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한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회)> 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집

한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 update

  • : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회)
  • : 공학분야  >  환경공학
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수록정보
수록범위 : 1987권0호(1987)~2020권0호(2020) |수록논문 수 : 2,899
한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집
2020권0호(2020년 11월) 수록논문
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1O1-01 : EU의 그린 딜과 순환경제가 폐기물정책에 미치는 영향

저자 : 박상우 ( Sang-woo Park ) , 양재경 ( Jae-kyung Yang ) , 백경렬 ( Kyung-ryul Baek )

발행기관 : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 간행물 : 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 2020권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 1-1 (1 pages)

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순환경제 사회로 전환하고자 하는 국내 폐기물정책이 안정적으로 정착하기 위해 추가로 노력할 부분이 무엇이고, 이를 위해 새롭게 펼쳐야 하는 시책이나 제도가 무엇인지를 EU집행위원회(2019.12~2024.11)가 발표한 정책문서(그린 딜과 순환경제)를 중심으로 관련 내용을 살펴보았다. 또한 이를 통해 미래 폐기물정책에 미치는 영향이 무엇인지를 도출할 목적으로 연구를 수행하였다.
EU집행위원회 핵심정책의 첫 번째인 그린 딜은 2050년 탄소중립을 달성하려는데 목표를 두고 있는데 핵심전략으로 순환경제를 통해 이루고자 한다. 그린 딜에 대해 살펴본 바에 의하면 순환경제 정책과 일관성과 지속성 그리고 확장성을 통해 정책이 이어지고 있다는 점을 확인할 수 있다. 자연자원을 채굴하고 처리하는 과정에서 온실가스의 50%, 생물다양성과 물스트레스의 90%가 발생한다는 점에서 자연자원을 지속적으로 사용하는 선형경제가 기후위기를 가속화하는 점을 개선하고자 마련되었다. 순환경제는 경제사회에서 수명을 마친 물질이나 물건이 폐기되었을 때 다시 생산단계로 돌아갈 수 있도록 하는데 있기 때문에 결국 폐기물정책과 밀접한 관계가 있다. 미래 폐기물정책에서 순환경제는 선택의 문제가 아니다. 또한 폐기물정책으로만 해석되는 것이 아니라 기후변화 완화 대응책으로 EU내에서 조차 중심 역할을 담당하고 있다는 점에서 환경(폐기물)정책에 가두지 말고 산업정책이나 제품정책에도 반영하도록 하여 근본적으로 폐기물 발생을 줄이는 방향으로 나아가야 한다. 순환경제로의 이행은 폐기물정책에서 중요한 역할을 담당한다는 측면에서 환경부뿐만 아니라 산업부와도 긴밀한 협력이 필요하고 전문가 역시 분야를 뛰어 넘는 협업이 필요하다.

2O1-02 : 폐기물 관련 법률 체계의 효율성 증진 방안

저자 : 박상우 ( Sang-woo Park )

발행기관 : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 간행물 : 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 2020권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 2-2 (1 pages)

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폐기물관리법(1986년 제정)과 자원재활용법(1992년 제정)을 통해 폐기물의 적정한 처리와 재활용을 촉진하기 위한 정책수단은 대량생산·대량소비 및 대량폐기형의 선형경제 구조에 맞추어져 발생된 폐기물의 사후 관리에 중점을 두고 있었다. 이러한 법률들과 정책수단으로는 기후·자원·에너지 위기와 환경문제를 극복하는데 제약이 있어 자원의 순환이용을 촉진하고 자원이 순환되는 사회 기반을 구축하기 위하여 자원순환기본법을 2016년 제정한 바 있다. 하지만, 기본법이 2018년 1월 시행된 이후 오늘에 이르기까지 폐기물 관련한 사회적 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 법률체계 변화로 인한 일시적 문제로 보기에는 반복적이고 근본적 개선이 필요하다고 본다.
이러한 배경을 토대로 정책적이나 제도적으로 자원순환 기반과 방향을 확립하였음에도 미처 살펴보지 않은 측면이 있는가에 대해 살펴볼 목적으로 연구하였다. 연구결과에 의하면 일본은 폐기물 관련 법률관계가 명확하게 구분되고 있음을 알 수 있다. 또한 폐기물 관련해 기본법이 마련한 기본원칙을 준수할 수 있도록 하위 법률에서 기본방침을 두고 시책을 펼치고 있다. 이러한 체계에서 폐기되는 물품 특성에 맞는 재활용이 이뤄질 수 있도록 개별법을 마련하고 운영하고 있다는 점도 국내와 유사한 듯 다른 면이 있다. 하나의 차이점으로 관리주체가 환경성과 경제산업성이 법제를 함께 운영한다는 점이다. 재활용에 한해서는 실제 수요자(경제산업성)와 공급자(환경성) 입장을 조화롭게 하는 체제를 구축하고 있다. 이러한 체계는 결국 자원순환에 있어 효율성을 확보하고 나아가 증진하는 방안이라고 생각한다. 국내도 자원순환이 원활하고 질적 방향으로 흘러가기 위해서는 관계부처 차원의 대책보다 자원순환에 한해서는 산업부와 공동으로 관련 법제를 운영하도록 하는 체계 구축을 논의할 필요가 있다.

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This article analyzes the technical and environmental efficiencies of the MSW incineration industry across 16 cities and provinces in South Korea. The empirical results show significant variations in environmental efficiency, which range from 0.275 to 0.989 with a mean value of 0.912. The Gyeonggi-do region is the most environmentally efficient, while Busan is the least efficient. Moreover, some cities, such as Busan and Daegu, exhibit high technical efficiencies yet have dramatically low environmental efficiencies. Similarly, Seoul and Gwangju perform excellently in terms of environmental efficiency but have the lowest technical efficiencies. The output elasticity was calculated for each input, and the average output elasticity for CO2 is 0.090. Finally, the scale elasticity in the waste incineration industry was lower than 1.

4O1-04 : 전기차 사용후 배터리의 순환경제 정책 방향

저자 : 조지혜 ( Ji Hye Jo ) , 이소라 ( Sora Yi ) , 고인철 ( In Chul Go )

발행기관 : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 간행물 : 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 2020권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 4-4 (1 pages)

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기존의 선형경제 구조 하에서 천연자원의 소비 급증으로 인해 다양한 환경문제가 발생하고 있으며, 폐기물 발생이 지속적으로 증가하고 있는 상황에서 순환경제 실현을 위한 개선 필요성이 꾸준히 제기되고 있다. 이때 순환경제란 자원의 다량 투입-제품 생산 및 소비-폐기형의 기존 선형경제 모델에 대비되는 개념으로, 경제계에 투입된 물질이 바로 폐기되지 않고 생산에 재투입됨으로써 자원으로의 가치를 최대한 지속시키고 폐기물 발생을 최소화할 수 있는 경제 시스템을 의미한다.
특히, 정부의 적극적인 전기차 보급 정책으로 2022년 이후 보증기간이 만료된 배터리의 발생량 또한 급증할 것으로 전망되고 있다. 이러한 사용후 배터리의 재활용을 통해 수입에 의존하고 있는 코발트, 니켈, 리튬의 회수가 가능하므로 자원회수 측면에서 전기차 배터리의 자원순환 관리가 중요하나, 현재 사용후 배터리 수거체계 및 처리기준 등 제도가 미흡하고 재활용 기술·인프라가 부족한 상황이다. 또한 사용후 배터리의 재제조를 통해 에너지저장장치(ESS)나 전기 이륜차 등 다양한 제품에 재사용할 수 있도록 신산업 육성을 위한 지원이 요구되고 있다.
이에, 본 연구에서는 전기차 사용후 배터리를 대상으로 현재 추진 중인 각 부처별 정책 현황을 살펴보고, 앞으로 전기차 배터리의 전후방산업 연계 강화를 통해 순환경제 기반이 구축될 수 있도록 제도 개선방안과 로드맵을 제시하였다.

5O1-05 : 순환경제 모니터링 지표 개발 연구

저자 : 조지혜 ( Ji Hye Jo ) , 주문솔 ( Munsol Ju ) , 고인철 ( In Chul Go )

발행기관 : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 간행물 : 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 2020권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 5-5 (1 pages)

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전 세계적으로 천연자원의 소비는 지난 세기 동안 8배 증가하였으며, 이로 인해 천연자원의 고갈, 폐기물 다량 발생, 자연 자본 손실, 생물다양성 감소, 기후변화 등이 초래되고 있다. 이에 국내외적으로 기존의 '선형경제(linear economy)' 구조에서 벗어나 '순환경제(circular economy)'로 전환하기 위한 구체적인 아젠다 및 전략을 통해 보다 지속적인 경제구조로 탈바꿈하기 위해 노력하고 있다.
특히, 우리나라는 대부분의 자원과 에너지를 수입하는 자원빈국에 해당하며, 자원 시장의 변동성 및 자원 고갈에 대한 우려가 높아지는 상황에서 순환경제로의 전환이 매우 필요하다. 본 연구에서는 순환경제에 대한 국제적 논의 동향을 조사하고, 해외 순환경제 모니터링 지표 및 국내 자원순환 관련 지표의 성격과 특성을 분석하여 국내 여건에 적합한 순환경제 이행 진단을 위한 모니터링 지표를 마련하고자 한다.
이를 위해 국가 제 1차 자원순환기본계획(2018-2027)에서 제시하고 있는 추진전략 및 정책방향을 우선 반영하되, 동맥산업과 정맥산업간 연계되도록 통합성을 강화하고, 산업 부문뿐 아니라 생활부문의 시민 참여 및 소비 부문 등 신경제 부문에 대해서도 확대 검토함으로써 “자원이용 효율성” 및 “순환성”을 판단할 수 있는 지표를 도출하였다. 특히, 지속가능발전, 자원효율, 원재료 대체, 기술혁신 및 일자리 창출 등 순환경제의 주요 요소를 포함하여 국내 순환경제로의 전환이 어느 수준에 와 있는지를 진단 및 평가함으로써 순환성을 보다 제고하기 위한 개선방안을 제시하였다.

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본 연구의 목적은 제주 지역에서 발생하는 음식물류 폐기물 처리방식에 대한 비용/편익 분석을 통해 공공 처리시설과 자체 처리시설(감량기)의 효율성 비교와 더불어 공공 처리시설의 문제점을 파악하여 실제 행정에 반영할 수 있는 방안을 모색하는데 있다. 본 연구는 연구방법에 있어서 실제 음식물류 폐기물 처리에 소요되는 비용과 편익울 산정하기 위해 실제 운영 자료를 사용하였다. 기존 연구들이 설문 또는 서면에 의한 조사 자료를 근거로 비용과 편익을 분석한 것 보다는 보다 현실에 가깝다는 점에서 선행연구와 차별성이 있다고 할 것이다. 본 연구의 분석 결과를 바탕으로 정책적 제언을 몇 가지 제시해 보면 다음과 같다. 첫째, 음식물류 폐기물을 발생원에서 처리하는 자체 처리방식((감량기) 보급 사업을 음식물류 폐기물 다량 배출 사업장 위주로 확대하여야 한다. 둘째, 공공 처리방식의 음식물류 폐기물 처리에 소요되는 예산을 절감 절감하기 위해서는 수집운반 비용을 대폭 낮춰야 한다. 셋째, 도민들이 부담하는 음식물류 폐기물 수집운반 및 처리 수수료를 현행 30원/kg에서 228원/kg까지 점진적으로 높여야 한다.

7O2-01 : 폐플라스틱 가스화 기술 개발 현황

저자 : 이도연 , 서명원 , 남형석 , 문태영 , 윤성민 , 박성진 , 라호원

발행기관 : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 간행물 : 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 2020권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 7-7 (1 pages)

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국내 폐플라스틱 발생량은 매년 증가되고 있으며 발생량 중 70% 이상이 매립 또는 단순 소각으로 처리되고 있다. 폐플라스틱을 고형연료화(SRF)하여 열 회수를 위한 단순 소각으로 처리하는 것 보다 친환경적이고 경제적인 기술 개발이 요구되고 있으며, 이를 위해서 폐플라스틱 자원화 플랜트 설계, 건설시 Zero emission 전략 등 사회적 수용성 제고를 위한 기술 개발 및 방안 제시 필요하다. 최근 중국의 폐플라스틱 수입 중단 조치가 국내 폐플라스틱 처리 부담이 증가되고 있으며, 전 세계적으로도 플라스틱 사용량은 증가하고 있어 폐플라스틱 발생량 증가는 불가피한 실정이다. 폐플라스틱 가스화 기술은 폐기물 처리 측면에서 폐플라스틱 부피감소 및 매립비용 저감이 가능하며, 단순 소각에서 발생되는 미세먼지 및 다이옥신 배출 저감, 배가스량 감소 등의 이점을 기대 할 수 있다. 또한 H2와 CO를 포함하는 합성가스 생산 및 이를 활용한 다양한 application이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 한국에너지기술연구원에서 자원 순환 경제 구축을 위한 폐플라스틱 가스화 기술 개발프로젝트가 시작 되어 1톤/일급의 파일럿 급 폐플라스틱 가스화기가 개발 중에 있으며, 본 발표에서는 폐플라스틱 가스화 기술 개발 현황에 대하여 공유하고자 한다.

8O2-02 : 우분과 견목 바이오매스 폐기물 파일럿 유동층 가스화 기술

저자 : 남형석 ( Hyungseok Nam ) , Sergio Capareda , Sushil Adhikari , Amado Maglinao , 서명원 ( Myung Won Seo ) , 이도연 ( Doyeon Lee ) , 류호정 ( Ho-jung Ryu )

발행기관 : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 간행물 : 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 2020권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 8-8 (1 pages)

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전 세계적으로 특성화된 산업 구조는 각각 다른 종류의 폐기물 생산을 야기 시킨다. 그러므로 각기 다른 방식으로 폐기물을 처리 해야만 한다. 미국의 Texas에서는 대규모 젖소 농장이 위치 해 있고 많은 양의 우분이 배출되고, 온실가스 배출에 큰 영향을 미치고 있다. 주로 혐기성 소화조에서 바이오가스 생산을 한 후 40%이상의 찌꺼기는 매립하는 형태로 우분은 처리되고 있다. 또한 미국의 젖소 농장에서는 우유 생산량을 극대화하기 위해 약 30% 이상의 농장에서 모래를 바닥제로 사용하고 있고 이는 열적변환 기술에 악조건임에 틀림없다. 그러므로 농장에서 우분이 생산된 시점부터 열적변환 기술에 적용 가능한 연료를 확보하기 위해서는 전처리 공정이 필수적이다. 이러한 이슈를 통해 본 연구에서는 전처리 공정을 통한 열적변환에 적합한 연료를 생산하였다. 폐기물 기준 1MW급 파일럿 규모의 유동층 반응기를 이용하여 합성 가스를 생산하고 그 합성가스를 30kW급 LNG 보일러를 이용하여 발전하는 공정 시스템을 개발 하였다. Texas 북부에서는 50,000 마리 이상의 젖소 농장들이 밀집해 있다. 폐기물의 운송료를 줄이기 위하여 이동식 가스화 장치를 고안하였고 현장에서 생산되는 우분을 즉시 처리하여 합성가스 발전까지 이루어지는 연구를 수행하였다.
미국 남부의 Alabama에는 전통적으로 종이와 펄프를 생산하는 공업지역이 활성화 되어 있고 대량의 견목폐기물이 쏟아지고 있다. 이에 견목을 이용한 가압 가스화를 진행하였고, 합성가스, 타르, 오염가스, 바이오차에 대한 총괄적인 분석을 진행하였다. 가압 가스화를 통해 생산된 합성가스는 최종적으로 케미컬을 만드는 것이 목표였다. 가스화 장치의 가압상태는 가스화 효율을 증대 시킬 뿐 아니라 케미컬을 만드는 전체 공정 효율도 높일 것으로 기대하였다.

9O2-03 : ICT, AI 기술을 적용한 일본의 최신 폐기물 소각시설 동향

저자 : 박영수 , 성호진

발행기관 : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 간행물 : 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 2020권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 9-9 (1 pages)

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고체의 폐기물을 연료로 사용하는 소각시설은 액체나 기체 연료를 사용하는 타 연소시스템과 비교하여 인입되는 연료의 성상 변화로 인한 연소상태 및 오염물질 생성의 변화가 심하다. 이러한 인입 폐기물 성상 변화에 따른 운전조작 변경은 대부분 운전자의 노하우를 바탕으로 현장에서 수동으로 이루어지고 있다. 2000년대부터 정보기술의 급속한 보급에 따라 운전 데이터의 모니터링·수집·분석 관련 시스템 구축이 진행되어 현재까지 지속적인 개선을 통해서 발전해 오고 있다. 한편 최근의 정보통신기술(ICT : Information and Communication Technology), 인공지능(AI : Artificial Intelligence) 등과 같은 4차 산업 관련 기술의 급속한 발달로 폐기물 소각 시설에서의 다종다양한 운전 데이터를 실시간 원격으로 모니터링하고 이용하는 것이 가능해지고 있다. 또한 최근 폐기물소각시설은 폐기물의 감량화를 목적으로 하는 안정적인 처리뿐만 아니라 열, 스팀, 전기와 같은 에너지 생산 기능도 요구되고 있어 고도의 연소제어가 요구된다. 즉 고도의 연소제어를 통한 오염물질 발생 최소화 및 환경부하 경감과 더불어 안정적인 발전을 통한 에너지 생산측면도 중요하다. 이러한 요구를 해결하기 위해서는 하드웨어 측면뿐만 아니라 소프트웨어 측면에서의 기술적 대응이 필요하다. 이와 관련하여 현재 일본의 경우 ICT에 의한 운전감시 기술의 고도화와 축전된 운전 빅데이터의 AI 기술 해석을 통한 연소제어, 배가스처리, 폐기물 공급과 같은 운전지원, 유지관리 최적화 등의 관련 적용 사례가 보고되고 있어 폐기물 소각 기술 분야의 새로운 부가가치창조를 가능하게 하고 있다. 본 발표에서는 일본의 폐기물소각시설에서의 ICT, AI 기술의 활용 사례를 중심으로 주요 소각플랜트 건설사의 최신기술 개요에 대해 소개하고자 한다.

10O2-04 : 자외선 파동에너지를 이용한 폐플라스틱 저온 유화기술에 대한 연구

저자 : 함동현 ( Dong Hyun Ham ) , 유재관 ( Jai Kwan Ryou ) , 김문정 ( Moon Jung Kim ) , 류돈식 ( Don Sik Ryou )

발행기관 : 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 간행물 : 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 2020권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 10-10 (1 pages)

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폭발적으로 발생량이 증가하고 있는 플라스틱류 폐기물은 전 지구적인 환경문제를 일으키고 있다. 전 세계적으로 발생 플라스틱의 약 9% 정도는 물질로 재활용되고 있으며 우리나라에서 통계상으로 62%가 재활용되고 있지만 실제 물질 재활용율은 약 17%로 대부분 에너지회수 형태로 재활용이 되고 있다. 플라스틱의 처리 방법 중 매립과 소각은 매립부지 한계 및 대기오염발생 등 환경문제, 고형연료로의 재활용은 대기오염과 미세먼지 발생으로 인해 최근 에너지회수시설에 대한 환경규제가 강화되고 신재생에너지 범주에서 제외됨에 따라 시설 운영에 대한 경제성이 악화로 처리되지 못한 폐플라스틱 폐기물이 전국 각지에서 방치되거나 불법으로 처리되고 있다. 또한, 열분해유화방식은 정제유 응고 및 코킹 등의 기술적 난제로 상용화에 어려움을 겪고 있다. 다양한 물질이 혼합된 세라믹 촉매가 전기에 의한 열과 가시광선 영역의 전자파를 받아 100~280nm 자외선-C 파장의 높은 에너지(570~980 kJ/몰)를 가진 광파장을 발생하는데 이는 플라스틱 중 PE, PP, PS의 분해에 필요한 파장에너지 301~325nm, 300~310(340)nm, 290~30(330,370)nm보다 높아 플라스틱을 분해한다. 밀폐된 상태에서 플라스틱류 폐기물을 180∼270℃의 낮은 온도와 무산소 상태에서 자외선-C 파동에너지를 이용하여 탄소와 탄소로 결합된 고분자의 폴리머의 고리를 끊어(분해과정) C90~C40의 1차 유증기인 혼합 중질유가 만들어지고 2차로 다단계의 세라믹 촉매에 의해 자외선-B 파장의 파동에너지를 이용하여 C9~C15의 경질유로 정제하는 과정을 거친다. 따라서, 저온(270℃이하)에서 세라믹볼의 파장을 이용한 밀폐식으로 혼합플라스틱 투입이 가능하고, 악취물질의 배출이 없으며, 발열량이 높은 플라스틱류 폐기물로부터 정제연료류(발열량 : 10,000kcal이상, 유동점 -40℃)를 얻을 수 있다.

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