2022-04-06 07:12

2023년 (회계년도란 향후 최종사업으로 선정된 경우 정부예산이 반영되는 년도입니다.)

친환경 소재(무기물인 폐유리, 폐유황)를 사용한 탈플라스틱 대체용 해상 부유물

▪ 제안 목표
- 온실가스 배출 감축을 위한 수산 양식용 플라스틱 부표 대체소재 기술 개발 및 부표 사용 저감 방안

▪ 제안 배경
- 해조류, 굴 양식장*에 사용하는 55만 개의 부표 중 72% 수준인 39.4만여 개의 부표가 스티로폼 부표로 추정
* 해수면 표층을 활용하는 수하식 또는 부류식 양식법에 따라 다량의 부표가 소요됨

- 우리나라 해안에서 관측되는 55% 상당의 플라스틱이 스티로폼 부표에 의한 것으로 미세플라스틱 발생 등 깨끗한 해양환경 조성을 위한 정책추진필요

▪ 제안 내용
- 폐유리 분말을 발포하여 얻은 경량의 발포유리비드를 주 재료로 사용하되, 일정한 모양의 틀을 만들기 위해 접착제로서 폐유황을 친환경 개질제로 용융합성한 환경 친화적 개질유황과 시멘트, 무기소재등과 혼합, 개질유황 경량 방수 콘크리트 형태로(친환경 개질유황 콘크리트 특허기술을 접목) 경제적이고 내구성이 좋은 환경 친화적 해양 부유물을 제작

- 사용한 주재료인 폐유리와 폐유황은 모두 무기물질로서 생활폐기물과 산업폐기물로 버려지는 소재를 활용한 것으로 폐기물의 재활용 측면과 유용자원 활용에 있어 최적의 조합이며, 파손 시에도 해양에서 자연동화가 되어 미세플라스틱을 발생시키지 않는 100% 친환경 재료로서 온실가스 배출 감축과 플라스틱 부표 대체 소재로 중장기적으로 기존 플라스틱 부표를 대체할수 있는 소재로 제안

- 제안드리는 해상 부유물은 기존 플라스틱 부표가 가지는 부력과 내구성의 특성을 가지면서도 친환경적 요소, 재활용성을 가진 부유물로서 폐자원을 활용함에 따라 경제성 또한 갖추고 있다고 할 수 있음

- 본 아이디어에는 2가지 특허기술이 사용되었으며, 주 재료로 사용한 발포유리비드 제품은 이미 특허를 활용하여 상용화에 성공한 제품을 사용하였지만, 작은 알갱이 모양의 유리비드를 원하는 모양의 해상 부유물로 만들기 위해서는 기존 부표가 가지는 부력, 내구성을 재현하기 위해 제안자가 가진 친환경 개질유황 바인더 특허기술을 사용해야 했음. 개질유황 바인더는 발포유리비드가 가진 부력을 살려주고, 시멘트, 무기재료등과 결합하여 방수, 방청, 강한 내염성, 내화학성, 항균성등의 개질유황의 특성으로 기존 토목·건축 재료의 내구성을 향상시켜 주므로 친환경적이면서 저비용, 고기능성을 가진 신소재 부표 를 실현시켜 줄수 있음. 또한 가공성도 개선되어 벽돌 제조와 같은 단순시설로도 부표의 대량 생산이 가능함.

▪ 제안 우수성
1) 경제적 우수성
-비용적인 측면을 고려한 경제성에 있어서도 타 부표 대비 우수성을 보여줌
-비용 비교를 위해서는 원가구성 성분별로 비교가 필요하다. 먼저 재료의 구성을
살펴보면, 다음으로 구성
*발포유리비드 70%과 시멘트, 펄라이트, 개질유황, 혼화제등이 30% 정도로서 발포유리비드와 개질유황은 폐기물을 재활용하는 것으로 대량 생산인 경우 구매단가가 낮아질수 있어 단가는 떨어질수 있음.
*60리터 기준 부표가격 : 스티로폼 부표 5,000원/개, 친환경인정 부표 20,000원/개, 개질유황 바인더 적용 발포유리비드 부표 예상가격은 약 15,000원~30,000원/개

2) 기술적 우수성
- 개질유황 바인더 적용 발포유리비드 부표의 대부분의 재료가 모두 무기물이며, 기존 부표가 석유계열의 합성수지를 사용하여 온실가스 배출 및 플라스틱에 의한 해양오염을 유발하는 물질을 사용하였다면, 제안자가 제시하는 부표는 모든 재료에 있어서 석유계와 같은 화학자원 사용을 배제한 무기물로 구성되어 있으며, 구성 성분의 대부분이 폐기물 재활용임. 폐유리병 재활용한 발포유리비드, 정유공장의 폐유황을 재활용한 개질유황, 건설폐기물을 재활용한 시멘트 등 골재 95% 이상이 친환경 소재를 사용한 것이며 친환경 개질유황 특허기술을 이용 생산공정을 개선하여 상온에서 단순제작을 통해 대량 생산이 가능함.

- 제조 과정도 상당히 간단하게 제조가 가능하며, 기존 개질유황 물질들은 석유에서 추출한 유독한 화학물질을 개질제로 사용하며 사용시 열을 가해서 시공하는 방식이지만, 제안자가 가진 특허인 친환경 개질유황 물질은 친환경 소재 개질제를 사용하고 상온에서 액상으로 사용이 가능하므로 온실가스 배출 저감에 우수성을 지닌다고 볼수 있음.

3) 기타 차별성 및 경쟁력 요인

-친환경 개질유황 바인더를 적용한 발포유리비드 부표는 기술 특허를 활용하여 실험실적으로 구현한 제품 아이디어로서 아직 상용화에 따른 문제점은 현장 적용시 나타날 수 있음. 하지만, 상용화 설비는 기존 발포유리비드 제품과 개질유황 바인더를 접목시 초기에는 별도의 압축기 등을 사용하였으나, 압축 과정에서 경량 유리비드의 파손 및 부력이 없어지는 문제가 있어 제품 각각의 특성을 살리기 위해 상온, 액상 상태에서 바로 경화가 되는 기술을 적용하여 일정한 틀안에서 재료들을 혼합하여 찍어 낼수 있어서 벽돌 공장 같은 간단한 제조설비만으로도 대량 생산이 가능한 것이 큰 특징으로 볼수 있음

-수산 양식용 부표의 경우 로프를 사용하여 양식 대상을 매달거나 양식하므로 기존 부표에 로프를 결속하여 사용하므로 결속이 약하여 유실되는 사례가 많았음. 이런 문제점은 제안자의 발포유리비드 부표를 사용할 경우 해결이 가능함. 즉, 바인더가 상온, 액상 상태에서 재료를 혼합하여 고형화가 가능하므로, 미리 로프를 혼합물에 넣어서 고형화를 할 경우 결속력이 강하여 유실되는 사례가 적어질 수 있음

- 수산 양식용 부표의 제조 시, 고형화의 크기와 모양을 간단히 변경할 수 있어 기타 탈 플라스틱 해양 부유물로(폰툰, 부운교등) 제작할 수 있음.

▪ 기대효과
- 1) 온실가스 배출 감축은 폐기물을 재활용한 친환경 소재 사용 및 제조과정에서 별도의 가열설비 등이 필요하지 않으므로 획기적인 온실가스 감축을 볼수 있으며,
-2) 기존 부표의 유실 및 파손에 따른 해양 환경 오염에도 영향이 없으며
-3) 비용적인 경제성 측면에서도 폐 자원의 재활용과 기존 친환경인정 부표에 비해 대량생산시 가격 경쟁력이 있으며
-4) 재활용 측면에서도 대부분이 무기물질이므로 파쇄후 건설 자재 또는 경량 콘크리트 원료로 다시 재활용이 가능하며,
-5) 특허 기술을 활용한 부표이므로 국내 뿐만 아니라 글로벌적으로도 친환경 소재 부표로서 기후변화 대응 및 친환경 제품으로 수출 증대 및 한국의 위상 제고에도 도움이 될수 있음
-이를 위해서는 개질유황 바인더 적용한 발포유리비드의 상용화를 위한 정부 차원의 기술 개선 지원과 지속적인 관심이 필요함. 현재는 실험실 단계의 제품 개발이므로 대량 생산 및 기술 개발을 위한 지원이 절실함

 (백만원)