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하지만 실리콘을 정제하고 회수하는 기술은 남아 있었습니다. 이 기술로 어떤 연구를 새롭게 시작할 수 있을까 고민하다가 폐패널 재활용 기술에 활용하면 좋겠더라고요. 당시 유럽은 이미 폐패널 재활용 의무화 법안이 마련돼 있었지만, 우리나라는 태양광 발전 설비가 깔리기 시작한 지 얼마 되지 않았을 때라 연구를 시작하는 게 쉽진 않았습니다. 하지만 운 좋게 신입직원을 대상으로 하는 기획연구사업을 수행하게 되었고, 연구원 임무형 과제로까지 이어져 정식으로 론칭하게 되었죠.

처음부터 크게 주목받았던 연구과제는 아니었지만,연구 목표를 거듭 달성해내는 동시에 산업부 정책용역을 수행하게 되면서 이를 기반으로 충청북도에서 기획연구사업으로 진행한 태양광재활용센터 건립에 참여하게 되었다. 그 뒤 환경부 정책연구도 수행했다. 이렇게 꾸준히 연구 영역이 확대되었고, 이제 이 기술은 상용화 수준으로 스케일업 되었다.

이 기술은 네 단계로 구분할 수 있습니다. ‘해체-분리-선별-회수’인데요. 충북테크노파크 태양광재활용센터와 (주)원광에스앤티, (주)에이치에스티에는 1~2단계에 해당하는 해체와 분리에 대한 기술이전이 수행되었습니다. 나머지 단계는 기관, 기업별로 상이하게 운용됩니다. 본래의 기술은 패널로부터 알루미늄, 은, 구리, 실리콘 분말, 실리콘 스크랩 등을 회수할 뿐만 아니라, 회수한 재활용 실리콘으로 단결정 실리콘 웨이퍼와 태양전지, 단결정 잉곳 등을 재제조할 수 있습니다. 태양광 폐패널의 순환경제를 구축할 수 있는 기술이 완성된 것이죠.

새롭게 시작되는 EPR 제도,
폐패널 재활용 시장의 문이 열렸다

환경부는 2018년 EPR 제도를 입법 예고했다. EPR 제도란, 자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률 시행령에 따라 재활용이 가능한 폐기물의 일정량 이상을 재활용하도록 생산자에게 의무를 부여하는 제도다. 이를 시행하지 않을 시에는 재활용에 소요되는 비용 이상의 재활용 부과금을 생산자에게 부과한다. 지난 2월 3일, 환경부는 부과금 산정에 적용하는 단위비용을 발표했다. 재활용 단위비용은 kg당 727원, 회수 단위비용은 kg당 94원이다. 재활용 의무를 수행해야 하는 주체는 패널 판매업자와 수입업자다. 이들은 자신들에게 할당된 재활용 의무 물량을 맞추기 위해 태양광재활용센터와 민간기업에 위탁하게 된다.

폐패널 재활용 공정기술은 파쇄법과 상온 작동 비파쇄 방식으로 나뉜다. 이 두 기술의 재활용률은 어느 정도 차이 날까?

파쇄법을 활용하더라도 EPR 제도에서 요구하는 ‘재활용률 80% 이상’은 맞출 수 있습니다. 패널은 알루미늄 프레임과 유리, 셀/리본/EVA/백시트 등으로 구성된 샌드위치, 정션박스 등으로 분리되는데요. 전체 자원에서 알루미늄과 유리의 비중이 75~80% 정도입니다. 그래서 이 두 가지만 회수하더라도 법령에서 요구하는 재활용률을 맞출 수 있는 거죠. 한국에너지기술연구원 기술의 포인트는 자원을 ‘고순도’로 회수할 수 있다는 것입니다.

파쇄법은 패널에서 알루미늄 프레임을 떼어낸 후, 유리와 백시트를 분리하지 않은 채 파쇄 장비에 넣는다. 그러면 유리나 실리콘, 구리, 은과 같은 자원에 여러 가지 물질이 섞여 있을 수밖에 없다.

이렇게 회수한 자원은 소재별로 재제조할 수 있는 기업으로 가게 됩니다. 원자재 값이 엄청나게 뛴 이 시점에 기업에 고순도 물질을 제공할 수 있다는 것은 기술이 가진 탁월한 경제성을 알 수 있는 부분이죠.

태양광재활용센터는 폐패널을 연 3,600톤 처리할 수 있으며, 올해 8월 정상 가동을 시작했다.

우리 센터는 정부과제로 구축되었기 때문에 폐패널에서 유가 자원을 회수하는 역할뿐만 아니라 폐패널 재활용에 대한 홍보 역할도 하고자 합니다. 그다음, 센터에서 개발한 장비가 안정화되면 민간기업에 기술을 이전하고 지원하는 역할도 할 예정입니다.

현재 구축된 인프라로 폐패널 물량을
모두 처리할 수 있다

(주)원광에스앤티는 해당 기술을 이전받은 1호 기업이다. 2020년 8월 기술이전 협약을 체결했다.

이 기술은 태양광 발전 분야 선진국과 비교해도 상위급 수준이다. 우리나라가 태양광 발전 분야에 상당히 늦게 뛰어들었는데도 기술력을 빨리 따라잡았다. 물론 폐패널 재활용 시장 자체는 아직 유럽보다 규모가 작지만, 기술만큼은 뒤지지 않는다.

우리 기업은 현재 연간 1,200톤의 물량을 소화할 수 있습니다. 내년까지 연 3,600톤을 처리할 수 있는 기반을 마련해 동년 하반기부터 가동할 예정이에요. 더불어 해외 진출도 계획하고 있습니다. 태양광 발전이나 폐패널 재활용 시장이 우리보다 앞선 유럽이나 일본도 파쇄법을 쓰고 있거든요. 어떤 기업은 파쇄 후 자원을 선별해 재활용하는 게 아니라 매립한다더군요. 한국에너지기술연구원의 기술은 회수한 자원을 재활용하는 게 목표이기에 기술력이 이렇게 탄탄하게 성장한 거고요. 아직 허들은 높지만, 미국 시장에 진출해보고자 합니다.

(주)원광에스앤티는 폐패널 재활용 사업을 통해 탄소를 절감했다는 인증을 받아, 탄소배출권 거래를 할 수 있는 방안도 모색하고 있다. 그래서 폐패널을 재활용했을 때 탄소 배출이 어느 정도 절감되는지에 관한 연구 또한 수행 중이다. 탄탄한 기술력을 갖춘 하나의 기술이 우리나라 과학과 산업에 굉장히 긍정적인 영향을 끼치고 있다. 또, 세계로 뻗어나가는 길목에 서 있다.