쇼와덴코, 가스화 기술 설비 가동 … 수소‧CO2 활용 다양화

쇼와덴코(Showa Denko)가 세계에서 유일하게 가스화 기술을 채용한 CR(Chemical Recycle) 설비를 가동하면서 CR을 주도하고 있다.
일본은 2019년 폐플래스틱 약 27만톤을 CR 설비에 투입한 것으로 추정되고 있다.
그러나 고로 환원법, 코크스로 화학원료화법 등 원웨이(One-way) 형태를 제외하고 모노머화, 가스화, 유화 등 순환형 기술 처리물량은 6만톤에 불과하고 모두 쇼와덴코의 가스화 프로세스로 파악되고 있다.
쇼와덴코는 가와사키(Kawasaki)에서 KPR(Kawasaki Plastic Recycle) 프로세스를 채용한 설비를 가동하고 있다.
KPR은 폐플래스틱에서 수소와 이산화탄소(CO2)를 추출하는 기술이며 2003년 가동을 시작한 이후 세계에서 유일하게 장기적인 상업실적을 보유하고 있다.
KPR 프로세스는 일본 용기포장리사이클법에 따라 일반가정에서 배출된 플래스틱을 지방자치단체가 파쇄성형 설비에서 감용해 성형 플래스틱을 생산한 후 가스화 설비에 투입하며 섭씨 600-800도인 저온 가스화, 1400도인 고온 가스화 설비에서 각각 분해한 후 수소와 일산화탄소가 주성분인 합성가스를 생산하고 있다.
수소는 쇼와덴코가 환경조화형 암모니아 원료로 이용하고 있으며 이산화탄소는 드라이아이스, 탄산음료 등에 사용하는 액화탄산가스 생산에 투입하고 있다.
KPR의 폐플래스틱 처리량은 일일 약 200톤으로 수소 생산량은 30톤, 암모니아는 175톤으로 추정된다.
2003년 가동을 시작할 당시에는 플래스틱 폐기물에 라이터 등이 혼입돼 파쇄기에서 발화함으로써 작은 화재가 발생하는 등 가동중단이 잇달았으나 최근에는 사회적 인식 및 기술 개선의 영향으로 유지보수 시기를 제외하고는 안정적인 가동체제를 유지하고 있는 것으로 알려졌다.
KPR 기술은 에바라(Ebara)와 우베코산(Ube Kosan)이 일본 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO)의 위탁을 받아 확립한 EUP(Ebara Ube Process)이며, 양사는 2001년 EUP 사업을 시작했으나 원료인 폐플래스틱 입수가 어려워 2010년 5월 철수했다.
쇼와덴코는 가와사키 지방정부가 추진하는 에코타운 구상 프로젝트에 따라 일반폐기물계 용기포장리사이클법에 의거한 플래스틱제 용기‧포장재를 시작으로 가와사키 시내와 주변에서 배출되는 산업폐기물을 안정적으로 조달하고 있다.
2020년 7월에는 산업폐기물처분업 허가를 획득해 산업폐기물 입수가 가능해짐에 따라 원료 확보 다양화, 사업 안정성이 향상된 것으로 평가된다.
EUP 기술은 세계적으로 기후변화에 대한 대응이 가속화됨에 따라 몇년 전부터 해외에서도 도입을 위한 타당성 조사에 대한 문의가 잇따르고 있다.
쇼와덴코는 JGC, 에바라, 우베코산과 공동으로 가스화 처리설비에 관한 영업활동을 시작함과 동시에 EUP를 이용한 폐플래스틱 가스화 처리설비의 라이선스 및 EPC(설계‧조달‧시공) 업무를 추진함으로써 기술 보급에 박차를 가하고 있다.
2017년 여름에는 쇼와덴코가 참여하고 있는 일본 환경성의 폐플래스틱 베이스 저탄소 수소를 활용한 지역순환형 모델 실증사업에 따라 KPR 프로세스로 생성된 수소 일부를 연료전지자동차(FCV)용 수소충전소에 공급하기 시작했다.
2018년 6월부터는 가와사키 플랜트에서 파이프라인으로 시내 호텔의 연료전지 시스템에 수소를 공급해 호텔에서 사용하는 전기 및 열에너지의 약 30%를 공급하고 있다.
앞으로는 JR East Japan이 실증시험을 계획하고 있는 연료전지-축전지 하이브리드 시스템을 탑재한 시험 차량에 KPR 수소를 투입하는 등 순환경제에 적극 대응할 방침이다. (J)