정부의 재활용 권장 정책에 따라 최근 3년간 석탄 저회(Bottom Ash) 관련 특허출원이 활발하다.

특히, 콘크리트 혼화재나 단열재 등 원료 용도로 출원이 크게 증가했다. 이는 버리던 석탄 저회가 부가가치 높은 친환경 신소재로 주목받고 있다는 의미다.

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석탄재(Coal Ash): 석탄화력발전소에서 석탄을 연소시킨 후 남는 부산물로, 크기가 미세해 공중에서 포집되는 비회(Fly Ash)와, 크기가 상대적으로 커서 보일러 바닥에 떨어지는 저회(Bottom Ash)로 나뉜다. 전체 석탄재 중 약 85%를 차지하는 비회는 대부분 콘크리트 등의 건축자재로 재활용되지만, 약 15%를 차지하는 저회는 유해 물질인 염소 등을 포함하기 때문에 대부분 땅에 묻어 버리고 있다.

특허청에 따르면, 지난 10년(‘10~’19)간 석탄재 중 저회와 관련된 특허 출원 건수는 총 484건에 달했다. 특히 최근 3년간(‘17~’19)의 연평균 출원 건수는 56건으로, 직전 3년간(‘14~’16)의 45건에 비해 24% 늘었다.

연도별 특허출원 건수 (‘10년~’19년, 총 484건 )

이러한 증가는 지난 2016년 5월 국회가 ’자원순환기본법‘을 제정한 후, 석탄재 재활용을 정책적으로 적극 권장해 왔기 때문으로 분석된다.

지난 10년간 출원된 전체 484건을 기술별로 살펴보면, ▲경량골재 용도가 158건(33%) ▲콘크리트 및 시멘트 용도(콘크리트 혼화재, 시멘트 원료, 시멘트 2차제품 원료, 시멘트 클링커 제조원료 대체용)가 151건(31%), ▲성토용, 복토용, 도로용, 배수층용 골재 용도가 37건(8%) ▲상토비료원 용도가 33건(7%) ▲ 요업재료 및 단열재 등 원료 용도가 31건(6%) 등 저회의 재활용 용도와 관련된 출원이 많은 부분(총 425건, 88%)을 차지했다. 그 외에 저회 정제, 선별, 이송 등의 출원이 59건(12%)으로 파악됐다.

기술별 특허출원 건수 (‘10년~’19년, 총 484건)

용도별로 최근 3년간(‘17~’19) 누적 출원 건수를 직전 3년간(‘14~’16)과 비교하면, ▲ 레미콘 등 콘크리트 혼화재 용도가 82%(33건→60건) ▲ 요업재료 및 단열재 등 원료 용도가 78%(9건→16건) 증가했다. 이는 단순한 매립지 성토 용도가 아니라 부가가치가 높은 용도로 저회를 활용하려는 시도가 활발하기 때문으로 판단된다.

연도별 특허출원 건수 (‘10년~’19년, 총 484건)

출원인별로는 ▲중소기업이 234건(48%) ▲개인이 98건(20%) ▲대학이 52건(11%) ▲공기업이 32건(7%)을 각 출원했고, 외국인은 13건(3%)으로 미미했다. 이는 산업부산물 처리는 주로 국내 중소 영세 업체에서 이루어지고, 석탄 저회의 운송이 어려워 외국기업의 진입이 힘들기 때문으로 보인다.

상위 출원인 현황을 보면, 공기업으로서 ▲㈜한국남동발전 12건 ▲㈜한국남부발전 9건 ▲㈜한국중부발전 9건 ▲중소기업으로서 건축·토목용 결합재를 생산하는 ㈜대웅 11건 ▲대학으로서 인공경량골재를 연구하는 공주대학교 9건 ▲연구소로서 콘크리트의 시멘트 대체재를 연구해온 한국건설기술연구원이 9건을 출원하여, 저회를 자원으로 재활용하기 위해 적극적으로 노력하고 있음을 알 수 있다.

특허청 손창호 기초재료화학심사과장은 “버리던 석탄 저회를 이용한 기술 개발은 폐기물 처분 부담금 문제는 물론 매립지 부족과 환경 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 모래나 자갈 등 천연 골재를 대체하여 자원 선순환에도 기여한다”고 설명했다.