원문 : W. Zhao, R. B. Leeftink and V. S. Rotter, “Evaluation of the economic feasibility for the recycling of construction and demolition waste in Chaina－The case of Chongqing”, Resources, Conservation and Recycling, 54, 2010, pp.377~389

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1. 서론

○ 건설해체(C&D) 폐기물은 전 세계적으로 최대 폐기물류의 하나다. 중국에서는 건설해체 폐기물이 도시 재건축과 도시화의 촉진에 의한 대규모의 건설과 해체작업으로 인하여 전체 도시폐기물의 30~40%에 달하고 있다.

 

○ 대국적인 견지에서 건설해체 폐기물의 처분은 단순히 환경개념뿐 아니라 사회 전체를 위한 자원절약에도 중요한 영향을 미치고 있다. 그러므로 건설해체 폐기물은 시멘트와 플라스틱의 원료를 일부 대체하게 되어 그것을 채굴하는 데 소비되는 상당량의 원료와 에너지 그리고 생산비를 절감하게 된다.

○ 이 논문의 목적은 건설해체 폐기물의 리사이클링을 위한 경제적 타당성을 평가하는 데 있다. 복잡한 과제의 구조적 모델과 타당성 검토를 보다 더 간소화함으로써 건설해체 폐기물 리사이클링에 대한 예비 타당성 검토의 기초단계를 Kohler 학설에 관련하여 실증하였다.

 

2. 배경

 

○ 건설해체 폐기물의 정의

 

– 비록 전 세계적으로 건설해체 폐기물의 정의가 일정하지 않지만 건설해체 폐기물은 주로 원재료와 성분을 기준으로 분류된다. 미국에서는 건설과 해체폐기물 즉, 건축, 리노베이션, 해체과정에서 발생된 것, 모든 종류의 건물 그리고 도로 및 교량, 또한 건설해체물의 일반적 성분은 콘크리트, 아스팔트, 목재, 금속, 석고패널 및 루핑이 함유되어 있다고 정의하고 있다.

 

– 중국에서는 도시의 건설폐기물 관리에 대한 국가지침과 법령으로 건설해체 폐기물을 건설 프로젝트의 쇄신과 재이용, 개발 등을 포함한 모든 종류의 건설활동으로 발생하는 흙과 물질 등으로 정의하고 있다.

 

○ 건설해체 폐기물의 구성과 발생

 

– 건설해체 폐기물은 폐콘크리트, 벽돌, 모르타르, 목재, 금속과 루핑재료 그리고 포장재 등으로 되어 있다. 건설해체 폐기물은 여러 가지 부류로 분류되고 폐기물의 다른 성분과 특성은 각 범주를 바탕으로 특정하고 있다.

 

– 폐기물 발생과 성분을 측정하는 직접적인 방법은 전체 폐기물 유동량 샘플링과 외삽법에 의해서 실제로 계중, 측정한다. 간접분석은 발생량을 계측하기 위한 모든 종류의 재고량과 1차 소비통계와 거래 및 기타 경제지표를 이용한다.

 

○ 리사이클 물질의 잠재적 수요

 

– 골재

․ 천연골재인 모래, 자갈, 쇄석 그리고 채석 석재는 건축용 기초재로 공급된다. 중국에는 세골재(GB/T14684)와 조골재(GB/T14685)를 위한 국가규격이 정해져 있다. 두 가지 규격에 따라 명목상의 입자크기는 2.36mm~37.5mm의 범위의 제품이 GB/T14684와 GB/T14685에 각각 준하여 제공되고 있다.

․ 중국에서는 콘크리트 재생골재(RCA)를 크러셔로 간단히 파쇄한 후 시멘트와 물로 혼합하여 콘크리트 생산용 첨가제로 사용된다. 입자밀도 그리고 높은 공극률 및 흡수율에 근거한 콘크리트의 품질에 미치는 RCA의 영향을 고려하여 토목연구자인 Chen 등은 천연골재 대체율이 같거나 20% 이하, 그리고 RCA가 같거나 C30 이하 수치에서 콘크리트에 적용할 수 있다고 했다.

 

– 벽돌

․ 현재 벽돌은 재래식 제조기술과 전통적인 건축 관습으로 인하여 건설해체 폐기물의 최대성분이 되었다. 그러나 재래식 벽돌구조에서 보강콘크리트 혹은 철구조에 이르기까지 건물패션의 변화로 벽돌수요는 감소되었다.

 

․ 파쇄벽돌은 점착제와 시멘트를 혼합하여 불럭을 생산한다. 환경보호와 건설해체 폐기물의 혼합에 따른 벽돌 제조상의 품질문제를 고려하여 건설해체 폐기물을 이용한 벽돌과 공동블럭은 주거용 구조물과 건물에 사용하지 않기로 하였다.

 

– 목재

․ 중국에서는 멀쩡하거나 못을 빼낸 목재와 합판은 효율적으로 리사이클링 하거나 추가구입비 혹은 처분비를 지불하지 않고 처리업자가 재이용할 수 있다. 오염되지 않은 목재는 현재 가구나 판지 생산에 사용된다.

․ 폐목재는 도시고형폐기물(MSW)의 폐기물 소각시에 조연제로 사용된다. 이것은 현재 중국의 폐기물 중 유기물 함유가 높아 연소처리에 보조연료로 오일 혹은 석탄 대용으로 공급된다.

 

– 금속

․ 철이나 알루미늄 등의 재생금속 시장은 그 경제적 가치가 높기 때문에 급속히 성장하였다. 중국의 건설시장에서 소비된 철 소비는 14.56톤(1991년)에서 78.1(2001년)톤으로 증가하였다. 금속가격 상승으로 건설부문에서 폐콘크리트로부터 철근류를 취급하는 사업자에게는 도움을 주고 있다.

 

○ 리사이클링 센터의 기술

 

– 오늘날 건설해체 폐기물의 리사이클링 기술은 주로 기계적 분리에 근거한 광업기술에서 유래하고 있다. 리사이클링 플랜트에 적용된 기술은 투자액, 재생재료의 품질기준, 코스트 그리고 재생제품의 수익성에 따라 결정된다.

 

– 리사이클링 플랜트는 일반적으로 크러셔, 스크린, 자력선별기, 윈드시프팅(wind-shifting) 및 수선별로 되어 있다. 재생제품의 품질을 향상시키기 위하여 리사이클링 플랜트에 2차 분리시설 혹은 그 이상의 기술을 관련짓고 있다.

 

3. 방법론

 

○ 건설해체 폐기물의 성분과 발생률

 

– 중국 충칭(Chongqing)의 건설해체 폐기물의 평균성분과 양에 관하여 이용할 만한 데이터는 나오지 않았다. 왜냐하면 건설회사는 아직까지 그들이 배출하는 폐기물의 양과 질에 대한 기록과 보고서를 제출할 의무조항을 두지 않았다.

 

– 건설해체 폐기물의 발생률은 매립장에 들어오는 트럭 대수의 집계로 폐기물발생 활동의 조사를 기초로 한 건설과 해체부문의 프로젝트매니저에 의해서 결정된다.

 

○ 재생재료의 잠재수요량

 

– 도로기층과 기초재로의 산업고형폐기물(석탄화력발전소의 석탄슬래그와 플라이애시)의 경쟁력을 고려하면 건설해체 폐기물은 도로건설용 재생골재의 잠재적 수요에서 공제되어야 한다. 재생골재의 잠재수요는 중칭에서 콘크리트 생산에 산입한 이후의 콘크리트 작업에 사용되는 재생골재로 계산하였다. 도로작업용 재생골재의 품질은 기지와 기초 용적 그리고 석탄슬래그와 플라이애시의 양을 공제하여 계산하였다.

 

○ 리사이클링 시설의 코스트 계산

 

– 리사이클링 시설의 설계와 용량 선정은 자본금과 잠재적 처분비와 처분업자의 거리, 상대적 수송비, 규모의 경제, 연간 폐기물 발생량을 고려하여야 한다. Duran 등에 의하면 중간규모(100t/h)의 리사이클링설비는 약 200천 t/y를 리사이클 하기 위하여 각 지역에 공급할 수 있다고 보고하였다.

 

– 중국 실정에 따라 도입된 건설해체 폐기물 리사이클링 기술은 단순하고 노동집약적이다. 이 프로젝트에 필요한 장비는 광물입자 처리에만 사용되고, 자력선별기는 철편을 제거하는 데 사용된다. 광물과 철편을 제외한 그 밖의 입자는 분쇄공정에 들어가기 전에 수작업으로 제거한 후 매각하거나 매립지로 보낸다.

 

4. 고찰

 

○ 재생가능 물질의 공급과 재생물질의 잠재적 수요

 

– 선진국은 현재상황과 마찬가지로 미래에 건물수요가 포화상태에 이르게 되면 건축재료의 수요는 점차 감소하게 되고, 비록 선진국가라 할지라도 RCA의 생산은 수요량의 최대 20%만을 대체할 수 있게 된다. 동시에 건물수명이 만료됨에 따라 더욱더 많은 건설해체 폐기물이 발생되어 폐기물 발생량은 재생골재의 수요량에 근접하게 될 것이다.

 

– 더구나 이 갭은 또한 리사이클링 센터의 주생산물로 재생골재의 잠재적 수요에 대비할 수 있는 호기가 될 것이다. 그러므로 불활성 재료는 총 건설해체 폐기물의 50% 이상에 해당하는 재생골재의 원료로 자리 잡게 된다.

 

○ 중칭 리사이클링 센터 투자의 잠재적 리스크

 

– 리사이클링 시설을 위하여 중칭의 폐기물 관리에는 두 가지 주요 경쟁자가 있다. 첫째는 법적인 덤핑 혹은 되메움 구역의 소유권자가 처리 위탁료와의 경쟁이고, 둘째는 원료공급자와 석탄슬래그 같은 2차 재료 공급자가 건축재료의 판매문제로 벌이는 경쟁이다.

 

– 정부는 불법매립이나 되메움 등의 활동을 방지하기 위하여 유럽의 IPCC(EU directive on integrated pollution prevention and control)지령과 같은 기술적 규정을 제정하여야 한다. 처리법령과 관련하여 미분리된 폐기물과 리사이클 재료의 매립 금지는 네덜란드와 독일의 법령을 참고하여 시행하여야 할 것이다.

 

5. 결론

 

○ 중국의 인구증가, 특히 도시인구 증가 및 1980년대 이후의 GDP 성장에 관련하여, 대량의 건설해체 폐기물은 처리를 위한 계속적인 도전뿐 아니라 재생 건축재료의 막대한 잠재수요에 대비하는 좋은 기회이기도 하다.

 

○ 재생 건설해체 폐기물의 경제적 타당성에 핵심과제인 리사이클링 코스트는 리사이클링 센터의 배치를 위하여 별도의 시나리오 하에서 계산되었다. 투자분석은 연간 고정비로 환산하였을 때, 사용 후 기기로 갖춘 고정식 혹은 이동식 리사이클링 센터가 실용적임을 보여주고 있다.

  

◃전문가 제언▹

 

○ 최근 재건축 및 재개발의 활성화, 대규모 택지개발에 의한 신도시 건설, 사회기반시설 확충 등의 증가로 건설폐기물이 증가하고 있다. 최근 공식통계에서 국내의 건설폐기물 발생(2005년 환경부 발표)은 연간 5,420만 톤(약 148천 톤/일)으로 전체폐기물의 48.9%에 달한다. 이러한 발생은 매립장의 핍박과 수송으로 인한 온실가스 배출로 지구온난화를 가속화하므로 대책이 필요하다.

 

○ 본 보고에서 볼 수 있는 바와 같이 중국의 경우 건설폐기물의 재활용은 용도별로 품질기준에 따라 사용을 의무화하도록 하고 있다. 폐콘크리트의 재활용의 경제성을 고려하면 고부가가치화 하는 것이 바람직하지만 아직 리사이클링 시스템의 운영상 도로기층재, 성토재 등에 이용되고 있다.

 

○ 폐콘크리트의 “현장 재활용“은 운반거리 감소와 상․하차 비용, 이종물질 선별의 용이성 등으로 여러 가지 장점이 있다. 현재의 우리나라 현장 재활용은 위탁처리업자가 각 대상품목을 우선적으로 회수하여 타품목의 선별이 어렵게 되는 경우가 있다. 따라서 건물해체 시에 폐기물별로 공동으로 수집하는 방식이 바람직하다고 생각된다.

 

○ 건설해체 폐기물의 처리 시에 문제점으로 등장하는 것 중 하나가 유해물질 혹은 폭발성물질의 혼입이다. 이것은 크롬, 납 등의 중금속이 함유되어 인체에 유해하므로 재활용의 장해요소가 되고 있다. 그 대책으로는 유해성분의 화학제품이나 가스기기 및 전자기기 등의 수집에서 별도 관리하여야 할 것으로 생각된다.