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열분해 가스화 기술의 현재와 미래: 폐자원 자원화 시장의 새로운 기회

일반 리포트 2025년 05월 11일
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  • 기후 위기와 자원 순환의 필요성이 고조됨에 따라 열분해 가스화 기술이 폐기물 처리를 넘어 에너지 및 원료 생산의 핵심 솔루션으로 부상하고 있습니다. 이 기술은 폐타이어와 바이오매스를 포함한 다양한 폐자원을 재활용하여 유용한 자원으로 변환할 수 있는 잠재력을 지니고 있으며, 이를 통해 자원 순환 경제에 이바지하는 역할을 하고 있습니다. 특히, 폐타이어는 환경오염의 주범으로 꼽히며, 이를 효과적으로 처리할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있습니다. 본 보고서는 국내외의 폐타이어 열분해와 바이오매스 가스화 사례를 분석, 기술의 원리와 응용 분야를 명확히 설명하고 있습니다.

  • 또한, 정부 정책 및 산업 동향을 반영하여 ENTECH 부산 전시회에서의 사례를 통해 시장 성장 전망을 제시합니다. 전시회는 기후 변화 대응 및 지속 가능한 에너지 개발을 위한 중요한 플랫폼으로 자리매김하고 있으며, 이번 기회를 통해 관련 기술 및 솔루션이 국내외에서 공유될 예정입니다. 이와 함께, 열분해 가스화 기술의 수익 창출 구조와 ESG 금융 지원 방안을 검토하며, 시장의 지속 가능성을 위한 다양한 기회를 모색하고 있습니다.

  • 결국, 열분해 가스화 기술은 단순한 폐기물 처리 방안을 넘어서 기후 위기 대응과 자원 순환이라는 글로벌 과제 해결에 기여할 수 있는 가능성을 보여주고 있습니다. 앞으로 정책적 지원과 재정적 뒷받침을 통해 이 기술이 더욱 발전하고 활성화되어, 지속 가능한 비즈니스 모델로 자리잡을 수 있을 것으로 기대됩니다.

시장 배경 및 필요성

  • 기후 위기와 폐기물 문제

  • 현재 인류는 기후 위기라는 전례 없는 환경적 도전에 직면해 있으며, 이는 여러 가지 극단적인 기상 현상을 초래하고 있습니다. 폭염, 가뭄, 홍수 및 해수면 상승 등은 식량 생산을 감소시키고, 사회 기반 시설에 부정적인 영향을 미칩니다. 이러한 환경 변화는 기후 변화로 인해 발생하는 문제들이며, 이는 단순히 환경적 문제가 아니라 경제와 사회 전반에 걸쳐 심각한 위협이 되고 있습니다. 이와 같은 기후 위기 대응을 위해 폐기물 문제 해결에도 집중해야 합니다. 특히, 폐자원 재활용은 이 두 가지 문제를 동시에 해결할 수 있는 열쇠입니다. 폐타이어, 플라스틱, 유기물 등의 자원을 효율적으로 처리하고 재활용하는 기술이 이제는 필수시점에 도달했습니다.

  • 기후 위기 해결을 위해서는 기존의 화석 연료 중심의 에너지 시스템에서 벗어나 지속 가능한 재생 가능 에너지원으로의 전환이 필수적입니다. 이를 위해 폐기물 가스화 및 열분해 기술이 기대를 모으고 있으며, 이러한 기술을 통해 폐기물을 에너지로 변환하고 지속 가능한 에너지원으로 활용할 수 있는 가능성이 열리고 있습니다. 특히 폐타이어와 같은 고체 폐기물은 재활용 과정에서 재료와 에너지를 동시에 회수할 수 있어, 기후 위기 대응 측면에서 더욱 중요한 자원이 되고 있습니다.

  • 순환경제와 ESG 중요성

  • 순환경제는 자원의 사용 주기를 단축시키고, 폐기물을 최소화하여 지속 가능한 경제를 만드는 것을 목표로 하는 경제적 접근 방식입니다. 이는 기후변화에 대응하기 위한 필수적인 전략이며, ESG(환경, 사회, 지배구조) 경영과 밀접하게 연결되어 있습니다. 많은 기업들이 ESG 경영을 통해 지속 가능한 비즈니스 모델을 구축하고 있으며, 이는 기업의 장기적인 성장과도 직결됩니다.

  • 현재 기업들이 ESG 요소를 경영에 통합하는 이유는 사회적 요구와 함께 기업의 지속 가능성, 경쟁력 향상을 가져오기 때문입니다. 많은 기업들이 ESG 경영을 통해 친환경 제품 및 서비스를 적극 도입하고 있으며, 이는 소비자들로부터 긍정적인 반응을 얻고 있습니다. 이러한 변화는 단순한 경영 전략을 넘어서 사회적 책임을 다하는 기업의 이미지를 구축하는 데 중요한 요인이 되고 있습니다. 특히 대한민국의 경우, ESG 투자에 대한 관심이 증가하고 있지만 여전히 기업의 ESG 수준은 선진국에 비해 미흡한 상황입니다. 전문가들은 이를 극복하기 위해 정부의 정책과 기업의 노력이 함께 어우러져야 한다고 강조하고 있습니다.

  • 궁극적으로 순환경제와 ESG 경영은 강력한 상호작용을 통해 지속 가능한 자원 활용 및 기후 위기 대응에 기여할 수 있습니다. 이런 측면에서 열분해 가스화 기술은 순환경제의 일환으로 폐자원 재활용의 발전에 긍정적인 영향을 미치고 있으며, 이를 통해 기업들이 ESG 목표를 달성하는 데에도 기여할 수 있습니다.

주요 기술 및 응용 분야

  • 폐타이어 열분해 사업 사례

  • 최근 몇 년간 폐타이어 열분해 기술이 점차 주목받고 있으며, 이는 폐타이어를 처리하는 새로운 방법론으로 자리잡고 있습니다. 폐타이어는 환경 문제를 유발하며, 이를 처리하지 않으면 토양오염과 공기오염의 원인이 됩니다. 따라서, 폐타이어를 재활용하여 고부가가치를 창출할 수 있는 방법이 필요합니다. 한국타이어앤테크놀로지는 자원순환 기술 개발에 힘을 쏟고 있으며, 폐타이어 열분해 시설에 대한 투자를 검토하고 있습니다. 이를 통해 화학적으로 재활용된 원료인 재생 카본블랙을 확보하고, 원료 구매 및 처리 비용을 절감할 계획을 세우고 있습니다. 엘디카본이라는 스타트업으로부터 재생 카본블랙을 공급받아 재활용 소재 사용 비율을 높이는 한편, 금호타이어 역시 재생 카본블랙을 활용하기 위한 테스트를 진행 중입니다. 정부는 순환경제 전환을 위해 폐타이어의 열분해율을 2026년까지 10%로 확대할 방침을 세웠고, 이와 함께 규제 개선과 인센티브도 마련하고 있습니다. 이러한 기술적 발전과 정부의 정책적 지원은 폐타이어 열분해 사업의 경제성을 높일 것으로 기대됩니다.

  • 현재 한국의 폐타이어 재활용률은 이미 93.7%에 이르고 있지만, 열분해 시장은 이제 막 성장의 시작 단계에 놓여 있습니다. 기술이 보다 고도화되면, 열분해 공정을 통해 생성된 열분해유 및 카본블랙은 친환경적이면서도 고부가가치 원료로서 산업에 기여할 수 있습니다. 특히 재생 카본블랙은 타이어 제조에서 기존 화석연료 기반 원료의 25%를 대체할 수 있어, 고무 제품의 생산 과정에서 활용도가 높습니다. 하지만 초기 투자비와 안정적인 폐타이어 공급이 필요한 상황이며, 이를 해결하기 위해서는 업계의 협력이 절대적으로 필요합니다. 정부의 지원 정책과 함께 민간 부문에서의 지속적인 기술 개발이 이루어진다면, 폐타이어 열분해 시장의 활성화가 가능할 것입니다.

  • 바이오매스 가스화 기반 수소 생산

  • 바이오매스 가스화는 유기성 폐자원을 통해 청정수소를 생산하는 신기술로 주목받고 있으며, 이는 하수찌꺼기, 음식물 쓰레기, 가축분뇨 등을 처리하여 발생하는 바이오가스를 활용합니다. 이 기술은 2024년 5월 31일에 예정된 세미나를 통해 그 가능성과 사업모델에 대한 심도 깊은 논의가 이루어질 예정입니다. 바이오가스법이 시행됨에 따라 각 지자체와 기업들은 이 기술의 활용 방안을 모색하고 있으며, 바이오가스를 청정수소로 전환하는 과정은 대부분 탄소중립적이라고 볼 수 있습니다. 이는 지역사회의 유기성 폐기물을 이용하여 저렴하고 효율적으로 수소를 공급할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.

  • 바이오매스 가스화 기반 청정수소 생산 기술은 공정 과정에서 발생하는 이산화탄소가 생물기원으로, 탄소중립적인 에너지 기술에 가깝다는 장점을 갖습니다. 이를 통해 분산형 에너지 공급이 가능하며, 지역 수요에 적합한 방식으로 청정수소를 공급할 수 있습니다. 이러한 기술은 국제 에너지 가격의 변동에 덜 민감하여 장기적으로 안정적인 에너지 공급이 가능합니다. 향후 이와 관련한 다양한 연구개발이 이어질 것으로 보이며, 바이오매스 가스화 기술이 점차 상용화된다면 수소 경제 및 자원 순환 정책에 크게 기여할 것입니다.

시장 동향 및 전망

  • 에너지·환경 전시회와 정책 동향

  • 2025년 8월 27일부터 29일까지 부산 벡스코 제2전시장에서 열리는 '2025 국제환경에너지산업전(ENTECH 2025)'은 기후변화 대응과 지속 가능한 에너지 개발을 위한 중요한 플랫폼으로 예상됩니다. 이 전시회는 대한민국 에너지대전, 탄소중립 엑스포와 함께 개최되며 다수의 관련 부처와 기관들이 협력하여 다양한 기술과 솔루션을 선보일 예정입니다. ENTECH 2025는 환경 및 에너지 분야의 발전 방향을 제시하는 중요한 자리로, 국내외 기업과 전문가들이 지식과 정보를 공유하는 기회를 제공합니다. 이 전시회에서는 전력 생산에 관한 최신 기술, 에너지 효율성을 증대시키기 위한 장비, 클린에너지 솔루션, 그리고 자원 재활용 및 순환경제 관련 기술들이 집중적으로 소개될 것입니다. 또한, 에너지 분야의 혁신을 위해 국제적 네트워킹과 바이어 상담회의 기회도 마련되어, 기업들이 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있는 중요한 장이 될 것입니다.

  • 시장 성장 예측 및 수요

  • 정부의 기후 위기 대응 및 에너지 전환 정책이 추진됨에 따라, 열분해 가스화 기술과 같은 지속 가능한 솔루션의 필요성이 증가하고 있습니다. 기후변화에 대한 우려가 높아지면서, 에너지 효율적이고 자원 순환에 기반한 기술의 수요도 가파르게 상승하고 있습니다. 특히, 이러한 기술은 폐기물 처리와 에너지 생산을 융합하여 새로운 비즈니스 모델을 형성하고 있으며, 이는 성장을 위한 중요한 요소로 자리잡고 있습니다. 시장 조사를 통해, 열분해 가스화 기술의 도입이 본격화되면서 국내외에서 그 성장 가능성이 더욱 확대될 것으로 보입니다. 재생 에너지와 에너지 효율성 관련 기술들에 대한 수요는 향후 몇 년간 지속적으로 증가할 것으로 예상되며, 이는 자원 순환 및 ESG(환경, 사회, 지배구조) 경영의 중요성이 더욱 강조되는 현 시점에서 더욱 두드러질 것입니다. 따라서, 기업들은 이를 활용한 신규 비즈니스를 창출하고, 지속 가능한 발전을 위해 기술 개발과 다양한 전략의 수립에 집중해야 할 것입니다.

비즈니스 모델 및 수익성 분석

  • 수익 창출 구조

  • 열분해 가스화 기술을 통한 수익 창출 구조는 복합적이며, 여러 단계로 나누어 설명할 수 있다. 첫째, 열분해와 가스화 과정에서 생성되는 다양한 고부가가치 원료가 주요 수익원이다. 폐타이어 및 바이오매스를 열분해하고 가스화하여 생산되는 물질로는 재생 카본블랙, 열분해유, 그리고 수소 등이 있다. 이들 제품은 각각의 시장에서 높은 수요를 보이며, 특히 재생 카본블랙은 타이어 제조뿐만 아니라 다양한 고무제품에도 사용되고 있어 지속적인 시장 확대가 기대된다.

  • 둘째, 정책적인 지원도 중요한 수익 창출 요소다. 정부는 순환경제 정책을 통해 폐자원의 재활용률을 높이고 있으며, 이를 위한 다양한 규제 완화와 인센티브 제공이 이루어지고 있다. 예를 들어, 폐타이어 열분해유를 원료로 활용할 수 있도록 허용하는 등 기업들이 적극적으로 참여할 수 있는 환경을 조성하고 있다. 이는 기업들이 초기 투자 비용을 상쇄하고, 장기적으로 안정적인 수익을 창출하는 데 기여한다.

  • 셋째, ESG(환경, 사회, 지배구조) 경영에 대한 관심이 높아지면서, ESG 관련 금융 지원 또한 새로운 수익 모델의 발판이 된다. 기업들이 ESG 요건을 충족할 경우, 금융기관으로부터 저금리 대출이나 보조금을 받을 수 있으며, 이는 결국 운영 비용을 절감하는 데 도움이 된다. 국내 금융권에서도 ESG 경영을 적극적으로 지원하며, 환경 중심의 투자 기회를 확대하고 있다. 이와 함께 소비자들이 지속 가능한 제품을 선호하는 트렌드에 따라, 관련 제품에 대한 프리미엄 가격 책정이 가능해질 것이다.

  • ESG와 금융 지원

  • ESG 경영은 특히 오늘날 기업의 경쟁력 확보에 있어 필수적 요소로 자리 잡았다. 많은 기업들이 ESG를 도입함으로써 사회적 책임을 다하고 있을 뿐 아니라, 재무적 성과를 구체적으로 개선하고 있다. 최근 조사에 따르면, ESG 투자를 실시한 기업들은 일반 기업에 비해 성과가 평균적으로 높게 나타나고 있다는 결과가 보고되고 있다. 이는 ESG 경영이 단순한 사회 공헌 활동이 아니라, 매출 및 수익성을 높이는 데 기여한다는 사실을 방증한다.

  • 특히 열분해 가스화 기술 관련 기업들은 ESG 기준을 충족하면서도 기술적 우위를 점할 수 있는 기회를 가지게 된다. 예를 들어, 신한금융지주와 같은 금융기관은 탄소 중립을 목표로 하는 기업에 대한 대출 및 투자를 확대하고 있으며, 이러한 금융 지원은 기업의 운영 자금을 원활하게 해준다. 정부의 ESG 정책과 더불어 기업이 ESG 경영을 정착시키면, 금융 지원을 통해 자금 조달의 원활함과 낮은 금리 혜택을 동시에 얻을 수 있다.

  • 또한, 기업의 사회적 책임을 강조하는 소비자 트렌드에 적합한 제품과 서비스를 제공함으로써, 브랜드 이미지 및 소비자 충성도를 높이는 효과도 기대할 수 있다. 궁극적으로 이는 매출 증가 및 이익 창출로 이어지며, 지속 가능한 비즈니스 모델을 보다 견고하게 만든다. 이와 같은 배경 속에서 열분해 가스화 기술을 기반으로 한 기업들은 앞으로도 성장 가능성이 클 것으로 평가된다.

향후 과제 및 기회

  • 정책 지원 및 규제 과제

  • 열분해 가스화 기술의 성공적인 발전을 위해서는 정부의 효과적인 정책 지원이 필수적입니다. 현재 가장 큰 장애물 중 하나는 규제의 복잡성과 변동성입니다. 이러한 규제 환경은 혁신적인 기술을 시장에 출시하는 데 지대한 영향을 미칠 수 있으며, 초기 투자 유치에도 장애물이 될 수 있습니다. 따라서, 정책 입안자들은 기업들이 직면한 규제 장벽을 확인하고 이를 완화하거나 개선하기 위한 노력이 필요합니다.

  • 최근 전 세계적으로 기후 변화 대응을 위한 정책들이 강화되고 있으며, 이는 지속 가능한 기술을 위한 기회를 제공합니다. 특히, 열분해 가스화 기술은 폐기물을 자원으로 전환하는 중요한 역할을 할 수 있다는 점에서 정부의 정책 지원이 더욱 필요합니다. 이를 통해 기업들은 안정적으로 사업을 운영할 수 있는 토대를 마련할 수 있습니다.

  • 기술 고도화와 협력 기회

  • 기술의 발전은 열분해 가스화 프로세스의 효율성을 높이는 주요 원동력입니다. 이에 따라 기업들은 학계, 연구소 및 다른 기업과 협력하여 기술을 고도화할 수 있는 기회를 적극적으로 탐색해야 합니다. 높은 열효율성 및 에너지 회수율을 목표로 하는 최신 연구들은 이 기술의 발전에 크게 기여할 것입니다. 예를 들어, 새로운 촉매 기술이나 최적화된 열교환 시스템을 개발함으로써 가스화 프로세스의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

  • 또한, 이러한 고도화된 기술은 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수 있는 기회를 제공합니다. 엔지니어링 회사들과의 협력, 최신 IT 기술을 활용한 데이터 분석 및 모니터링 시스템의 도입 등은 열분해 가스화 기술이 경쟁력을 갖출 수 있도록 보장합니다.

  • 탄소 포집 연계 전략

  • 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술과 열분해 가스화 기술의 연계는 매우 중요한 전략으로 부각되고 있습니다. 이를 통해 이산화탄소의 배출량을 최소화하고, 기업의 ESG(환경·사회·지배구조) 목표를 달성할 수 있는 기회를 제공합니다. CCS는 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 효과적으로 포집하여 영구 저장하는 기술로, 열분해 가스화 과정에서 발생하는 이산화탄소를 처리하는 데 필수적입니다.

  • 최근 California Resources Corp.의 사례에서 볼 수 있듯이, 탄소 포집 기술이 동반되면 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수 있는 기반이 마련됩니다. 기후 변화에 대한 대응이 사회 전반에서 중요해지고 있는 만큼, 이러한 기술 간의 연계를 통해 지속 가능한 발전과 수익성 있는 비즈니스를 동시에 추구할 수 있습니다.

마무리

  • 현재 열분해 가스화 기술은 폐자원 자원화를 넘어서 다양한 기능을 갖춘 에너지·원료 생산 솔루션으로 자리매김해 가고 있습니다. 폐타이어와 바이오매스 가스화 사례는 이 기술이 실질적으로 수익을 창출할 수 있는 기반을 마련해 주며, ESG 금융 지원을 통해 기업의 초기 투자 부담을 줄여 줍니다. 이는 기업들이 경제성을 확보하고 지속 가능한 발전을 이루는 데 중요한 발판이 될 것입니다.

  • 향후 예정된 ENTECH 2025 전시회와 같은 이정표는 열분해 가스화 기술이 글로벌 순환경제 시장에서 경쟁력을 갖출 수 있도록 지원하는 중요한 기회가 됩니다. 특히, 정부와 기업 간의 협력과 규제 개선, 지속적인 기술 혁신 등이 이루어질 경우 이 시장은 더욱 빠르게 성장할 것으로 파악됩니다. 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술의 연계 또한 이 기술의 효율성을 높이고, 환경적 지속 가능성을 충족하는 데 기여할 것입니다.

  • 따라서 열분해 가스화 기술에 대한 집중 투자와 연구개발이 이루어진다면, 지속 가능하고 수익성 있는 비즈니스 모델의 개발이 가능할 것입니다. 이는 사회적 책무를 다하고, 기후 위기에 효과적으로 대응하는 데 중요한 기여를 할 것입니다.

용어집

  • 열분해: 열분해는 고체 폐기물을 열을 통해 분해하여 가스, 유동체, 고체 잔여물로 변환하는 과정입니다. 이는 폐기물의 자원화를 통해 유용한 원료 및 에너지를 생산하는 기술로, 폐타이어와 바이오매스의 처리에 활용됩니다.
  • 가스화: 가스화는 고체나 액체 연료를 고온에서 산소와 함께 반응시켜 가스 형태의 에너지원으로 변환하는 기술입니다. 이 과정에서 생성된 합성가스는 화학 원료나 연료로 사용될 수 있습니다.
  • ESG: ESG는 환경(Environment), 사회(Social), 지배구조(Governance)의 약자로, 기업의 지속 가능성과 사회적 책임을 평가하는 기준입니다. 현재 기업들은 ESG 경영을 통해 지속 가능한 비즈니스 모델과 사회적 책임을 다하고 있습니다.
  • 수익성: 수익성은 기업이 활동을 통해 얻는 이익의 정도를 나타내는 지표입니다. 열분해 가스화 기술에서는 재생 카본블랙, 열분해유 등 고부가가치 원료를 통해 수익을 창출할 수 있는 가능성이 높습니다.
  • 순환경제: 순환경제는 자원 사용의 효율성을 높이고 폐기물을 최소화하는 경제 모델로, 자원의 재활용 및 재사용을 중심으로 합니다. 이는 기후변화 대응의 필수적 접근 방식입니다.
  • 바이오매스: 바이오매스는 식물 및 동물에서 유래한 유기물로, 에너지원이나 원료로 활용되는 생물 자원을 의미합니다. 바이오매스를 가스화하여 청정 수소를 생산하는 기술이 주목받고 있습니다.
  • 정책 지원: 정책 지원은 정부가 기업이나 산업을 위해 제공하는 규제 완화, 인센티브, 재정 지원을 포함합니다. 열분해 가스화 기술의 발전을 위해 효과적인 정책 지원은 필수적입니다.
  • 탄소 포집 및 저장(CCS): 탄소 포집 및 저장(CCS)은 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하고 영구적으로 저장하는 기술입니다. 이 기술은 기후 변화 대응의 중요한 수단으로, 열분해 가스화 관련 기업들의 ESG 목표 달성을 돕습니다.
  • 재생 카본블랙: 재생 카본블랙은 폐타이어의 열분해 과정을 통해 얻어진 고부가가치 원료로, 다양한 고무 제품에 활용됩니다. 이는 기존 화석 연료 기반 원료의 대체 수단이 될 수 있습니다.

출처 문서