정대운 교수 연구팀의 연구성과 요약도.(사진=국립창원대 제공)

국립창원대학교는 환경에너지공학전공 정대운 교수 연구팀이 도시 고형폐기물의 고부가가치 에너지 전환 가능성을 정량적으로 입증한 연구 결과를 에너지분야 세계적 권위의 저널 ‘Energy(IF: 9.0, JCR 상위 3.8%(3/78) in Thermodynamics)’에 게재했다고 16일 밝혔다. 이번 연구는 SK에코플랜트, 한국생산기술연구원, 고려대학교와의 산학연 공동연구로 수행됐으며, 폐자원 에너지화 기술의 실용화 가능성을 기술적·경제적·환경적 관점에서 통합적으로 분석했다는 점에서 높은 평가를 받았다.

정대운 교수 연구팀은 도시고형폐기물의 대표적인 처리 기술인 ▲가스화 ▲열분해 ▲소각을 기반으로, 수소, 메탄올, 합성가솔린, 전기 등 고부가가치 에너지 생산을 목표로 한 8가지 시나리오(S1~S8)를 설계했다. 각 시나리오에 대해 기술-경제성 평가(TEA), 생애주기 평가(LCA), 민감도 분석 등을 수행해 경제성과 환경성의 종합적 비교·분석을 시도했다.

기술-경제성 평가 결과, 수소 생산 시나리오(S3)는 1.68/kg, 메탄올 생산 시나리오(S4)는 $0.35/kg의 생산단가를 기록하며 시장 평균 대비 높은 가격 경쟁력을 확보했고, 합성가솔린 생산 시나리오(S7)는 디젤 및 전기 등 부생연료(co-products) 생산을 통해 경제성 및 환경성 모두에서 뛰어난 결과를 나타냈다. 반면 소각 기반 시나리오(S8)는 상대적으로 경제성은 높았지만 온실가스 배출 측면에서는 한계가 확인됐다.

민감도 분석에서는 ▲생산 속도 ▲연간 가동 시간 ▲ISBL 자본비용 ▲가변 운영비 등의 주요 변수들이 생산단가에 미치는 영향을 정량적으로 분석했으며, 이는 지역별 여건에 따라 맞춤형 폐기물 에너지화 시스템 설계가 필요함을 시사한다.

특히 이번 연구는 기존의 단일 공정 중심의 분석을 넘어, 다양한 기술 옵션을 동일 기준에서 종합 비교한 시나리오 기반 통합 분석이라는 점에서 학문적·정책적 기여도가 크며 향후 지역 폐자원 활용 정책, 수소경제 전환 전략, 탄소중립 실현 방안 등과의 연계 가능성도 높게 평가된다.

정대운 교수는 “이번 연구는 폐기물이 단순한 처리 대상이 아니라, 수소경제 전환과 탄소중립 시대의 전략적 자원이 될 수 있음을 정량적으로 실증한 결과”라며 “향후 관련 정책 및 산업 전략 수립에 실질적 기여를 할 수 있을 것”이라고 설명했다.