환경산업은 기업이 선뜻 투자에 나서기 쉽지 않은 분야다. 당장 성과를 내놓기 힘들어서다. 그런 측면에서 정부, 공공기관은 산업을 키우고 기술을 개발하는 데 최고의 지원자가 될 수 있다. 지난 10일 찾은 경기도 용인시 고등기술연구원에서 이같은 협업 사례를 찾을 수 있었다. 이곳에서는 환경부 산하 환경산업기술원이 지원하는 회사 중 하나인 대기환경 전문기업 마이크로원의 파일럿 설비가 운영 중이다. 이 설비는 배기가스 내 미세먼지와 질소산화물(NOx)을 동시에 제거하는 중소 소각시설 맞춤형 PTFE(폴리테트라플로우로에틸렌) 멤브레인 촉매필터와 여과집진 시스템 기술'을 적용했다. 파일럿을 통해 실증을 끝낸 마이크로원은 향후 국내 시장에서 중소형 소각시설에 대한 매출과 해외 수출까지 준비중이다. 또 해당기술 적용에 따라 국내 대기환경 개선에도 도움이 될 것으로 기대되고 있다. ■PTFE, 미세먼지·NOx 걸러낸다 PTFE는 기능성 의류에 주로 사용되는 '고어텍스' 또는 '테프론'이라는 용어로 알려진 소재다. 열에 강하고 내화학성이 우수해서 다양한 산업에 사용되고 있다. PTFE를 이용하여 1cm당 수억 개 이상의 나노 크기의 기공을 가진 얇은 '막(멤브레인)' 형태로 만들어 각종 물질의 여과가 가능한 멤브레인 필터를 만들었다. 일반적인 산업용 필터가 10~15㎛(마이크론=100만분의 1미터) 수준이라면, 마이크로원이 개발한 PTFE 멤브레인 필터는 1㎛ 이하의 초미세입자에 대해서도 99% 이상의 높은 제진 효율을 보인다. 육안으로는 5~6m 정도의 높이로 보인 해당 설비는 중소형 소각시설을 구현해 놓았다. 설비앞에 설치된 가스분석기에서 마이크로원의 필터를 통과할 때 얼만큼의 미세먼지와 NOx를 저감할 수 있는 지 수치를 통해 확인할 수 있었다. 이날 실증테스트를 한 결과, 촉매필터로 정화한 배기가스의 미세먼지 농도는 Nm3당 0.3mg으로 미세먼지 제거율 99.95%를 나타냈다. 이는 코에 점막에서 잘 걸러지지 않는 나노 크기의 작은 입자도 아주 잘 제거할 수 있음을 의미 한다. 이같은 실증연구 결과에 따라 PTFE는 다양한 배출시설에 설치돼 초미세먼지 저감에 기여할 전망이다. 특히 초미세먼지를 제거해야 하는 중소형 사업장의 경제적 부담을 덜어줄 수 있다는 것이다. NOx를 저감하는 기술은 크게 촉매환원법(SCR)과 무촉매환원법(SNCR) 두가지로 나뉜다. SCR은 질소 산화물 제거율 높지만 약 3억 8000만원(소각로 100톤 기준)에 달하는 고가의 비용이 문제다. 반면 SNCR은 설치비가 1억2000만원으로 상대적으로 적은 설치 운영비가 들지만 NOx 제거율 낮은 것이 단점으로 꼽힌다. 대기업은 SCR 설치에 부담이 적지만 중소 소각장이나 기업들은 설치비용이 적은 SNCR 설치를 선호한다. 마이크로원의 기술은 SNCR에 설치하기에 적합한 기술이다. SNCR에서 PTFE(폴리테트라플로우로에틸렌) 멤브레인 촉매필터를 사용하면 50~60%에 불과한 NOx제거율이 90%에 가깝게 끌어올릴 수 있다는 게 마이크로원의 설명이다. ■환경산업기술원, 기술개발·홍보 가교 마이크로원과 같은 중소기업이 기술 개발에 집중할 수 있었던 것은 환경산업기술원의 역할도 컸다. 기술원은 마이크로원의 PTFE 멤브레인 촉매 필터의 기술적 우수성을 알리고 사업화로의 연계를 위해 현장 로드쇼를 개최해 고객사의 니즈를 사전에 파악할 수 있는 장을 마련했다. 또 환경·에너지 산업 국내 최대 박람회·전시회에 동참해 사업화로의 연계를 위한 홍보 및 관련 분야 네트워크 구축의 가교 역할을 했다. 마이크로원은 PTFE 멤프레인 촉매 필터를 금년부터 본격 생산할 계획인데 약 9600억 원 수입대체 효과가 있을 것으로 예상된다. 또 대만 업체와 공급 협의를 진행하고 있어 향후 아시아·태평양 지역을 중심으로 한 수출도 본격 추진될 것으로 기대된다. leeyb@fnnews.com 이유범 기자

[파이낸셜뉴스]현재 수도권에 등록된 중소형 경유차를 대상으로 실시되고 있는 질소산화물(NOx) 검사가 내년부터 화물차 등 대형 경유차까지 확대된다. 환경부는 초미세먼지 등 대기오염물질 저감을 위해 운행 경유차의 검사기준을 개정한 '대기환경보전법 시행규칙'을 내년 1월1일부터 시행한다고 30일 밝혔다. 개정안에는 질소산화물을 저감시키는 선택적환원촉매장치(SCR)를 불법으로 조작하려는 시도를 사전에 차단하기 위해 경유차 질소산화물 검사를 확대하는 내용이 포함됐다. 선택적환원촉매장치는 요소수와 질소산화물의 촉매 반응을 통해 질소산화물을 저감하는데, 비용 부담 등을 이유로 이를 조작하는 사례 등이 다수 적발된 바 있다. 개정안이 시행되면 요소수 장치가 장착된 2016년 9월1일 이후 제작된 대형 경유차는 질소산화물 배출농도 검사를 받아야 한다. 또 경유차 배출가스 검사항목에 선택적환원촉매장치 관련 부품의 정상 작동 여부를 확인하기 위해 질소산화물 감지기(센서), 요소수 분사장치 등의 작동 여부가 검사항목에 추가된다. 아울러 현재 수도권(인천 옹진군 제외)에만 적용하고 있는 질소산화물 검사는 2025년 1월1일부터 대기관리권역으로 확대될 예정이다. 이와 함께 개정안에는 매연저감장치(DPF)가 부착된 대형 경유차(2016년 9월1일 이후 제작)의 매연검사 기준도 중소형 경유차와 동일하게 강화하는 내용도 담겼다. 대형 운행 경유차의 정기검사의 매연 배출허용기준은 종전의 20%에서 10%로 강화된다. 박연재 환경부 대기환경정책관은 "이번 개정안은 운행 중인 대형 경유차에서 발생하는 초미세먼지 등 대기오염물질을 감축함으로써 국민건강 향상을 도모하기 위한 것"이라며 "특히 지난해 요소수 수급불균형 사태 이후 대형 화물차들 중심으로 시도되는 불법조작 행위들이 차단될 것"이라고 말했다． leeyb@fnnews.com 이유범 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST) 극한소재연구센터 김종식·하헌필 박사팀이 공장 배기가스 속 질소산화물을 질소로 바꾸는 촉매를 개발했다. 질소산화물은 대기중에서 뭉치면서 미세먼지를 만들어내 대기환경을 나쁘게 만든다. 이 촉매는 질소산화물을 질소로 바꾸는 탈질촉매다. 질소산화물이 많이 배출되는 석유화학공장이나 시멘트공장, 발전소, 제철소 등에서 사용하면 대기오염을 줄 일 수 있다. 15일 김종식 박사에 따르면, 기존에 사용하고 있는 촉매보다 낮은 온도에서도 질소산화물을 질소로 100% 바꿔 공기질을 좋게 만들어준다. 또한 내구성도 3배 이상 향상돼 촉매교환 횟수를 줄이면서 비용절감 효과를 얻을 수 있다. 김종식 박사는 "현재 이 촉매를 여수 석유화학단지와 발전소 등에서 실제 성능을 테스트하고 있다"고 말했다. 공장 굴뚝에서 나오는 배기가스에는 대부분 황이 많이 섞여있다. 그래서 지금까지 쓰이고 있는 탈질촉매는 황에 노출되면 성능이 떨어져 오래 사용하지 못했다. 또한 350도에서 250도 사이에서는 좋은 성능을 보이지만 그 이하의 온도에서는 성능이 떨어졌다. 김 박사는 "이전까지 쓰여졌던 촉매는 350도에서 진소산화물을 질소로 잘 바꾸는데 온도가 그 이하로 내려갈수록 성능이 떨어진다"고 설명했다. 그러면서 "다양한 곳에서 촉매 성능을 개량해 250도에서도 좋은 성능을 보이지만 그 이하의 온도는 마의 영역"이라며 "5도, 10도를 내리는 것 자체가 엄청난 어려움이 있다"고 말했다. 연구진은 이 부분에 초점을 두고 내구성을 높이고 250도 이하의 온도에서도 좋은 성능을 보이는 촉매개발에 집중했다. 그결과 바나듐 산화물과 금속 산화물을 화학적으로 융합해 내구성이 3배 이상 향상된 '금속 바나데이트' 촉매를 개발했다. 이 촉매는 황이 섞인 배기가스에서도 변질되지 않으면서 질소산화물을 질소로 100% 바꿨다. 또한 210도의 배기가스에서도 질소산화물을 질소로 100% 바꿨다. 김종식·하헌필 박사는 바나데이트 촉매를 실제 사용하기 위해 대량생산 연구를 끝마쳤다. 또 두 박사는 KIST 출자회사인 삼성블루텍을 설립하고 국내 및 해외 탈질시장 진출을 위해 준비중이다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 센코 자회사인 환경측정기 제조업체 켄텍이 국내 최초로 대기 중 질소산화물 농도 연속 측정기인 MEZUS 210, NO2 ANALYZER의 ‘미국 환경보호청(EPA) 인증’을 획득했다고 23일 밝혔다. 대기오염측정 대상인 일산화탄소(CO), 오존(O3), 이산화황(SO2), 질소산화물(NOx) 측정기 모두 인증을 얻었다. EPA인증은 미국뿐 아니라 전 세계 해외시장에서 대기오염측정기를 판매하기 위해 필수적으로 요구되는 사항이다. 이번 인증으로 켄텍은 해외시장 진입이 가능해졌다. 이번 인증까지는 앞서 2017년 일산화탄소 측정기 MEZUS310을 시작으로 5년 넘는 시간이 소요됐다. 국내 환경 측정기로는 첫 번째이자, 아시아에서 두 번째 인증이다. 전 세계적으로 따져도 인증 획득 기업은 일본 Horiba를 포함해 5개 안팎에 불과하다. 켄텍은 이를 바탕으로 본격적인 해외 시장 개척에 나선단 계획이다. 모회사 센코의 해외 판매망을 통해 이미 동남아시아에서 상당수 문의를 받고 있다는 게 켄텍 관계자 설명이다. 하승철 센코 대표는 “국내 환경 측정기 시장은 과거 국내 기술력과 선진국과의 격차가 매우 커 대부분 해외 제품이 시장을 점유하고 있었지만 켄텍이 오랜 시간 연구개발을 통해 국산화에 성공했다”며 “미국 EPA 인증 획득으로 해외시장 진출을 본격화해 글로벌 환경 측정기 제조사로 자리 잡을 것”이라고 말했다. taeil0808@fnnews.com 김태일 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 제철소나 발전소의 연소시설에서 나오는 미세먼지 원인물질을 없애는 기술을 개발했다. 현재 이 기술을 포스코 광양제철소에 적용해 성공적으로 운용중이다. 서울대 공대 화학생물공학과 김도희 교수팀은 질소 산화물을 효과적으로 제거할 수 있는 기술을 개발해 10일 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 발표했다. 연구진은 포항산업과학연구원(RIST) 미세먼지연구센터와 산학 공동 연구를 통해 저온에서도 질소 산화물을 제거할 수 있는 바나듐 기반 촉매시스템을 개발했다. 이 시스템에 쓰이는 촉매는 350℃도로 처리하면 다시 사용이 가능하도록 만들어졌다. 질소 산화물은 연소시설에서 발생하는 고온 속 질소와 산소가 서로 반응해 만들어진다. 광화학 스모그와 산성비, 미세 먼지의 원인이 되는 대표적인 환경 오염 물질이다. 연구진은 흡착제나 촉매로 사용되는 다공성 물질 '제올라이트'에 바나듐을 입혔다. 그결과 바나듐에 달라붙은 중황산암모늄을 제올라이트가 흡수해 촉매 반응 시간을 더 늘릴 수 있었다. 이를 바탕으로 220℃의 낮은 온도에서 바나듐 촉매에 쌓이는 중황산암모늄을 곧바로 제올라이트에 흡수시켜 바나듐이 계속 촉매 반응이 일어날 수 있도록 안정성을 가지는 촉매 시스템 개발에 성공했다. 김도희 교수는 "제올라이트 촉매를 물리적으로 혼합해 제조하는 간단하고 저렴한 방법으로 황에 의한 바나듐 촉매의 성능 저하 문제를 해결했다"고 말했다. 또한 연구진은 포항공과대 화학공학과 한정우 교수와의 공동 연구를 통해 제올라이트의 특별한 구조가 반응 조건에서 중황산암모늄 분자를 안정화시키는 효과를 가져온다는 것을 이론적으로 밝혀냈다. 해당 원천 기술은 촉매 제조 방법이 무척 간단하면서 뛰어난 성능 향상을 보인다는 점에서 기존의 다른 기술에 비해 빠른 상용화가 가능했다. 실제로 개발된 신규 촉매는 파일럿 플랜트에서 대규모 검증 작업을 마쳤으며, 현재 포스코 광양제철소에서 상용화돼 성공적으로 운용되고 있다. 김 교수는 "신규 촉매의 우수성을 이론과 실험으로 규명한 연구 결과도 중요하지만, 대학에서 개발한 촉매를 산업계에 기술 이전해 상용화한 사례는 매우 의미 있는 산학 협력 결과"라고 설명했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]  동국제강은 2021년에 정부의 친환경정책에 부응하고자 포항공장 형강생산라인의 가열로에 SCR 설비 1기를, 부산공장의 용융아연도금(CGL) 생산라인에 4기의 SCR 설비를 도입하기로 했다. 14일 동국제강에 따르면 질소산화물은 정부의 대기관리권역법 상 규제대상으로 연료가 고온의 열의 의해 연소할 때 발생하는 물질이다. SCR설비는 조업 과정에서 발생하는 질소산화물을 선택적 촉매 환원법에 의해 수증기, 질소 등 무해한 가스 성분으로 바꿔 주는 대기오염 방지 설비다. 동국제강은 올해 부산 신평공장 가열로에 SCR설비를 도입해 질소산화물 배출을 약 80% 저감 시키는 등 SCR 설비의 효과를 검증한 바 있다. 2021년 포항공장과 부산공장에5기의 SCR 설비가 추가적으로 도입되면 동국제강은 총 6기의 SCR 설비를 운용하게 된다. 동국제강은 6기의 SCR 설비를 운용해 정부의 친환경정책에 적극적으로 부응해 질소산화물의 배출을 저감하겠다는 방침이다. cynical73@fnnews.com 김병덕 기자

[파이낸셜뉴스] 한국전력은 20일 인천시 연평도에서 '1MW급 미세먼지·질소산화물 동시처리 촉매필터 설비' 준공식을 개최했다. 이번 촉매필터 시스템은 섬 지역에 설치된 디젤 발전소에서 배출하는 미세먼지와 질소산화물을 동시에 제거할 수 있는 설비다. 미세먼지와 질소산화물을 동시에 90% 이상 제거, 배출허용기준의 최대 3분의2 이하로 낮출 수 있다. 또 탈질촉매와 먼지필터가 하나로 통합돼 설비 크기도 30% 이상 줄여 공사비와 운영비를 절감할 수 있다. 한전은 연평도 발전소에서 올해 12월까지 '1MW급 미세먼지·질소산화물 동시처리 촉매필터 설비'의 실증을 완료할 계획이다. 이후 국내 섬 지역 발전소는 물론, 디젤엔진을 사용하는 선박과 건물 등 신규시장 발굴 및 사업화를 추진한다. 한전은 현대머티리얼, 희성촉매와 공동으로 지난 2018년부터 개발에 착수한 촉매필터 시스템을 활용해 섬 지역 발전기에도 적용가능한 설비를 개발했다. 김동섭 한전 사업총괄부사장은 "이번 실증설비는 100% 국내 기술로 개발된 디젤엔진 오염물질 저감장치다. 미세먼지, 오염물질 저감을 위한 촉매필터 시스템과 같은 친환경 기술개발에 계속 매진하겠다"고 말했다. skjung@fnnews.com 정상균 기자

앞으로 대기오염물질인 질소산화물에도 대기배출 부과금이 적용된다. 환경부는 이같은 내용의 '대기환경보전법 시행령' 개정안이 24일 국무회의에서 의결되었다고 밝혔다. 이번 개정안은 국정과제 및 지난해 9월 26일 정부 합동으로 발표한 '미세먼지 관리 종합대책'의 후속 조치 중 하나다. 개정안은 그간 먼지, 황산화물 등의 오염물질에만 부과되던 대기배출부과금을 질소산화물에도 부과하도록 했다. 질소산화물 1㎏ 당 부과단가는 그간 산업계의 의견수렴 결과와 사업장의 오염물질 처리비용 등을 감안해 2130원으로 정했다. 질소산화물 배출부과금은 초과부과금과 기본부과금이 동일하게 2020년 1월 1일부터 시행된다. 최소부과 농도는 2020년까지는 사업장의 반기별 평균 배출 농도가 배출 허용 기준 수치의 70% 이상일 경우에만 1kg 당 1490원을 부과한다. 2021년까지는 배출허용기준의 50% 이상일 경우 1kg 당 1810원을, 2022년부터는 배출허용기준의 30% 이상일 경우 1kg 당 2130원을 부과한다. 다만 2020년 1월 1일 당시 질소산화물 오염 방지시설을 개선 중인 사업장은 시·도지사의 승인을 얻어 부과금 부과를 유예받을 수 있다. pride@fnnews.com 이병철 기자

세계적인 친환경 기술 기업으로의 도약을 준비하는 지방 강소기업이 있다. 탈질촉매(DeNOx Catalyst) 전문 생산 제조업체인 대영씨엔이가 주인공이다. 최근 서울 여의도 중소기업중앙회관에서 만난 대영씨엔이 노세윤 대표(사진)는 "10여년간 쌓아온 기술력을 바탕으로 국내외 화력발전소 탈질.탈진 시장에서 매출을 늘리겠다"면서 "올해 매출은 지난해의 2배가 넘는 580억원 가량을 달성할 것"이라고 자신감을 나타냈다. 대영씨엔이의 지난해 매출액이 248억원인 가량으로 추정되는 것을 고려하면 다소 지나친 목표로 볼 수 있지만 노 대표의 자신감엔 그럴만한 이유가 있다. 바로 파리기후변화협약이 지난해 11월 발효됨에 따라 세계적으로 환경 규제가 강화됐고 이로 인해 대형 발전소의 온실가스 배출 저감설비 시장이 큰 폭의 성장세를 보일 것으로 전망되기 때문이다. 노 대표는 "국내에서는 2020년까지 한전의 모든 화력발전소들이 관련 설비를 개선해야 한다"며 "세계적으로 공급이 수요를 따라가지 못하는 시장 환경이 조성되고 있다"고 설명했다. 대영씨엔이는 촉매 및 도료사업을 중심으로 신규 사업인 탈질, 탈진, 설비, 촉매 기술을 통한 대기오염 물질을 제거하는 기술을 보유하고 있다. 지난해에는 대영케미칼을 흡수합병해 신규사업을 확대하고 사업 포트폴리오를 재구성하기도 했다. 탈질은 대기오염원에서 질소산화물을, 탈진은 미세먼지를 제거하는 작업을 말한다. 대영씨엔이는 현재 한국남동발전, 한국남부발전, 한국동서발전, 한국서부발전, 한국중부발전 등 5대 발전사에 납품하고 있으며 대만, 중국, 사우디아라비아, 태국 등의 해외 발전소에도 수출을 추진중이다. 올해 새롭게 확보한 수주 물량도 상당하다. 한전의 5개 발전소와 대만의 발전소에서 100억원 규모의 물량을 수주했다. 지난해 매출액 추정치 248억원의 40%를 넘는 금액이다. 중국에서의 매출도 큰 폭으로 늘어날 것으로 기대하고 있다. 노 대표는 "현재 중국 내 발전소의 탈질시설 보급률은 28%에 그치고 있다"면서 "이러한 시장 상황에서 중국 정부가 최근 탈질소산화물 환경 정책을 발표해 관련 산업의 급격한 성장이 예고되고 있다"고 말했다. 대영씨엔이는 지난 2013년 중국 산시성 서안에서 SDRI그룹(전력 기기 그룹)과 합작법인을 설립하고 탈질촉매 생산기술 설비를 중국에 제공하는 조건으로 촉매 생산설비를 독점 공급하고 있는 상황이다. 대영씨엔이는 합작 법인의 지분 30%를 보유하고 있다. 그는 "중국발 호재로 성장에 한층 탄력을 받아 탈질촉매와 더불어 앞으로 암모니아슬립 같은 특수촉매 개발에도 적극 나설 계획"이라며 "지속적인 연구개발을 통해 진정한 글로벌 강소기업으로 거듭날 것"이라고 자신했다. 대영씨엔이는 생산설비 증설 등을 위해 이르면 올 하반기, 늦어도 내년 상반기에는 기업공개(IPO)를 할 예정이다. 주간사 선정도 마친 상태다. yutoo@fnnews.com 최영희 중소기업전문기자

현대·기아자동차 남양연구소 배기개발팀 연구원들이 이번에 산학연구를 통해 개발한 배출가스 저감 장치 촉매인 '고내열성 질소산화물 저감촉매'에 대해 의견을 나누고 있다. 현대.기아차가 대학 연구팀과 손잡고 디젤차의 배기가스를 줄이면서 연비 개선이 가능한 질소산화물 저감 촉매 물질을 개발했다. 현대.기아차는 포항공대 연구팀과 산학 연구를 통해 디젤 차량의 배출가스 저감 장치 정화 성능을 향상시키는 세계 최고 수준의 '고내열성 질소산화물 저감 촉매'를 개발했다고 23일 밝혔다. '카파 엘티에이(Cu-LTA)' 제올라이트이라는 물질로 디젤차 배기가스 정화 기술 중 하나인 선택적 환원 촉매(SCR) 장치에서 사용될 수 있는 촉매이다. SCR 장치는 요소수를 이용해 차량의 배출가스 중에 존재하는 질소산화물을 인체에 무해한 질소와 물로 변환시키는 배기가스 저감 장치다. 고온의 배기가스를 견뎌야 하는 촉매를 확보하는 것이 핵심이다. 연구팀이 이번 산학 연구를 통해 신규 개발한 촉매 물질인 'Cu-LTA'는 기존 촉매 대비 내열성능이 150℃ 높아졌다. 현존하는 모든 디젤 차량의 배기가스 온도 조건에서도 안정성을 유지할 수 있는 세계 최고 수준이다. 상용화가 되면 엔진의 사용 영역이 확대되고 연비 개선 또한 기대할 수 있다. 또 고가의 기존 물질을 대체해 비용 절감은 물론, 고부가가치 원천기술 국산화로 기술 로열티 수익까지 예상된다. 현대.기아차 관계자는 "내연기관 친환경화를 주도할 수 있는 정화 기술을 국산화했다는 점에서 의미가 깊다"며 "향후 학계 및 협력사 등과도 지속적인 연구개발을 통해 배출가스 정화 기술 개발을 선도해 나가겠다"고 말했다. winwin@fnnews.com 오승범 기자