1. 서 론
인간 활동이 기후변화에 영향을 미쳤을지도 모른다고 처음으로 의문을 제기한 영국의 공학자 G. Callendar는 1938년 화석 연료를 태울 때 나오는 이산화탄소가 기후변화에 많은 영향을 미치고 있다고 주장하였다.1) 1988년 이전까지 기후변화 문제는 과학자들이나 시민단체 등 주로 비정부 부분에서 논의되었다. 그러나 과학자들이 기후변화 문제의 심각성을 널리 알리고 전 지구적 문제로 인식되기 시작하면서 인간이 기후 체계에 위험한 영향을 미치지 않을 수준으로 대기 중의 온실가스 농도를 안정화시키는 것을 목표와 원칙으로 하고 있다. 많은 연구자 및 관계자들은 1992년 환경개발회의(United Nations Conference on Environment and Development, UNCED, 리우 정상회의)에서 처음으로 유엔기후변화협약을 통해 기후변화에 대응하기 시작하였다. 최근에는 2020년 만료예정인 교토의정서를 대체하기 위한 신 기후체제(파리협정)가 오랜 기간 당사국총회를 거쳐 2015년에 프랑스 파리 인근 르부르제 전시장에서 채택되었다. 기존의 교토의정서는 UN 국가 가운데서도 선진국에 국한되어 온실가스 감축 의무를 수행하였으나, 신 기후체제에서는 197개 당사국 모두가 온실가스 감축 목표를 이행해야한다. 각국은 온실가스 감축에 대해 자율적인 목표를 설정하고 5년마다 상향된 목표를 제출해야 한다. 우리나라는 2030년까지 온실가스 배출 전망치(BAU) 대비 37%를 감축하겠다는 목표를 UN에 제출하였다. 따라서 정부와 국내 산업계에서는 온실가스 감축을 위한 대응 전략 마련이 절실한 상황에 있다.2)
국내에서는 발전, 철강, 화학, 건자재, 시멘트, 제지 등 전통적인 제조업 산업이 화석연로에 크게 의존하고 있으며, 우리나라 경제구조에 따라 다량의 온실가스가 발생되고 있기 때문에 파리협정 타결에 따른 저탄소경제로의 이행 및 2030년 감축목표 달성은 큰 도전이며, 각 산업별로 온실가스를 저감하기 위한 기술 개발은 필수적으로 필요한 상황이다.
기후변화 대응을 위한 다양한 산업군 중에서, 제지산업에서의 기후변화 대응을 위하여 유럽에서는 COST Action E48의 사업을 착수하였다. 본 사업은 기후변화협약 대응을 위한 유럽 종이 재활용 시장의 미래를 위한 것으로 이 사업에 참여한 국가들은 해당 프로그램을 통해 산림자원의 한계를 수용하고 종이의 효과적인 재활용을 통해 경제적, 생태적 이윤을 추구할 뿐 아니라, 향후 유럽 종이 시장의 방향성 제시를 위한 시나리오를 설계하고자하는 목적을 갖고 있다. 또한, 이미 미국은 DOE(Department of Energy)의 에너지 partnership 기후변화대응 실천계획(Action plan)인 NICE3 프로젝트를 수행하고 있다.3,4)
우리나라에서도 유럽 COST Action E48과 미국 NICE3 프로젝트와 같은 기후변화 대응 폐지 수거 실천 계획이 필요하며, 종이 다소비 기관 및 지자체와 연계한 네트워크형 폐지 수거모델 개발 및 실천 활동(Action plan)이 필요하다. 이에 한국지질자원연구원은 기후변화대응 전략으로 폐지수거 및 재활용 부분에 대해 친환경 in-situ PCC(precipitated calcium carbonate)5-7) 기술을 접목한 카본머니 시스템을 지자체와 연계하여 한국형 기후변화대응 실천 계획으로 발전시키고자 하였다.
신 기후체제에서 선진국은 개발도상국에 재원을 지원하고 기술을 이전하는 등의 추가 의무를 부담하고 있으며, 유엔기후변화협약(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCC)의 기후기술 지원사업을 통해서 개도국 지원을 통한 국제협력을 강화하고자 한다. 한 예로, 한국지질자원연구원은 친환경 in-situ PCC 기술을 접목한 카본머니 시스템을 해외 기술이전 사업으로 발전시켜 개도국의 폐지를 수거하여 빈민계층의 빈곤을 해결하기 위한 노력을 하고 있다. 또한, 수거된 폐지 및 펄프를 활용한 다양한 제지기술이 존재하지만 최근 폐지의 광학적 성질을 개선하고, 이산화탄소를 고정하는 in-situ PCC 기술 적용을 통해 새로운 제품군을 개발하고 국내 이산화탄소 감축분에 대한 탄소크레딧 사업을 베트남 정부의 국가적 사업계획과 연계하여 사업을 진행할 계획을 갖고 있다.
본 논문에서는 한국 대표 기후변화대응 실천 계획으로서 카본머니 시스템을 소개하고, 이에 대한 현 상황과 이러한 기술을 개도국으로 기술이전하기 위한 방향성에 대해 논의하고자 하였다.
2. 본 론
2.1 기후변화대응과 폐지재활용
2.1.1 폐지 재활용의 CO2 감축분
에너지 다소비 산업이자 목재를 사용하는 산업군인 제지산업은 종이의 생산량이 증가함에 따라 폐지의 발생량 또한 증가하는 특성이 있고, 종이를 생산하기 위해 나무를 벌채하는 것보다는 사용 후 폐기된 폐지를 다시 재활용함으로써 에너지와 원료를 저감하는 부분이 환경적으로 중요시된다. 폐지 1톤을 재활용하는 경우, 30년생 나무 약 20그루를 벌채하지 않아도 되는데 30년생 나무 한그루가 연간 1 ton의 CO2를 축적하는 CO2 Sink 부분과 펄프를 생산하기 위해 사용되는 에너지와 기타 부대비용을 생각하면 폐지의 재활용은 단순히 원료를 저감하는 그 이상의 효과를 얻을 수 있게 된다.8)
폐지의 재활용은 기후변화대응, 환경오염 저감, 에너지 사용 절감 효과 등으로 국내 환경부에서는 2010년 1톤 폐지를 재활용할 경우 CO2 1,070 kg, 대기오염물질 약 95% 저감, 물과 전력의 28-70%를 절약할 수 있다고 발표하였으며,9) 미국 EPN(Environmental Paper Network)의 경우 Table 1에서 보는 바와 같이 2012년 1톤의 폐지를 재활용할 경우 CO2 937 kg, 에너지 3,224 kWh, 물 42,465 L를 절약할 수 있으며, 폐기물 340 kg을 저감할 수 있다고 보고하고 있다.10)
Fig. 1은 종이 588톤을 생산하기 위해 나무를 벌채하는 경우, 연간 100톤의 이산화탄소 축적기회를 잃게 됨을 보여주고 있다. 또한, 나무 벌채로부터 588톤의 종이가 생산되기까지 약 430톤의 이산화탄소가 발생되는데 비해, 폐지로 종이를 생산하는 경우 그보다는 120톤의 이산화탄소 발생량이 적어짐을 나타내고 있다. 이와 같은 폐지 재활용에 따른 이산화탄소 저감효과를 충분히 인식한 세계 제지 선진국들은 폐지 재활용과 기후 변화대응 대책을 연관지어 다양한 프로그램을 개발하여 적용하고 있는 실정이다.11)
2.1.2 해외 기후변화 대응 폐지 재활용 실천계획
2.1.2.1 미국
기후변화, 석유자원 고갈, 환경파괴 및 갑작스런 세계경제 시장 붕괴 등으로 인해 기존의 제지 산업구조 및 시장이 급격하게 변화되고 있는 상황과 자국의 입장을 반영하여 미국 연방정부의 EPA(Environmental Protection Agency), DOE(Department of Energy), DOC (Department of Commerce)와 주정부, 지자체, 산업체가 연계하여, 에너지 파트너쉽 기후변화대응 실천계획인 NICE3(National Industrial Competitiveness of Energy, Environment and Economy) 프로젝트를 수행하고 있다.3) NICE3 프로젝트에서는 자원절약 및 재활용의 촉진을 위한 실천 프로그램을 진행하고 있으며, 이를 통해 에너지 효율성을 높이고 경제적이며 환경친화적인 생산공정, 설비 사례 소개 및 보급확대를 통한 산업경쟁력을 향상시켜 2020년 미국 내 산업에서 제지산업을 10위권으로 진입시키고, 140만 명의 일자리를 창출하여 연간 2,000억 달러의 생산액을 목표로 제시하고 있다.
Fig. 2는 NICE3 프로그램에서 폐지 재활용부분을 보이고 있으며, NICE3 프로그램의 지원받기 위한 지원자격을 함께 보이고 있다. 폐기물 감축과 일자리 창출효과가 구체적으로 적시되고 있음을 보이고 있다.
Fig. 2.
US NICE3 project (Source: Adapted from ‘Memorandum of Understanding between Kangwon province and KIGAM’).
2.1.2.2 유럽
유럽은 2005년 기후변화대응을 위해 17개국이 공동으로 폐지를 수거하는 COST(Co-Operation Scientific and Technical Research, 과학 및 산업계의 협업 연구) Action E48(유럽의 17개국과 유럽의 31개의 연구소가 공동 협업 연구) 프로젝트를 추진하였다.4) COST Action E48 프로젝트에 의해 폐지의 재활용 효율향상 및 종이 품질 향상을 위한 폐지의 수급 및 분급 시스템을 개발하고 재활용 종이의 품질 개발을 통해 인쇄 및 복사 용지의 재활용 시장을 구축하였으며, 재생지 산업의 환경적, 경제적 파급 효과를 고려한 최적의 재활용 조건을 확립했다. 이러한 관련 정책 기반확립 및 폐지 재활용 가이드라인 작성, 시스템 구축을 위해 약 5년이 소요되었다. Fig. 3은 COST Action E48에 가입된 유럽국가들의 명단과 COST Action E48의 근거가 되는 목재자원 순환시스템에 대한 개략적인 개념을 그림으로 제시하고 있다.
Fig. 3.
Europe COST Action E48 project (Source: Adapted from ‘Memorandum of Understanding between Kangwon province and KIGAM’).
2.1.2.3 일본
일본은 1991년 리사이클 법이 개정된 이후 종이 재활용에 대한 정부의 지침을 확고히 하고 있다.12) 정부, 지방자치단체, 사무실, 가정에서 폐지 분급 및 수급을 위해 협동하고 있으며 고지 회수율과 이용률의 격차를 줄이기 위한 고지 품질 규격 안을 만들었다. 또한, 종이 재활용을 통한 환경 문제 해결을 위한 지방 자치단체에서 대책을 마련함으로서 종이의 재활용 정책을 이어나가고 있다.
2.1.2.4 태국
태국의 제지업체인 Double A 회사는 CO2 감축을 위한 칸나(Khan-Na) 정책을 실시함으로서 CO2 감축과 더불어 제지 원료를 안정적으로 공급을 받고 있다.13) 칸나 정책은 농촌 주민들이 사용하지 않는 논과 논사이의 휴경지에 나무를 재배함으로서 CO2 흡수 및 환경 친화적인 원재료를 확보하고 있으며, 이를 통해 전 세계로 수출되는 Double A 제품의 표지에 “복사지 500장으로 이산화탄소 12.5 kg을 줄일 수 있는 비밀, Paper Tree From Khan-Na”를 공식적으로 홍보하고 있다. 실제로 태국은 이러한 정책으로 연간 670만 톤의 이산화탄소를 줄이고 있다. Fig. 4에서 보는 바와 같이, 이 칸나 정책은 제지산업이 숲을 훼손시킨다는 이유로 결국에는 환경을 파괴한다는 인식으로 초기에 많은 비난을 받았지만 현재는 제지업체 및 농민들의 신 동반 성장 모델로 인식되고 있다고 한다(조선일보 2012년 4월 1일). 이 칸나 정책은 폐지 이용과 관계는 없지만 이산화탄소를 줄이는 면에서 역할을 하고 있으며, 식물이 잘 자라나는 열대기후를 가진 태국의 독특한 생활환경을 잘 이용한 정책이라고 볼 수 있다.
Fig. 4.
Double A ‘Khan-Na’ policy in Thailand (Source: Adapted from the website, http://csr.doubleapaper.com/en/khanna_paper.asp).
2.2 한국형 폐지 재활용 카본머니 시스템
2.2.1 국내의 천연펄프 및 폐지 재활용 현황
국내 2016년 기준 국산 종이류의 원료인 천연펄프 소요량은 약 300만 톤으로, 이중 무림P&P를 통한 국산 천연펄프는 약 17%(약 50만 톤/년)이며, 해외로부터 수입되는 천연펄프는 약 83%(약 250만 톤/년)이다. 또한, 국산 폐지의 소요량은 2016년 기준 총 약 990만 톤으로, 이중 국산 폐지의 재활용률은 약 84%(약 833만 톤/년)이며, 해외로부터 수입되는 폐지는 약 16%(약 154만 톤/년)로 국내 제지산업은 천연 화학펄프원료의 수입 의존도가 매우 높은데 비해 폐지 재활용 면에서는 상당한 자급을 이루고 있는 산업이다(Fig. 5).
Fig. 5.
Pulp and wastepaper supply in 2016 in Korea (Sources: Adapted from the homepage, http://www.paper.or.kr/n_indu/indu_01.asp).
국내의 폐지 회수율은 세계 최고 수준에 있지만 폐지 재활용이 활성화된 것에 비해 폐지관련물질들이 원료라기보다는 폐기물로 처리되는 폐기물 관련 규정으로 인한 폐기물 운송 및 처리 비용과 추가적인 설비투자비용이 소요되고 있다. 또한, 폐지 회수율이 높은데 비해서 폐지 분류 및 관리시스템은 매우 낙후하여, 고급 폐지원료들이 저급 폐지원료들과 혼합되어 모두 저급한 원료로 취급되기도 하고, 수분관리가 체계화되어있지 못함으로 원료평가에도 큰 혼선이 있어왔다. 소비적인 면에서는 희고 깨끗한 종이를 선호하는 소비자의 인식으로 인해서 국내의 폐지는 주로 신문용지나 골판지 또는 두꺼운 판지 속지 등의 저급 용지로만 사용되고 있는 실정이다.
따라서 국내의 천연펄프, 폐지의 수입의존도를 낮추고, 기후변화 실행계획으로 미국 NICE3 및 유럽 COST Action E48과 같은 폐지수거 및 재활용 시장 확대를 위한 변화가 필요하며 이를 “카본머니 시스템”과 같은 정부-지자체 연계의 정책기술 실천모델이 현시점에서 절실히 필요하고 판단된다.
2.2.2 카본머니 시스템의 개념
카본머니 시스템이란 Fig. 6에서 보는 바와 같이 한국의 기후변화대응 Action Plan으로 제시된 시스템으로서 가정, 정부, 지차체 등에서 나오는 폐지를 종류에 따라 분류하여 수집하는 수거 장치를 개발하여 사용하게 된다. 이렇게 수거된 폐지는 폐지 재사용에 의한 CO2 저감 산출액, 폐지의 제지원료로서의 가치 및 분리 수거되는 고급폐지에 대한 보상등급에 따라 이를 카본머니화하는 시스템이다. 이 카본머니는 ICT, loT, 가상현실, 빅데이터 등의 기술과 융합하여 실제 현금처럼 도서구매, 교통카드, 인터넷 쇼핑 등을 할 수 있는 “카본머니(Carbon Money)시스템”으로 패키지화 하여, 지자체-산업-시민의 동반 성장 모델 확보 및 “CARBON CITY” 구현을 목표로 제시된 시스템이다. 이 시스템을 실제적으로 한국에서 구현하기 위해 강원도와 한국지질자원연구원은 평창 동계올림픽에 연계 시범사업으로 설정하고 실시단계에 돌입하였다. Fig. 7은 한국지질연구원이 주도하고 있는 카본머니시스템에 대해 홍보된 뉴스들을 모은 것이다.
Fig. 6.
Carbon money system and concept of carbon city (Source: Adapted from ‘Memorandum of Understanding between Kangwon province and KIGAM’).
Fig. 7.
News reports related to ‘Carbon Money System’ released by KIGAM (Source: Adapted from the homepage of KIGAM, http://www.kigam.re.kr/brdthm/boardthmView.do?menu_nix-=5bV8Aa8G&brd_id=BDIDX_VtH003Ic4l8A400u148V85).
2.2.3 국내 강원도 연계 카본머니 시스템
2.2.3.1 2018년 평창 동계올림픽 연계 시범사업
카본머니 시스템을 국내에 실시하기 위해서는 일차적으로 2018년 평창 동계올림픽과 연계하여 “카본머니 시스템”을 시범사업화 하고 폐지 수거-재활용을 통한 제지원료 사업을 지역동반 “CARBON CITY” 모델로 성장시키며, 강원도 지역거점사업, 광역권사업 등으로 확대할 계획이다. Fig. 8은 강원도의 평창올림픽에 카본머니 시스템을 시범적으로 실시하기 위해 그동안 진행되어왔던 경과를 보이고 있다.
Fig. 8.
Progress of the ‘Carbon Money System’ with Kangwon province (Source: Adapted from ‘Memorandum of Understanding between Kangwon province and KIGAM’).
2.2.3.2 카본머니 시스템 시범사업 주요내용
카본머니 시스템 시범사업의 주요내용은 2018년 강원도 평창 동계 올림픽 및 패럴림픽 기간 중 카본머니시스템을 활용한 수거자판기를 IBC(International Broadcasting Center), MPC(Main Press Centre), 미디어촌, 평창조직위 등에 설치할 예정이며, 지급되는 카본머니 지급률을 높게 책정하여 쿠폰지급 등으로 현금화가 가능하도록 할 예정이다.
또한, 폐지를 사용하는 기술은 다양하지만 그중에서 in-situ PCC 기술5-7)로 생산하는 인쇄용지와, 전 세계 평창올림픽 관람객 대상 발권 티켓용 종이 및 폐지재활용 박스수거함을 폐지로 제작하여 무상으로 공급함으로써 환경 올림픽이라는 슬로건 아래 카본머니 시스템을 시범사업화할 계획이다. Fig. 9는 카본머니 시스템을 활용한 백상지 폐지 수거용 자판기를 배치할 계획을 보이고 있으며, Fig. 10은 티켓용지와 박스 수거함의 모델을 보이고 있다.
2.3 유엔의 기후기술 지원 사업
유엔기후변화협약(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCC)의 기후기술 이전 메커니즘은 크게 재정 연계와 시장 연계로 나뉘게 된다. 재정 메커니즘을 담당하고 있는 기관들로는 한국 송도에 위치한 GCF(Green Climate Fund), GEF (Global Environment Facility), AF(Adaptation Fund), LDCF(Least Developed Countries Fund)가 있으며, 유엔기후변화협약 하의 기술 메커니즘의 기술지원에 대한 재정 지원 서비스를 활용하여 국제사회의 기술공여도 증진 및 기술-재정 연계 방안을 도모하는 CTCN(Climate Technology Center Network)으로 구성되어있다. 대한민국 미래창조과학부는 NDE(National Designated Entity)로 선정되어 기후기술 이전 메커니즘의 재정관련 업무를 담당하고 있다. 시장 메커니즘은 CDM (Clean Development Mechanism), NAMA(Nationally Appropriate Mitigation Actions), SCM(Sectoral Crediting Mechanisms), STM(Sectoral Trading Mechanism) 등을 통한 메커니즘으로 분류된다. 대한민국 기획재정부는 NDA(National Designated Authority)로 선정되어 기후기술 이전 시장 메커니즘에 관련된 업무를 수행하고 있다.
2.3.1 CTCN-TA을 통한 기후기술 이전
기후기술센터네트워크(CTCN)는 2015년 7월 기준 약 3,535만 달러(한화 약 408억 원)의 양자 공여금으로 운영 중이며 1억 달러(한화 약 1,152억 원)를 초기 5년 목표금액으로 책정하였다. 2015년 당사국회의(COP21) 파리협약 이후, 196개국의 당사국 간의 기술개발 및 이전을 활성화하기 위하여 국내는 2016년 3월 정부기관 중 미래창조과학부를 기후기술 협력창구(National Designated Entity, NDE)로 지정하였고 2017년부터 3-4년에 걸쳐 10억 원의 예산을 CTCN으로 지원할 예정이다. Fig. 11은 UNFCCC를 통한 기술이전 메카니즘을 도식적으로 보여주고 있다. Fig. 12는 NDE-CTCN 기술 메카니즘을 더 상세히 보여주고 있다.
Fig. 11.
UNFCCC climate technology transfer mecha (Sources: Adapted from the presentation by Green Technology Center).
Fig. 12.
NDE-CTCN technology mechanism (Sources: Adapted from the presentation by Green Technology Center).
기술 메커니즘은 국가별 지정기구(NDE)를 통하여 개도국의 기후기술 수요를 개도국이 직접 UNFCC 산하 기후기술센터네트워크(CTCN)를 통해 ①접수 ②공개입찰 후 ③기술이전 하는 메커니즘으로 기술지원을 통해 개도국이 요청한 기술개발 및 이전에 대한 재원을 지원하고 있다. 기후기술센터네트워크가 제공하는 기술지원(TA, Technology Assistance)은 다음과 같이 신속대응사업(5만 달러 이하, 즉각적인 해결이 가능한 사업으로 주로 기후기술센터네트워크 컨소시엄 파트너가 대응)과 대응사업(5만~25만 달러 상당, 보다 구체적인 대응이 필요한 사업으로 기후기술센터네트워크 대상의 공개경쟁 입찰을 통해 시행)으로 나뉜다. 2014년부터 수행된 CTCN 기술메커니즘 사업은 지속적으로 확대추세로써 2017년 기준 전 세계적으로 총 187개의 사업이 접수되었으며, 이중 계획 수립 혹은 이행 중인 사업은 104개(감축관련 TA-43.5%, 적응관련 TA-26.6%)이다. Fig. 13은 NDE-CTCN 기술메커니즘으로 시행되는 사업을 연도별로 표시한 것이다. 최근에 가파른 증가세를 보이고 있다.
Fig. 13.
NDE-CTCN technology mec (Sources: Adapted from CTCN, https://www.ctc-n.org/technical-assistance/request-visualizationshanism).
2.3.2 GCF 기금 등을 통한 기후기술 이전
국내의 경우 GCF 재정메커니즘을 위하여 2014년 국가지정기구(National Designated Authority, NDA)로서 기획재정부를 지정하였다. 재정메커니즘 중 가장 큰 규모의 녹색기후기금(Green Climate Fund, GCF)는 UNFCC 산하의 상설기구로 개발도상국의 기후변화 피해를 감축하고 이에 적응할 수 있도록 지원하는 기금으로, 2010년 24개국이 멕시코 칸쿤에서 설립을 합의하였으며 2013년 12월 국내 인천 송도에 사무국이 개설되었다. GCF의 경우 2020년까지 연간 1,000억 달러(한화 약 118조 원)의 기금 조성을 합의하여 유치할 계획이며, GCF와 같은 기후변화대응 국제금융기금을 운영중인 아시아개발은행(ADB), 세계은행(WB) 등 다자개발은행을 대상으로 한 기후변화 대응사업의 추진이 가능하다. Fig. 14는 기후변화 대응을 위한 국제금융기금 등을 보이고 있다. Fig. 15는 GCF의 지원분야를 나타내고 있다.
Fig. 14.
Climate change international fund (Source: Adapted from the websites from Green Climate Fund, Asian Development Bank and World Bank).
Fig. 15.
Eight main project of GCF (Sources: Adapted from the presentation by Green Technology Center).
GCF의 지원사업 분야는 4개의 감축분야, 4개의 적응분야로 총 8개의 사업분야에 대하여 지원한다.
GCF 사업승인 절차는 인증기구가 사업을 개발하여 사업대상국 국가지정기구(NDA)의 동의를 받아 GCF 사무국에 제안하면 사무국의 검토를 거쳐 이사회의 최종 승인 이후 인증기구에서 사업을 추진한다. 기업, 기관들이 GCF 사업에 참여하기 위해서는 산업은행 등 GCF 인증 기구와의 협력이 가장 중요하며 국내의 경우 GCF 유치 후, 국내 기술력이 있는 한국기업들의 사업참여를 위한 가이드라인으로 전자책(e-book) 발간 등 지원을 계획하고 있다.
최근 2016년 12월 15차 이사회를 통하여 8개 개도국 기후변화대응 사업(총 규모 11.0억 달러, GCF 지원 3.2억 달러)에 대한 지원을 승인하여 현재까지 35건의 사업을 승인하여 45.7억 달러의 지원을 추진 중에 있다. Fig. 16은 GCF 의 사업승인 절차를 간략히 보여주고 있다.
2.3.3 CDM 등을 통한 시장메커니즘
청정개발체제(Clean Develop Mechanism, CDM)는 1997년 기후변화대응 교토의정서 제 12조 규정에 따라 지구온난화 현상 완화를 위해 선진국과 개도국이 공동으로 추진하는 온실가스 감축사업제도이다. CDM 사업을 하기 위해서는 UN 산하 청정개발체제 운영기구(DOE)의 타당성 확인 및 정부 승인을 받은 후 사업 등록이 가능하며, 등록이후 사업 모니터링 보고서를 통해 온실가스 감축 사업 시행 전·후를 비교하여 온실가스 감축량과 개발도상국의 지속 가능한 발전에 실질적으로 기여했는지 평가를 거친 후 탄소크레딧(Certified Emission Reductions, CERs)이 발급되어 개도국의 온실가스 감축량을 선진국의 성과로 인정받을 수 있다. Fig. 17은 CDM 사업 모델을 보여주고 있으며, Fig. 18은 CDM 사업의 인증절차를 간략히 보이고 있다.
Fig. 17.
CDM 사업의 탄소크레딧(CERs) (Source: Adapted from the website, http://www.koreacdm.com/cdm/introduction).
Fig. 18.
CDM process of project approval (Source: Adapted from the website, http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=keycosmos3&logNo=100164102998&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView).
2.4. 베트남 연계 패키지 기술
2.4.1 베트남 대상 친환경 in-situ PCC 기술제안
베트남의 Phong Khe 지역은 제지산업이 밀집한 지역으로 제대로 처리하지 못한 폐수 및 슬러지가 대량으로 발생하여 심각한 환경문제가 되고 있다. 이러한 폐수와 슬러지들의 문제는 국내에서 예전부터 사용되는 적절한 기술들을 적용하면 손쉽게 해결 될 수 있을 것이다. 이러한 기술이전의 과정에서 발생하는 온실가스저감 효과는 고스란히 한국의 온실가스 저감량으로 계산되게 된다.
Phong Khe 지역은 수도인 하노이와의 접근성이 우수하기 때문에 한국지질자원연구원은 하노이에서 발생하는 폐지를 수집 및 운송하는 시스템을 구축하고 Phong Khe 지역에서 이를 처리하는 시스템의 개발을 제안하였다. 폐지를 일정량 수거하면 적립금 등으로 사용이 가능한 “카본머니 시스템”과 폐기물 수거 및 처리 등의 내용을 포함하고 있는 시민교육 등을 통하여 지속가능한 시스템개발을 위한 하드웨어 및 소프트웨어 개발을 제안하였다. 또한, 수거된 폐지를 활용하여 친환경 in-situ PCC 기술을 적용한 친환경 종이를 제조하여 온실가스 감축 등 기후변화 대응 기술의 적용을 제안하였다. 베트남 정부는 유엔에서 지정한 한국과 베트남의 기후기술협력창구(NDE)를 통하여 기후기술센터 네트워크(CTCN-TA) 과제로써 기술이전 시 발생되는 경제성을 파악하고 한국과 공동연구를 통하여 실증화 경험을 쌓는 계획을 세웠으며, 과제가 성공적으로 이루어지면 기업연계를 통하여 GCF, ADB 등 재정 메커니즘 연계 방안을 마련할 계획을 마련하였다. Fig. 19는 베트남 정부가 한국지질자원연구원에 보낸 CTCN-TA 과제 제안 요청서를 보이고 있다.
2.4.2 베트남 기후변화대응 탄소광물화 기술 사전타당성 연구
한국지질자원연구원은 2016년 5월부터 10월까지 탄소광물화 적정기술 베트남 현지적용을 위한 사전타당성 연구를 수행하였으며, 2016년 6월 미래창조과학부 선정 글로벌 협력 유망 기술(총 15건)에 CO2 활용 무기성 폐기물 순환 자원화 기술과 저탄소 그린 시멘트 활용 폐광산 채움재 기술 두 건이 선정되었다. 약 6개월 간 주한 베트남 대사관 과학기술사무소 및 베트남 현지 과학기술부, 자원환경부 등과 수요 기술 파악 및 타당성 조사를 실시하였으며 그 추진경과를 Fig. 20에 보이고 있다. 베트남은 UNFCCC에 자발적 온실가스 감축목표를 2030년까지 BAU 대비 온실가스 배출량 8% 감축하며, 국제적인 지원 등이 있는 경우 25%까지 상향 조정 가능하다고 의견서를 제출하였다.
2.5 In-situ PCC 기술
2.5.1 In-situ PCC 기술
In-situ PCC 기술은 기존 펄프와 PCC를 단순히 보류시키는 공정과는 달리 생석회(CaO)와 혼합된 펄프슬러리에 CO2를 주입함으로써 일어나는 탄산화반응으로 생성되는 PCC가 펄프 표면에 직접 합성되는 기술이다. 펄프 표면에 합성된 PCC는 펄프의 백색도를 향상시키며, 펄프 내 무기물의 사용량을 높임으로서 건조에너지의 저감도 꾀할 수 있다.5-7)
또한, in-situ PCC 기술 적용시 기존 PCC 및 on-site PCC 생산공정 대비, 제지공정 간소화를 할 수 있다. Fig. 21은 신문고지에 in-situ PCC 기술을 적용함으로서 백색도를 높이는 공정을 보이고 있다. Fig. 22는 분말형태의 PCC와 on-site PCC, 섬유에 PCC를 붙이는 in-situ PCC 공정을 간단히 비교하고 있다.
Fig. 21.
Description about in-situ PCC Technology (Sources: Adapted from the final report of ‘Development of calcium carbonate eco-friendly paper’, project number No. 20132510100040).
Fig. 22.
In-situ PCC Process (Sources: Adapted from the final report of ‘Development of calcium carbonate eco-friendly paper’, project number No. 20132510100040).
In-situ PCC 기술을 신문고지(old newspaper, ONP)에 적용할 경우 Fig. 23에서 보는 바와 같이 신문고지의 광학적 성질을 저해하는 부분을 PCC가 감싸면서 광학적 성질을 개선시키기 때문에 백색도를 크게 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 신문고지보다 상급고지인 잡지고지(old magazine, OMG)와 동등한 수준의 백색도를 가지는 원료가 될 수 있는 것이다. 따라서 in-situ PCC 기술은 신문고지와 같은 저급고지의 광학적 성질을 향상시킴으로써 상급고지의 원료로 활용이 가능하도록 만들 수 있는 기술이다. Fig. 23은 백색도가 낮은 신문고지에 in-situ PCC 기술을 적용하여 표면의 백색도를 높이는 과정을 모식화 한 것이다.
2.5.2 In-situ PCC 기술 적용사례
한국 지질자원연구원은 2012년부터 백판지 대상으로 실제 공정을 통해 12회에 걸쳐 in-situ PCC 원료 적용성 검증을 실시하였으며 기존 품질대비 동등 수준의 제품생산 기술을 확보하였다.
국내 H 제지회사에서 발생되는 CO2는 제지공정 내 혼소보일러와 슬러지를 소각하는 소각로에서 발생되며, Fig. 24에서 보는 바와 같이 2014년에는 실제 국내 H 제지회사 백판지 공장 내에 pilot plant를 구축하여 소각로에서 발생되는 실내 배기가스 중 CO2(농도 8~10%)를 직접 활용하여 in-situ PCC 기술 실증화에 성공하였다. 이 공장에서 생산되는 백판지의 내부는 저급고지인 골판지 고지(old courrugated container, OCC)를 사용 중이며 코팅(TOP)층은 인쇄가 가능한 상급고지인 잡지고지를 사용한다.
Fig. 24.
Demonstration of flue gas utilization in ‘H’ domestic paper mill (Sources: Adapted from the final report of ‘Development of calcium carbonate eco-friendly paper’, project number No. 20132510100040).
실제 적용시험에 있어서 코팅(TOP)층에 사용되는 잡지고지 일부를 in-situ PCC 기술이 적용된 신문고지로 대체하였으며 내부에 사용되는 골판지 고지 일부를 in-situ PCC 기술이 적용된 골판지 고지로 대체하여 in-situ PCC 기술을 실증화하였다.
실증화 결과 일부 공정오염이 발생되었지만 기존 백판지의 품질과 동등한 수준의 제품이 생산되는 결과를 확보하였다. Table 2는 공장시험의 결과를 요약하고 있다.
Table 2.
Demonstration of in-situ PCC technology as eco-friendly technology
3. 요약 및 결론
신 기후체제에서는 온실가스 감축 목표를 자율적으로 설정하고 5년마다 상향된 목표를 제출해야하기 때문에 우리나라 정부와 산업계에서는 온실가스 감축 목표 이행을 위한 기술 개발이 필수적인 상황에 있다. 현 상황에 맞춰 제지산업은 온실가스인 이산화탄소를 저감하기 위한 방안으로 폐지를 재활용하는 기술 개발이 필요하다. 폐지를 재활용할 경우 이산화탄소 저감 뿐만 아니라 환경오염 및 에너지를 저감할 수 있기 때문에 미국, 유럽과 같은 선진국은 기후변화대응 전략으로 폐지 수거 및 재활용의 프로젝트를 수행하고 있다. 미국의 경우 NICE3 프로젝트를 통해서 자원절약 및 에너지 효율성을 높이고 산업경쟁력을 향상시키고 있으며, 유럽은 COST Action E48 프로젝트로 관련 정책과 폐지 재활용 시스템의 기반을 확립하였다. 우리나라는 폐지 회수율은 세계최고의 수준에 있지만 관련 규정과 폐지에 관한 소비자의 인식 등의 이유로 폐지 수거 및 재활용 시스템이 열약한 실정이다. 따라서 폐지와 관련된 기후변화대응 Action plan이 필요하며, 이를 in-situ PCC 기술이 접목된 카본머니 시스템을 도입하고자 하였다.
카본머니 시스템은 폐지에 대한 이산화탄소 산출액을 카본머니화하는 시스템으로 카본머니는 IT기술과 융합하여 도서구매 및 인터넷 쇼핑 등을 할 수 있고, 수거된 폐지는 in-situ PCC 기술을 활용해 상급용지로 생산된다. 따라서 지자체-산업-시민을 동반 성장시키는 한국형 기후변화 Action plan으로서 한국지질자원연구원은 강원도와 연계하여 2018년 평창동계올림픽에서 전 세계 평창올림픽 관람객을 대상 시범사업을 운영하기로 하였다. 또한, 베트남 정부에 카본머니 시스템과 폐기물 수거 및 처리 등의 내용을 포함하는 시민교육 등을 위한 시스템을 제안하였고, 베트남 정부에서 기후기술협력창구(NDE)를 통하여 기후기술 네트워크(CTCN-TA) 과제를 제안함으로서 개발도상국 대상으로 지속 가능성 있는 기술의 이전을 목표로 하고 있다.
카본머니 시스템을 강원도와 연계하여 한국형 기후변화대응 Action plan으로 발전시키고 이를 베트남과의 기후기술이전 사업으로 넓혀간다면 국제사회에 우리나라의 기후변화대응 노력을 알릴 수 있는 기회가 되며, 더 나아가 in-situ PCC 기술과 연계된 카본머니 시스템을 발전시킬 수 있다면 우리나라 제지산업의 위상을 한층 제고 할 수 있는 기회가 될 것이다.
