기준치보다 낮은 결과이기에 문제가 없다고 발표한 것이다. 하지만 지난해 국립환경과학원 분석에 따르면 폐기물을 섞은 시멘트 제품에서만 6가 크롬이 일정량 이상 검출된 것으로 확인되었다.

 올해 초 국립환경과학원은 국내 주요 시멘트 3개사 제품의 중금속 함유량을 유럽연합 방식으로 분석했다. 6가크롬이 가장 많았던 건 1kg 당 9.02mg이 검출된 삼표 시멘트 제품이었다. 유럽연합 법적 허용 기준인 ‘kg 당 2.00mg‘의 4.5배를 웃도는 수준이었다. 이어서 쌍용시멘트와 한라 시멘트의 시멘트 제품에서도 1kg당 각각 4.96mg, 4.91mg의 6가크롬이 측정되어 유럽연합 법정 기준을 초과했다. 이는 즉 국내에서 생산되는 시멘트의 상당수가 유럽에서는 불법 제품인 것이다.

 전문가들은 시멘트 원료로 사용되는 폐기물의 구성성분도 업계에서 선제적으로 공개하고, 폐기물을 선별해 쓰면서 유해물질이 없다는 것을 먼저 공개하는 노력이 필요하고 말했다. 또한 폐기물이 들어간 시멘트에 대한 성분표시제 및 등급제를 도입해야 한다는 의견이 나오고 있다.

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시멘트 제조에 폐기물 재활용 괜찮을까 - 경향신문

폐타이어·폐플라스틱, 시멘트 제조 원료와 연료로 사용

시드니의 오페라하우스, 두바이의 부르즈 할리파, 로마의 판테온은 모두 콘크리트의 힘으로 탄생한 건축물이다. 물에 이어 인간의 소비량이 가장 많은 자원이자 건축의 필수 자재로 전 세계에서 매년 300억t의 콘크리트가 사용된다. 모래와 자갈, 물과 결합해 콘크리트를 만드는 핵심 재료는 시멘트다. 영국의 싱크탱크 채텀하우스에 따르면 인구증가와 도시화로 세계 건물의 바닥 면적은 향후 40년 동안 2배로 증가할 것으로 예상된다. 시멘트 생산량은 2030년까지 현재보다 25% 증가할 것으로 본다.

문제는 시멘트를 만들 때 엄청난 양의 이산화탄소가 나온다는 점이다. 시멘트 산업은 전 세계 온실가스 배출량의 약 8%를 배출한다. 농업 다음이고, 철강 산업이 그 뒤에 바짝 붙어 있다. 국내의 경우 시멘트 산업은 철강(1억500만t), 석유화학(5800만t) 다음으로 많은 이산화탄소(연간 3600만t)를 배출한다.

■폐기물 사용으로 온실가스 줄인다

시멘트 1t을 만들려면 1t 가까운 이산화탄소가 나온다. 어쩔 수 없는 태생적 한계가 있다. 시멘트 제조 공정을 보면, 석회석(CaCO₃)을 1400도 이상으로 가열된 소성로에서 구우면 산화칼슘(CaO) 덩어리가 된다. 화학식에서 알 수 있듯이 이 과정에서 이산화탄소가 나온다. 산화칼슘에 점토와 규산(알루미늄), 철 등과 혼합해 중간재인 클링커를 만든다. 클링커가 식으면 이를 분쇄해 약 5% 정도의 석고와 섞어 만든 게 시멘트다. 시멘트 생산 과정에서 배출되는 이산화탄소의 발생 과정을 좀더 세분화해서 보면 절반 이상은 산화칼슘으로 변하는 화학반응에서, 약 40%는 시멘트 소성로에서 화석연료(유연탄) 연소로 발생한다. 채석, 운송, 분쇄, 냉각, 혼합 등 기타 공정에서 발생하는 이산화탄소의 비율은 10% 이하다.

시멘트 산업은 온실가스 배출을 줄이기 위해 굴뚝에서 나오는 이산화탄소를 포집·저장하는 기술(CCS)을 확보하는 데 기대를 걸고 있다. 포집한 이산화탄소를 콘크리트 안에 집어넣어 콘크리트 품질을 높이고 온실가스도 잡는 방안이 제안되기도 했다. 당장 활용할 수 있는 방안으로는 폐기물 재활용이 꼽힌다. 폐타이어나 폐플라스틱 등 폐기물을 시멘트 산업의 연료와 원료로 사용하는 방식이다. 폐기물을 연료나 원료로 쓸 경우 유연탄, 점토, 규소, 철 등을 채굴할 때의 자연훼손이나 에너지 사용을 줄이고, 폐기물 처리시설의 신설·증설을 최소화해 사회 갈등을 줄이는 장점이 있다.

시멘트 생산원가의 30%는 연료비다. 주요 연료는 유연탄인데 전량 수입한다. 러시아산이 70% 정도를 차지하는데 러시아의 우크라이나 침공으로 유연탄 공급에 차질이 생기면서 최근 유연탄 가격은 가파른 상승세다. 국제 유연탄 가격은 호주 뉴캐슬탄 6000㎉ 기준 지난해 1월 t당 평균 103달러에서 지난 3월 29일 272.3달러로 급등했다. 지난 3월 초 한때 t당 400달러를 넘기도 했다.

폐플라스틱과 폐타이어 등을 유연탄 대신 소성로의 연료로 사용하면 유연탄 가격 상승에 따른 비용 부담을 줄이고, 폐기물 처리에도 숨통을 틔울 수 있다. 폐타이어의 경우 유연탄 대신 연료로 쓸 수 있는데 타고 남은 재는 클링커의 재료로 쓸 수도 있다. 타이어 안의 철심은 원래 시멘트를 만들 때 들어가는 철을 대신할 수 있어 유용하다. 넥센타이어의 ‘2021 지속가능경영보고서’를 보면 2019년 기준 폐타이어의 78%를 재활용했는데 그중 30%는 고무분말 형태로 물질 재활용했고, 나머지는 거의 시멘트 소성 연료로 재활용했다. 삼성전자의 반도체 공정에서 발생하는 화학물질 찌꺼기도 점토 등을 대신해 시멘트 원료로 재활용한다.

그럼에도 시멘트의 주요 원료인 석회석을 대체하지 않는 한 시멘트 생산에서 나오는 온실가스를 크게 줄이기는 어렵다. 결국 시멘트업계는 탄소중립의 핵심 방안으로 유연탄 등 화석연료를 가연성 폐기물로 대체하는 방식에 공을 들이고 있다. 한국시멘트협회 관계자는 “폐타이어는 석유류에서 나온 제품이라 열원으로 사용하고, 타이어의 철심은 시멘트 제조에서 쓰는 철광석을 대신할 수 있다”면서 “하수 침전물은 점토 대용으로 재활용하는데 반도체 공정 폐수 침전물의 경우 국립환경과학원 재활용 평가제도의 모범사례로 선정될 정도로 안전성에 문제가 없는 것으로 조사됐다”고 설명했다.

 

■질소산화물 등 낮은 배출기준 논란

시멘트업계가 생활폐기물과 산업폐기물을 연료나 원료로 활용하는 비율을 크게 늘리다 보니 폐기물 사용량은 2015년 614만t에서 2020년 807만t으로 증가했다. 정부도 2030 국가 온실가스 감축 목표(NDC)와 2050 탄소중립 시나리오에서 시멘트 업체의 연료를 유연탄에서 폐플라스틱 혹은 폐합성수지로 전환하는 목표를 제시하면서 시멘트업계를 지원하고 있다.

폐기물을 시멘트의 연료와 원료로 활용하는 건 우리만이 아니다. 미국과 유럽, 일본 등 선진국들도 이런 재활용에 적극적이다. 국내에서 시멘트 1t당 사용한 부산물이나 폐기물의 양(329㎏)은 일본(473㎏)이나 독일(350㎏)보다 작고, 화석연료를 대체한 비율은 독일(68.9%)보다 낮은 24.0%이다. 배재근 서울과학기술대 환경공학과 교수가 지난해 10월 발표한 용역연구 결과에 따르면 이렇게 폐기물을 시멘트 원료와 연료로 대체 사용하면서 줄인 온실가스는 연간 268만t 정도다. 시멘트 산업의 재활용으로 민간 매립지의 수명은 7.2년 연장되는 것으로 나왔다. 소각시설, 매립시설 등 폐기물 처리시설의 설치비·운영비도 연간 591억원이 줄어드는 것으로 조사됐다. 배재근 교수는 “폐타이어는 1990년대까지 진지 구축용으로 사용하다 사용을 못 하게 하면서 가루를 내 도로에 탄성재로 썼는데 이런 물질 재활용도 한계가 있어 대량 소모의 방안으로 시멘트업계가 꼽혔다”면서 “사실 시멘트업계는 폐타이어보다는 폐플라스틱 활용을 더 선호한다”고 말했다.

시멘트업계의 폐기물 재활용이 찬사만 받는 건 아니다. 미세먼지의 주된 원인 물질인 질소산화물이나 독성 화학물질인 염소의 배출을 우려하는 전문가들도 있다. 국내에서 질소산화물 배출이 가장 많은 곳은 시멘트업계로 석탄화력발전소보다 배출량이 많다. 환경부가 굴뚝에 자동측정기기를 부착한 사업장의 연간 배출량을 분석한 결과 2020년 석탄화력발전소는 4만7512t의 질소산화물을 배출했고, 시멘트업계는 4만9442t의 질소산화물을 배출했다. 이는 부분적으로 시멘트업계에 적용되는 배출기준이 낮기 때문이라는 지적이 있다. 대기환경보전법에 따르면 소각업계의 질소산화물 배출 허용기준이 50ppm 이하인데 비해 시멘트업계는 270ppm 이하다. 선민우 기후변화센터 커뮤니케이션팀장은 “시멘트업계를 통한 재활용이 필요한 건 분명하지만 석회석을 구워 시멘트를 만드는 과정(소성)에서 질소산화물을 다량 배출하는 상황에서 법령 자체의 느슨한 부분까지 더해지면서 기업이 탈탄소의 간편한 방식으로 (시멘트업계를 통한) 재활용을 선택하는 건 개인적으로 다소 우려된다”고 말했다.

■재활용 바람직하나 환경기준 강화해야

폐타이어나 폐플라스틱 같은 가연성 폐기물을 자원화하면서 소각업계와 시멘트업계는 물량 확보에서 경쟁관계에 있다. 소각업계는 폐기물 t당 20만~30만원의 처리비용을 받는다. 소각 과정에서 나온 열을 인근 발전업체에 공급해 수익도 창출한다. 소각업체도 열로 자원을 회수한다고 할 수 있다. 시멘트업계는 과거엔 돈을 주고 샀던 폐기물을 요즘엔 t당 4만~8만원의 처리비용을 받는다. 시멘트회사로서는 연료·원료 대체 효과에 더해 부가 수익을 얻는 셈이다. 이런 상황에서 대기오염물질 배출과 관련해 소각업계에 비해 완화된 규정을 적용받는 것은 형평성에 맞지 않다는 지적도 나온다. 시멘트협회 측은 “기준은 270ppm지만 실제론 150ppm 이내로 줄여 배출하고 있다”면서 “질소산화물 등 5개 항목에 대한 배출허용기준은 차이가 있지만, 중금속 등 나머지 항목은 모두 소각업계와 동일하게 적용하고 있다”고 설명했다. 장성현 환경부 대기관리과장은 “배출기준을 정할 때 산업의 특성을 고려하는데 소각시설은 여러 지정폐기물을 같이 태우는 게 주 업종이라 좀더 엄격한 기준을 적용하고 있다”고 말했다.

폐기물을 연료나 원료로 활용하는 과정에서 불완전연소가 이뤄질 경우 소성로에 유해물질이 남을 가능성도 제기된다. 박현서 전주대 연구교수는 지난해 11월 3일 열린 토론회에서 연구용역 결과를 발표하며 “소성로의 온도가 높고 체류 시간이 길어 폐기물의 완전연소가 이뤄질 것이라 하는데 공기량이 부족해 불완전연소가 유도될 수 있는 특성도 있어 소성로에서 지금처럼 폐기물을 마냥 쓸 수 있도록 하는 건 고려해볼 대목이 상당히 많다”고 말했다. 박 교수는 연소 온도가 높을수록 불완전연소가 되면 일산화탄소나 탄화수소 같은 미연소 유기화합물이 많이 발생할 수 있다는 점도 유의해야 한다고 덧붙였다.

12~3월 사이의 미세먼지 계절관리제 때 석탄화력발전소 가동정지나 출력제한, 대기오염물질 다량배출 차량 단속 강화 등을 시행한다. 시멘트업계는 이런 계절관리 대상에 포함되지 않고 자발적 협약으로 줄이고 있다. 장성현 과장은 “의무화는 아니지만 자발적 협약을 통해 대형업체들은 계절관리제 기간 동안 공장가동률을 80%까지 줄이고 있다”면서 “질소산화물을 줄일 수 있는 방안을 찾기 위해 선택적 촉매 환원시설(SCR)을 한곳에 설치해 실증화 사업을 진행하고 있다”고 설명했다.

전문가들은 유연탄 대신 폐기물을 연료로 사용할 때 질소산화물을 비롯한 대기오염물질의 배출량이 어느 정도 변화하는지, 시멘트에 들어간 폐기물에서 중금속이 나올 우려는 없는지에 관한 연구도 필요하다고 지적했다. 서명원 서울시립대학교 환경공학부 교수는 “시멘트업계처럼 폐기물을 대량으로 처리할 수 있는 곳이 없다는 점에서 소성로 처리가 대안이지만 오염물질을 최소화하는 후처리 공정 고도화가 필요하다”면서 “폐플라스틱에 염소 성분이 많은데 이는 공정 배관을 침식시키기도 하지만 여러 환경오염물질을 만든다는 점에서 의무적으로 배출 저감장치를 달도록 정부가 지원해야 한다”고 말했다. 시멘트 원료로 사용되는 폐기물의 구성성분도 업계에서 선제적으로 공개할 필요가 있다. 배재근 교수는 “그간 불법 폐기물 문제를 해결하는 데 시멘트업계가 기여했다는 점을 인정해야 한다”면서도 “주변 지역에 피해가 없을 정도로 방진시설을 하고 폐기물을 선별해 쓰되 유해물질이 없다는 걸 먼저 공개하는 노력도 필요하다”고 말했다.

 

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