환경규제 대응 시멘트업계 '고심'…SCR 도입 망설이는 이유

독일 베쿰 공장 등 주요 시멘트 공장, SCR 부작용으로 부담
기술 검증 완료되지 않아, 수조원 투자 '매몰 비용' 전락 우려

시멘트업계가 정부의 질소산화물(NOx) 배출규제 강화를 앞두고 난관에 봉착했다. 정부의 환경 기준에 맞추기 위해 '선택적 촉매 환원법(SCR)'을 도입해야 하지만, 대규모 투자와 함께 저감 효과도 검증되지 않아 자칫 대규모 투자가 매몰 비용으로 전락할 수 있어 고심을 거듭하고 있다.

정부는 지난 9월 충북지역 시멘트업체의 NOx 배출량을 2025년 135ppm에서 2029년 110ppm까지 단계적으로 줄이는 내용의 '대기관리권역의 대기환경개선에 관한 특별법 시행규칙 일부개정안(대기관리권역 특별법)'을 입법 예고, 내년 시행할 예정이다.

쌍용C&E 동해공장의 시멘트 제조설비. 쌍용C&E 제공

시멘트는 석회석 등 원료에 1500℃ 이상의 열을 가해 시멘트 반제품인 클링커를 만드는 과정에서 NOx가 다량 발생한다. NOx 저감을 위해 시멘트 업체는 배출가스에 요소를 분사, 질소와 물로 변환시키는 '선택적 비촉매 환원법(SNCR)'을 사용한다.

그러나 정부의 강화된 환경기준에 맞추기 위해서는 현재의 SNCR 시스템으로는 불가능하다. SCR 시스템은 배출가스를 내장된 별도의 설비로 보내 NOx를 제거하는 기술이다. SNCR 시스템을 통해 50%가량의 NOx가 제거된다면, SCR 시스템으로는 80~85%가량 NOx가 제거되는 것으로 알려졌다.

SCR 시스템은 온도에 따라 촉매의 반응이 다르고, 별도의 설비를 만들어야 하는 만큼 기술이 까다로우며, 업계 전체 킬른 36기에 SCR 시스템 장착 시 최소 1조원 이상, 설치 후에도 매년 7000억원 이상의 운영비 소요가 예상된다. 시멘트업계는 "SCR 시스템에 대한 기술 검증이 완료되지 않아, 수조원을 투자하더라도 이 비용이 매몰 비용으로 전락할 수 있다"는 입장이다. 이에 시멘트업계는 SCR 시스템에 대한 기술적 검증이 확인될 때까지만이라도 NOx 배출 기준을 최종 110ppm에서 120ppm으로 완화해 달라고 요청한 상태다.

SCR 시스템의 기술적 완성도 관련, 세계적 시멘트 전문지 '월드 시멘트'는 2020년 8월과 2023년 10월 등 수차례에 걸쳐 2018년부터 2019년 사이에 SCR 설비를 설치·운영 중인 독일 주요 시멘트 공장에서 먼지 축적과 촉매성능 저하 등 다양한 문제점이 드러났다고 보도한 바 있다.

월드 시멘트 보도에 따르면, 홀심이 운영하는 독일 칼스도르프 공장의 경우 먼지 축적과 촉매 성능 저하로 SCR이 제대로 작동하지 않아 수시로 SCR 가동을 중단하고 보수작업을 해야 했다. 촉매 청소시스템과 먼지 축적 방지 시스템을 보강해 재설계했지만, 기존 설비와의 통합에 어려움을 겪으면서 추가 공정조정과 지속적인 유지·보수를 필요로 하는 바람에 수많은 비용이 추가로 발생했다.?

프랑크푸르트 인근의 홀심 베쿰 공장도 먼지 축적으로 촉매가 막히고, 배출가스 온도조절도 최적 범위에서 벗어나 NOx 제거 성능이 낮아지는 등 문제가 계속되면서 설계 변경을 통해 재설치해야 했다. 이미 SCR 도입에 1420만유로(약 213억5000만원)를 투자하고도, 추가로 유지보수 비용이 투입되면서 경제적 어려움을 겪어야 했다.

이탈리아 부치우니쳄그룹의 디커호프 브랜드가 소유한 튀링겐주 소재 도이나(Deuna) 공장도 좁은 공간에 SCR 시스템을 설치하면서 여러 차례 설계를 수정해야 했다. 또 SCR 가동 이후 먼지 부하 문제 등으로 설비가 자주 가동을 멈추면서 촉매와 청소 시스템 배치를 위한 여러 차례의 설계 수정과 재설치 과정을 거치면서 가동 중단기간이 길어지면서 회사에 큰 부담을 안겼다.

월드 시멘트는 이런 사례를 통해 "이런 문제들은 독일의 다른 시멘트 공장들에서도 자주 발생하는 문제로, SCR 시스템의 운영이 까다로운 환경에서는 특별한 유지 관리와 기술적 개선이 필요하다는 점을 보여준다"고 분석했다.

독일 시멘트 업체들이 강력한 환경규제 준수를 위해 도입한 SCR 시스템이 국내 시멘트 업체가 운영하는 시멘트공장(연산 300만t 이상)보다 훨씬 작은 규모(연산 100만t 내외)인데도 이런 부작용을 겪고 있는데, 대형 생산설비를 보유한 국내 시멘트공장에 SCR 시스템을 그대로 적용할 경우 부작용은 물론, 정부가 제시한 규제를 준수할 수 있을지 확신할 수 없다고 시멘트업계는 주장한다. 업계 관계자는 "정부의 규제치 110ppm은 독일 시멘트 공장과 같은 부작용이 나타나지 않는다는 전제하에 SCR 시스템을 통해 거둘 수 있는 최적의 효율성을 나타낼 때 달성 가능한 수준"이라면서 "정부와 시멘트업계 간 인식차가 너무 크다"고 말했다.

한국시멘트협회 관계자는 "시멘트업계는 현재도 기존 저감 설비 효율 최적화 추진, NOx 발생 저감형 생산설비로의 개조, 고효율의 새로운 저감 기술연구 등 다양한 노력을 지속 전개하고 있다"면서 "SCR 시스템의 기술적 안정성이 확보될 때까지 업계 현실을 고려한 규제기준 완화가 꼭 필요하다"고 호소했다.

이에 대해 환경부 관계자는 "시멘트 업계의 규제완화 요청에 대해 종합적으로 검토중이며, 절차에 따라 진행할 것"이라고 말했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr