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경제적인 태양광 폐패널 재활용 기술 개발...기술이전과 상용화
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경제적인 태양광 폐패널 재활용 기술 개발...기술이전과 상용화
  • 김민철 기자
  • 승인 2020.09.05 20:50
  • 댓글 0
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패널 구성 부품 분리/회수한 후, 추가적인 물리/화학적 방법 이용
실리콘, 은, 구리 등의 유용소재 개별 회수 자원화
(주)원광에스앤티에 기술이전 상용화 준비 중
태양광 폐패널 재활용 기술 개발 공정 개념도 /한국에너지기술연구원

친환경 에너지 태양광은 정부의 '그린뉴딜', '재생에너지 3020' 등의 정책으로 발전 속도가 빠르다. 하지만 태양광 패널은 수명이 있어 대량의 폐기물을 발생시키는 우려때문에 태양광 보급 확대에 장애 요소가 되어왔다. 

국내 연구진이 수명을 다한 태양광 폐패널을 재활용하는 효과적인 기술을 개발했다고 한다.

지난 1일 한국에너지기술연구원 변환저장소재연구실 이진석 박사 연구팀이 상온에서 동작해 에너지 소모량을 기존 공정대비 3분의 1수준으로 줄이면서 고품위 소재 회수가 가능해 수익성이 2.5배 우수해진 태양광 폐패널 재활용 기술을 개발했다고 밝혔다. 

태양광 패널은 평균 25년 정도의 기대수명을 가지고 있다. 청정에너지의 선두에 서있는 태양광발전의 장애요소가 없어질 수 있게 된 것이다. 

2018년 환경부는 재활용이 가능한 폐기물의 일정량 이상을 재활용하도록 생산자에게 의무를 부여하는 제도인 생산자책임재활용제(EPR)에 태양광 폐패널도 포함시키는 내용을 입법예고하고, 2023년도 1월부터 본격 시행하는 법 개정을 완료했다.

또한 유럽에서는 이미 2012년부터 태양광 폐패널의 재활용을 의무화한 상태이며, 관련법에 따르면 회수한 폐패널에 대해 80% 이상 재활용해야 한다. 

기술의 적용처-태양광 폐/불량 패널, 폐/불량 태양전지, 금속 스크랩 /한국에너지기술연구원

태양광 패널은 전면유리, 봉지재, 태양전지 등이 압착된 상태로 제품화되어 있고, 패널 내 소재를 회수하기 위해서는 이 부품들을 먼저 분리해야 한다. 태양광 폐패널 재활용의 대부분의 연구는 이 부품들의 분리기술에 집중되어 있는 이유이며, 경제적이면서 분리율을 높인 기술이 재활용 기술의 핵심이라고 한다. 

연구팀이 개발한 태양광 폐패널 재활용 기술은 상온에서 스크레이퍼를 이용해 패널을 분리시킴으로 기존 열적 공적 대비 연간 64% 수준으로 전력소모를 줄였다고 한다. 

또 비파쇄 방식으로 파분쇄로 인한 부품과 소재들이 한데 섞일 가능성을 원천적으로 차단해 고순도 물질 회수가 가능한 기술이다. 

이번 연구를 통해 개발한 태양광 폐패널 분리장치 /한국에너지기술연구원
이번 연구를 통해 개발한 태양광 폐패널 분리장치 /한국에너지기술연구원

기존 태양광 재활용 기술이 봉지재를 열분해해 패널 내 부품과 소재들을 고순도로 회수하거나 패널전체를 파쇄하는 방식으로 공정비용을 줄인 기술인 반면 연구진이 개발한 이 기술은 재활용 공정 중 열원 사용이 극도로 억제되어 하루 2톤 처리량 기준 연간 약 205.6MWh 이상의 에너지소모가 절약될 것으로 전망된다. 

한국에너지기술연구원은 패널을 구성하는 부품 중 65% 이상이 저철분 고급유리인데 실리콘과 같은 불순물이 혼입된 경우는 kg당 40원 내외로 판매되지만, 불순물이 없는 경우 100원 이상으로 판매가 가능해 수익성이 우수해진다고 설명했다. 

이진석 책임연구원은 "태양광발전이 폐패널로 인한 환경 훼손이 우려되는 상황을 적정처리기술로 해결해야만 진정한 지속가능 에너지로써 의미가 있다"며 "현재 해당분야 선진국 독일과의 국제공동연구를 진행하고 있는 만큼 개발 기술을 국내 활용만이 아닌 해외에서도 활용 가능하도록 재활용 기술을 지속 고도화할 계획"이라고 밝혔다. 

태양광 패널 재활용 공정 /한국에너지기술연구원

이번 연구는 산업통상자원부에서 지원하는 한국산업기술진흥원 국제공동기술개발의 일환으로 한국에너지기술연구원이 주관하고 독일 Loser Chemie GmbH와 2018년부터 3년간 연구 수행 중에 있다고 한다. 

이번 저비용 고수익 태양광 폐패널 재활용 기술은 태양광 관련 기업체 (주)원광에스앤티에 기술이전되어 상용화를 준비 중이다. 

한국에너지기술연구원은 (주)원광에스앤티가 재활용 사업을 위한 인허가와 준양산 스케일로 작동할 수 있는 설비 구축을 진행 중이으로, EPR 제도가 시행되는 2023년 이전에는 사업화가 충분히 가능할 것으로 내다봤다. 


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