'도시광산' 개발, 자원부국으로 가는 첫 걸음 - 첨단기술 확보가 관건이다

대부분 업체 영세… '규모의 경제' 실현에 어려움

수명이 다한 전자제품이 재활용센터의 처리 과정을 거쳐 재사용이 가능한 유기물로 재탄생되고 있다.

도시광산업의 원료인 수명이 다한 전자제품은 주변에 흔할 뿐만 아니라, 일반 광석에 비해 금속함유량도 높아 경제적이다. 국제 금속 가격이 지난 2~3년 새 폭등하면서 도시광산업의 수익성은 더욱 높아지고 있다.

또 최근 금속 회수 기술이 과거의 '광석 용융로' 방식에서 염소로 금속을 녹여내는 '습식 회수기술', 또 금속을 녹여내는 성질의 미생물을 이용하는 방식으로 진화해 가면서 구리·알루미늄 등의 금속을 보다 저렴하고 안전하게 회수할 수 있게 됐다.

그러나 이 분야의 선진국인 일본과 유럽과 비교해 우리나라의 수준은 뒤처져 있다. 국내 업계가 일본의 10분의 1 수준으로 여전히 영세한 데다, 정부의 정책적 투자도 미약했기 때문이다.

이에 따라 지식경제부도 최근 도시광산 활성화를 위한 정책 패키지를 마련하는 등 분주하게 움직이고 있다.

우선 지경부는 도시광산 추출기술 및 제련/정련기술개발 등을 위한 연구개발 지원을 대폭 확대할 계획으로 2014년까지 800억원의 연구개발비를 지원하해 수요자의 요구에 맞는 고순도 소재를 공급할 수 있는 능력을 갖추도록 할 계획이다.

또한, 자원순환 기술지원센터를 지정해 자원순환과 관련된 기술개발 및 로드맵 수립, 시험·평가 장비 구축, 국제공동 기술개발, 통계기반, 기술 진단·지도 사업 등을 수행토록 할 예정이다.

현재 국내 기업들은 제련·정련 기술 부족으로 저순도 제품을 일본 등에 수출하여 고순도 제품으로 가공 후 고가로 역수입하는 상황으로 첨단 제품에 사용되는 산업원료는 6단위 수준(순도 99.9999)의 순도가 필요하나 국내 도시광산 기업은 4단위 수준(순도 99.99) 추출 기술만 보유하고 있다.

일본 효고의 마쓰시타 자원 리사이클 센터에서 폐TV가 재활용 목적으로 분해되고 있다.

◇ 자원재생의 선두주자 일본

마쓰시타 그룹의 리사이클을 담당하고 있는 마쓰시타 에코테크놀로지 센터(METEC)는 지난해 2월 폐 가전제품 중 재 자원화가 이뤄지지 않고 있던 혼합물을 소각하지 않고 금속만 회수하는 기술을 개발해 발표했다.

이 회사에 따르면 폐 가전제품의 총 중량 중 약 80%는 분별이 용이해 재자원화 되지만, 나머지 20%는 다종다양한 플라스틱이나 금속의 혼합물이어서 타사에 의뢰해 소각하거나 매립해 처분했었으나, 이제는 신기술로 인해 100% 활용이 가능해졌다.

신기술의 내용은 산화 티탄을 촉매로 이용해 플라스틱을 화학분해해 가스화하는 것으로, 전원 코드를 처리장치에 투입하면 외측 플라스틱이 분해돼 내부의 동선만이 남는다.

이 신기술의 최대 장점은 자기 반응열만으로 처리가 진행되기 때문에 등유나 가스를 태워서 외부로부터 가열할 필요가 없어 CO₂발생이 크게 억제된다는 것. 또, 염화비닐을 CO₂와 물로 분해 가능해 다이옥신 배출을 제로로 만들 수 있음. 유가금속 회수가 가능한 동시에 외부에 위탁하고 있던 산업폐기물처리비용이 삭감 가능해 비용 면에서의 메리트도 매우 높다.

METEC은 연간 약 70만 대 폐 가전제품을 처리해 약 4천톤의 혼합 플라스틱을 폐기물로 처분하고 있으며 대형화된 신 설비를 통해 월 500톤 이상 처리를 목표로 하고 있다.

전기·전자제품 제조회사들도 도시광업에 본격 뛰어들고 있다. 마쓰시타는 2005년부터 도시광업 시설을 개발해 올 2월 가동에 들어갔다. 플라스틱과 금속 조각의 혼합물을 태우지 않고 산화티탄을 촉매로 해서 금속만 회수하는 방법이다.

처리장치에 1t의 전선코일을 투입하면 약 800kg의 구리가 회수된다는 것. 산업폐기물 처리비가 들지 않는 데다 재활용 가능한 형태로 회수할 수 있어 비용 절감에 도움이 된다.

DOWA홀딩스 자회사인 코사카세이렌에서는 리사이클 원료를 100% 투입할 수 있는 신형로가 본격 가동에 들어갔다. 리사이클 원료는 통상의 광석과는 달리 함유하는 금속의 양이나 품질이 천차만별이어서, 종래의 프로세스로는 30% 정도밖에는 리사이클 원료를 광석에 섞을 수 없었으나 신형로의 최대 특징은 금이나 은 등의 귀금속에 더해 납의 대체 재료인 비스마스나 복사기의 감광 드럼에 사용되는 셀렌 등의 레어메탈, 합계 18종류의 금속을 회수할 수 있게 됐다.

닛코킨조쿠(日·金·)도 리사이클 사업을 대폭적으로 확대해 금이나 동에 추가해 새로이 플라스틱의 난연제에 사용되는 안티몬이나 니켈 등, 7종류의 금속을 회수할 수 있는 설비를 도입해 설비가동 후에는 금은 연간 500㎏, 인듐 연 6톤을 회수할 계획이다.

이 설비는 100억 엔을 투입해 이바라키(茨城)현 히타치(日立) 공장에 들어서게 되며 구리와 아연을 거둬 이 회사가 만드는 전자제품의 원료로 쓸 계획이다.

◇도시광산의 규모화 필요

도시광산의 산업화를 이뤄가고 있는 일본의 사례에서 보듯 국내에서도 도시광산의 규모화를 통해 경제성을 높여야 한다는 목소리가 높다. 현재는 수거가 원활히 이루어지지 않아 폐자재의 양 자체가 적은데다 재활용되는 금속 자원의 종류가 한정돼 있어 수익이 날만큼 충분히 모으기도 어려운 게 현실이다

도시광산의 경제성을 확보하기 위한 기술과 시스템 구축이 선결과제로 등장하는 이유다.

사정이 이렇다 보니 몇몇 기업을 제외하곤 대부분 업체도 규모가 영세해 '규모의 경제' 실현에 어려움을 겪고 있다.

대부분 재활용은 돈이 되는 구리와 금·은에 집중된다. 이외에 인듐·백금·팔라듐 정도가 재활용되는 정도고 로듐·코발트 등 다른 희유금속의 재활용 기술은 낮은 수준이다.

이에 대해 충북대 신소재공학과 김기호 교수는 "도시광산은 어떻게 보면 공해산업으로 인식할 수도 있지만 규제를 통해 오염원을 배출하지 않으면 고부가가치 제품을 얻을 수 있는 분야"라며 "일본도 비철공장이 공해산업이라 지탄 받았으나 배출규제 강화로 희소금속 회수 기술로 발전해 많은 이윤 내는 경우로 볼 수 있다"고 설명했다.

김 교수는 "도시광산은 일자리 창출과 희소금속 확보차원, 자원재활용 등 여러 가지로 긍정적인 면이 많지만 전단계로 파쇄까지 네트워크를 만들고 나서야 효율성을 높일 수 있다"고 언급했다.

충북개발연구원의 김병관 박사도 "일본은 도시광산을 넘어선 '도시광상'까지 발전해 경제성 담보될 때 까지 재활용 자원을 보유하는 단계로까지 발전하고 있다"며 "우리나라는 아직은 국가전략이 부족한 단계로 국가차원의 정책적 접근이 필요하다"고 말했다.

국내 도시광산의 규모에 대해서도 김 교수는 "사실은 기술력의 차이는 크게 보이지는 않지만 경제성이 담보되지 않다 보니 투자를 꺼리는 분야"라며 "부가가치를 창출하지 못하고 있는 단순 수집의 소형화에서 단계시설의 네트워크 시스템정비와 대형화가 필요하다"고 강조했다.

이를 통해 최고수준의 환경안전을 담보하면서도 경제성을 거둘 수 있어야 기술개발과 투자가 가능하게 된다는 설명이다.

김 박사도 "이제는 가전제품의 설계부터 재활용을 염두에 두고 할 필요가 있다"며 "또한 대학과 연구기관 사업체의 육성기반도 마련하는 차원에서 법규와 제도적 측면을 정비한다면 경제성과 상품가치는 충분하다"고 덧붙였다.

/ 기획취재팀

이 취재는 지역신문발전기금을 지원 받았습니다.