▲ (左측 상단부터) 완성된 검증플랜트와 폐기물을 가열해 플라스틱을 분해, 알루미늄을 꺼내는 건류로와 알루미늄에 특수 알칼리용액을 반응시켜 고순도 수소를 만드는 수소발생기 (사진출처:NEDO).

일본이 재활용이 힘든 종이, 플라스틱, 알루미늄계 폐기물에서 수소를 만드는 시스템 상용화에 나선다. 향후 수소 뿐만 아니라 다른 부산물들에 대한 검증까지 실시해 활용도를 높인다는 계획이다.

NEDO(신에너지 종합 개발 기구)는 지난 22일 알하이테크(주)와 아사히인쇄(주) 도야마 공장 안에 알루미늄계 복합 폐기물에서 수소를 발생시키는 NEDO프로젝트 검증 플랜트 완성하고 가동을 시작했다고 밝혔다.

해당 플랜트에서는 향후 1시간당 최대 5Kg(연료전지 차 주행거리 약 700km 충전량)으로 수소를 생산한다는 계획이다.

알하이테크(주)는 재활용이 어렵다고 알려진 알루미늄계 폐기물에서 알루미늄을 분리하고 수소를 발생시키고 발전에 이용하는 시스템을 독자 개발하고 2014년 12월부터 NEDO와 ‘전략적 에너지 절약 기술 혁신 프로그램’에서 알루미늄계 폐기물 재생 공장의 실용화를 위한 개발에 임해 왔다.

아사히 인쇄 도야마 공장은 의약품 패키지를 생산하는 회사의 핵심 공장에서 제조 과정에서 발생하는 알루미늄 복합 폐기물을 원료로 사용한다. 이러한 복합 폐기물은 일반적으로 재활용이 어렵고, 소각이나 매립 등의 방법으로 처분되는 경우가 많다.

알루미늄계 폐기물의 재활용 과정은 다음과 같다. 우선 종이·알루미늄·플라스틱 복합 폐기물에서 펄퍼형 분리기에서 펄프 성분을 꺼내고 남은 알루미늄 플라스틱을 건류로에서 가열하면 가스·오일과 고순도의 알루미늄으로 분리된다.

마지막으로 수소 발생 장치에서 분리 회수한 알루미늄과 알하이테크(주)가 자체 개발한 특수알칼리 용액을 반응시켜 발생시킨 수소를 발전 등에 이용한다는 계획이다.

이처럼 완성된 검증 플랜트는 펄퍼형 분리기, 건류로, 수소 발생 장치에서 되어, 지금까지 공장에서 배출되는 알루미늄계 단재 등을 사용한 동작 확인을 실시했으며 1시간당 2kg의 수소를 발생시키는 데 성공했다. 향후 수소 발생량은 최대 1시간당 약 5kg로 늘린다는 계획이다.

이는 연료전지 발전에 이용하면 50kW의 전력에 해당하며, 연료전지차 1대를 충전할 수 있는 양(주행 거리 약 700km)이다. 향후엔 수소스테이션에 적용도 검토 중이라고 밝혔다.

또한 처리과정에서 추출되는 펄프, 기름, 수산화 알루미늄에 대해서도 유효성·경제성 검증도 계속 실시한다는 계획이다.

NEDO는 본기술이 폐기물 저감뿐만 아니라 에너지와 수소를 만들고, 재사용이 가능한 수산화 알루미늄 등 부산물도 생산해 기업의 수익성 향상에 도움이 될 것으로 기대하고 있으며 향후 인쇄공장, 패키지공장, 금속공장 등에도 이 기술을 적용한다는 계획이다.