[제언] 폐플라스틱으로 철도 침목 만들자

-플라스틱만이 문제이고 다른 재질의 자원은 사용이 증대되어도 문제가 없는 것인가.
-쓰레기는 쓰레기답게 처리해야 하는데 세련된 방법으로만 다루려고 하지는 않는가.
김혜태 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2018-09-06 09:56:00
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지난 3월 중국의 폐기물 수입 금지 조처의 여파로 전국에 소위 ‘쓰레기 대란’이 일어났다. 그중에서 가장 심각한 것이 폐플라스틱 필름류였다. 수거 중단에 따른 전국 아파트 단지를 비롯한 주택가 골목에서도 폐플라스틱 필름류가 금세 산더미처럼 쌓여갔다. 이와 관련하여 비단 플라스틱류만이 아닌 모든 폐기물의 처리에 한 번 짚어보아야 할 사안이 생겼다. 즉, ‘플라스틱만이 문제이고 다른 재질의 자원은 사용이 증대되어도 문제가 없는 것인가’와 ‘쓰레기는 쓰레기답게 처리하여야 하는데 세련된 방법으로만 다루려고 하지는 않는가’하는 것들이다. 따라서 폐자원, 특히 폐플라스틱 필름류를 다룸에 있어 환경에 가장 적은 폐해를 미치면서도 적극적인 재활용 방안에 대해 독자와 함께 생각해 보기로 한다.

폐플라스틱만 문제인가
1909년 벨기에계 미국인 레오 베이클랜드가 페놀과 포르마린을 화합시켜 최초의 플라스틱인 베이클라이트를 합성한 이후, 플라스틱산업도 석유화학의 발전과 함께 눈부시게 진화하여 이제 플라스틱은 우리 생활과 산업에서 떼려야 뗄 수 없는 중요한 물질이 됐다. 그간 총생산량 누계가 약 83억 톤에 이르렀고, 현재 전 세계 연간 생산량은 약 4억 톤이나 된다. MSW(도시고형폐기물) 중에서 차지하는 비율도 가파르게 늘어 1960년대는 1%에 불과했던 것이 2000년에는 10%대까지 급증했다.
전 세계적으로 보면 쓰고 난 뒤의 플라스틱은 대부분이 쓰레기로 버려져 9% 정도만 재활용되고 있다는 통계가 있다. 나머지는 소각(12%)되거나 매립 또는 바다로 흘러 들어가고 일부는 마이크로 비드화까지 되어 심각한 환경오염원으로 작용하고 있는 것은 이미 아는 바와 같다. 그러나 그 기능성과 편리성으로 인해 오늘도 미얀마의 메콩강 수상시장에서부터 페루의 산골 편의점에 이르기까지 비닐봉지를 위시하여 플라스틱 필름 포장재는 여전히 유용하고 많이 쓰인다. 어쩌면 완전한 근절은 물론 대체는 사실상 불가능할 것으로 보인다. 1인당 플라스틱 사용량 부문은 물론 1인당 연간 비닐봉지 사용량에서 우리나라가 각각 132.7kg과 420개로 세계에서 수위권을 달리고 있다니 폐플라스틱 사용 감축과 재활용 문제에 대해 우리나라는 더 각별하고 구체적인 관심을 가져야 하겠다.

이런 의미에서 비닐봉지의 판매가를 높여서라도 폐플라스틱의 남용을 억제하고자 하는 사회적 공론에도 동의한다. 그러나 플라스틱 사용을 대신하여 다른 재질의 자원을 사용하자는 데는 무턱대고 찬성만 할 수 없다. 굳이 삼림 훼손 같은 문제는 언급하지 않더라도 마치 종이는 생산은 물론 재활용에서 전혀 환경적·에너지적 측면에서 부하가 무시될 정도로 간단히 말할 사안이 아니기 때문이다. 플라스틱 문제가 아무리 무겁다 하더라도 다른 부문의 문제점도 함께 고찰하고 고민하는 균형적인 자세가 필요한 것이다.
종이만 하더라도 지질(紙質) 향상 등을 위해 함유된 중량비로 최대 약 27%의 부원료가 재활용공정에서 그대로 빠져 나와 환경에 부하를 줄 뿐만 아니라 에너지 소요도 막대하다. 즉, 종이의 재활용이 종이 남용이나 사용 확대의 면죄부가 아님을 인식하여야 한다. <표 1>의 제지 원료별로 판지공장 폐수에 미치는 오염부하를 보면, 고지 1톤이 종이 1톤과 환경적으로 등가치성을 가질 수 없다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

기회 있을 때마다 강조하지만, 종이는 물론 플라스틱도 최소한 아껴 쓰고, 최대한 재활용하여야 한다. 그런데 우리는 종이는 재활용이 쉬운데 플라스틱은 재활용이 어렵다고 단정하여 아예 플라스틱의 순기능까지 무시하는 경향이 있다. 이는 한편으로는 맞으며 두 가지 사실에 근거하여 인정할 수 있다.
첫 번째가 종이와 달리 플라스틱은 종류가 많고, 특히 범용 플라스틱만도 예닐곱 가지가 있으며, 이들 간에는 <표 2>에서 보는 바와 같이 서로 간에 상용성(compatability)이 없거나 적다는 것이다. 두 번째는 폐플라스틱 재활용이나 처리에 너무 세련된 방법만 고려하고 동원하려다 보니 비용도 많이 들고 결국 재활용이 활성화되지 못하는 것이다. 물론 이때까지는 재활용기술, 즉 상용성 부족의 극복에 필요한 기술의 뒷받침이 미흡했던 것도 배제할 수는 없고, 경우에 따라서는 우리 스스로 매우 까다롭게 여긴 것들도 있었다. 그러나 결론부터 말하면 ‘폐기물’은 ‘폐기물답게’ 처리하여야 한다. 세련된 방법만 주목하고 있기에는 우리나라에서 연간 플라스틱의 사용량이 너무 많다. 한 해에만 약 700만 톤에 이르고 있지 않은가. 

 

사안이 다소 다르기는 하지만, 폐플라스틱 처리를 너무 세련되게 대우하려는 인식에서 파생된 것에는 생분해성 또는 생붕괴성 플라스틱의 도입도 있겠다. 사용하고 난 뒤 재활용하지 않고 그냥 매립처분하면 미생물 등의 작용으로 분해되어 평균 플라스틱 분해 소요기간인 500년보다 훨씬 빠르게 자연으로 되돌아갈 수 있다는 생분해성 플라스틱에 대한 것이다, 물론 이 문제는 다양한 각도에서 더 활발히 논의 되어질 필요는 있지만 방향도 맞고 또 궁극적인 목표도 확고해 보인다. 그러나 현실을 토대로 이야기하면 생분해성 플라스틱의 개발까지는 몰라도 실제로 생활과 산업에 도입은 너무 나이브하다.  

 

다시 말하여 물류의 흐름이 있고 치열한 품질경쟁이 있는 오늘날의 시장을 테스트 베드로 삼아도 될 만큼 지금은 한가로운 시대가 아니다. 그럼에도 불구하고 당장 생분해성 플라스틱의 도입을 주장하거나 홍보하는 측에서는 생분해성 플라스틱 포장재가 마치 환경친화성 포장의 완결판로 여기고 있다는 느낌이다.

앞에서도 언급한 것처럼 연간 약 4억 톤의 세계 플라스틱 생산량 중에 현재 생분해성 플라스틱은 약 400만 톤 정도이다. 그런데 정작 우려되는 것은 생분해성 플라스틱의 사용량이 더 늘어나고 그때 사용한 후 버리면 일반 플라스틱과 외견상 구분도 쉽지 않거니와, 식별을 한다고 하더라도 그 많은 플라스틱 쓰레기와 섞여서 분리하기는 더욱 어려워진다.  

 

수거시스템이 별도로 있는 것도 아니다. 예를 들자면 끝도 없겠지만, 편의점에서의 경우를 보자. 편의점에서 팔리는 거의 모든 제품들은 그곳에서 바로 소진되지 않고 사무실이나 가정 등으로 팔려나가는데 그런 곳에서는 섭취 또는 사용 후에는 다른 일반쓰레기와 함께 배출된다. 분리수거를 하는 아파트 정도에서야 종이나 플라스틱 또는 캔 같은 재질별로 분리배출될 것이다.  

 

일단 사용 후 회수의 사이클에 들어가면 최종 단계까지 별도로 선별되지 않는다. 만약 생분해성 폐비닐이 어느 단계에서 선별될 것이라고 기대한다면 정맥산업의 현장을 모르고 있기 때문이다. 그렇게 하여 생분해성 플라스틱이 섞인 것들을 재활용품, 일례로 하수관거를 만들면 사용 중 일부분이 생분해되어 하수관거나 건물 배관이 누수될 개연성이 있다. 이는 생분해성 플라스틱의 사용이 늘수록 더 빈번하고 더 심하게 나타날 것이다. 그럴 경우 매설된 관거나 건물 속의 파이프를 새로 교체하는 비용까지 누군가가 책임져야 하는 사태가 올 수도 있는 것이다. 폐플라스틱을 생분해시키려다 폐플라스틱 재활용 시스템이 분해될 수도 있는 것이다.

폐기물은 폐기물답게 다루어야
물론 이 세상의 모든 플라스틱이 생분해성 플라스틱으로 일거에 바뀐다면 그냥 쓰고 버려도 되는 세상이 될 것이다. 그런데 현 상황과 추세로 보면 그런 세상이 몇십 년 내에 오기는 올 것이며, 온다고 하여도 그것이 얼마나 가치가 있는지 가늠하기가 쉽지 않다.
또 한 가지, 생분해성 또는 생붕괴성 플라스틱이 분해나 붕괴 되는 과정에서 또는 최종적으로 미세하게 남아 있는 물질이 무엇이며 생태계에 어떤 영향을 미칠 것인지도 잘 살펴야 할 것이다. 그래서 플라스틱 폐기물은 왕도가 있는 것이 아니라 정면으로 대응하는 것, 즉 사용을 자제하고, 세련된(sophisticated) 방법만이 아닌 대량으로 처리할 수 있는 거친(tough) 재활용도 시도하는 것이 이 시점에서는 유일한 방도는 아닐지라도 유용한 방도라 여겨진다.  

 

단순하게 말한다면 폐기물은 폐기물답게 다루어야 한다. 전세계적으로 연간 생산량이 약 4억 톤에 이르는 플라스틱 같은 물질들은 특히 이에 속할 것이다. 이 방법은 표현대로 단순하다는 것을 인정한다. 그러나 지금까지 재활용공학을 보면 학제적 도움으로 정교한 기술의 축적 위에 발전된 것도 있지만, 다소 투박하고 단순한 공정이지만 현장 활용에 의해 발전을 이루어 온 것들도 많다. 플라스틱 포장재들은 용도의 특성상 온갖 음식물들이 묻어 있거나 남아 있기 때문에 더더욱 거친 처리가 필요한 부분이다.
약 10여 년 전부터 우리나라에도 소개된 적이 있는 유럽의 몇 업체들의 혼합폐플라스틱 복합재활용장치 등도 참고하여 볼 필요가 있다. 상용성이 없거나 적은 혼합 폐플라스틱, 즉 MSW 중 혼합폐플라스틱 같은 것들을 분류하지 않고 벤치나 파고라용 인조목재 프로파일을 제조하였다.  

 

또한 비록 그런 장치를 동원하지 않아도 우리나라에서도 많이 설치된 대형 고압프레스 성형기로도 유용한 재활용품이나 그들의 원료 펠릿을 만들 수 있다. 물론 이런 목표에 달성하기 위해서는 원료인 혼합폐플라스틱의 효과적인, 그러나 역시 단순한 전처리가 무엇보다 중요할 것이다. 여기서 기술적 고려사항을 모두 언급하지는 못하나, 트롬멜형 이물질 분리 및 통풍형 급속건조기가 유용할 수 있을 것이다.
1998년 한국자원재생공사에서 전국 5개 도시의 주거지역을 대상으로 실시한 조사에 의하면, 우리나라 MSW 중에서의 폐플라스틱 조성은 대략 PE 30.2%, PP 26.1%, PS 18.9%, PET 22.2% 기타 2.6%의 분포를 보여 덩치가 커서 쉽게 선별이 용이한 PS, PET를 제외하고 나면 이런 장치의 적용에 큰 무리가 없어 보인다. 

 

따라서 이런 폐기물은 폐기물답게 처분하려는 시도는 다양한 분야에서 적극적으로 시도할 필요가 있다. 혼합폐플라스틱을 세련되게만 다루려고 하여 머리에 이고 지내는 것보다 다소 거칠고 과감하게 처리하여 SRF(폐기물고형연료)화 외에는 처분방안이 닫힌 현상을 타파할 필요가 있는 것이다. 역설적이지만 이런 방법의 완성을 위해 우리가 재활용기술개발에 집중하여야 하는 이유도 여기에 있다.
혼합폐플라스틱, 특히 그중에서 필름류의 문제를 해결하기 위해서는 중언하지만 두 가지로 압축해 볼 수 있는데, 첫 번째가 일상생활에서 이미 익숙하여진 플라스틱 필름류 등의 사용을 자제하는 것이고, 두 번째가 현재의 재활용기술을 바탕으로 한 과감한 복합재활용의 도입이다.
 

혼합폐플라스틱으로 철도 침목을 만들자
전국에서 발생하는 플라스틱 폐필름류는 그 양이 많아 하루 이틀 정도만 수거하지 않아도 아파트나 골목 수거함이 넘쳐난다. 이렇게 처치 곤란한 플라스틱 폐필름류를 위시한 폐플라스틱을 활용하여 철도 침목을 만들어 보자.
원래 목재로 만들던 철도 침목은 수명이 약 십여 년에 불과하며, 크레오소트라는 유액으로 처리함에 따라 심각한 환경 및 폐기물 문제, 심지어 비용문제까지 제기되어 현재는 콘크리트로 바뀌고 있다. 미국의 경우, 종 2억여 개의 침목 중에서 매년 2%를 PC침목(pre-reinforced concrete tie)으로 바꾸고 있다고 한다. 물론 콘크리트침목도 잘 깨어지는 단점이 있어 나름 다른 재질, 특히 플라스틱으로 눈을 돌리는 중인데, 이 부분에서는 이미 국제표준(ISO/DIS 12856)의 새로운 표준 제정작업이 진행되고 있으며, 유럽 여러 나라에서도 시험설치를 하고 있는 것으로 알려졌다.  

 

PAV GmbH사에서는 폐플라스틱 침목으로 유럽 우수 플라스틱 제품 선발대회에서 2등으로 입상하기도 하였다. 그러나 이 분야의 연구에서 주목받는 사람은 미국 럿거스대학의 토머스 노스커 교수이다. 그는 100% 재생원료(65%~85% HDPE, 15%~35% 유리섬유)를 이용하여 벌써 내구연한이 50년이 되는 폐플라스틱 침목을 150만 개 이상 공급했다고 한다. 우리나라에서도 실험실이나 현장에서 폐플라스틱 침목의 개발 및 생산에 몰두하고 박차를 가하는 기술자와 기업이 있을 것이라 생각된다.
플라스틱 폐필름류를 이용하여 침목을 이용하면 좋은 점이 많다. 우선 시멘트 자원을 아낄 수 있다. 다음으로 플라스틱 폐필름류를 안정적이고 환경친화적으로 처리할 수 있다. 그리고 사용 연한이 끝난 폐플라스틱 침목은 파쇄하여 ER(에너지재활용) 등을 할 수 있어 에너지 저장고 역할도 할 수 있다. 그리고 무엇보다 폐플라스틱 침목은 철도 침목으로써 요구되는 안정성 수치, 쉬운 표현으로 설명하면 단단함이 요구되는 ‘캔디성’과 탄력성이 요구되는 ‘젤리성’ 모두를 첨가 무기물의 종류와 배합비 등을 통하여 만족시킬 수 있어 유사 MR(물질재활용) 분야는 물론 미래 철도산업 발전에도 이바지할 수 있을 것이다. 

 

물론 이 분야에서도 침목의 물성 및 적용성과 내구성 향상을 위해 첨가 무기질의 종류와 비율, 성형방법 그리고 노선의 주행 열차별 특성에 부합하기 위한 기준 등을 구체적으로 마련하여야 할 것이다. 이는 철도 분야 전문가와 협업을 통하여 설정하고 향상시킬 필요가 있다. 이런 의미에서 철도 당국이 철도 침목이 요구하는 규격과 물성 등 품질기준을 제시하고, 폐플라스틱 재활용업체들이 시제작된 침목 등을 실증하여 기준을 통과한 업체에게 입찰에 참가하도록 하는 방법을 강구하면 이 프로젝트가 합리적으로 진행될 수 있을 것으로 보인다.
현재 우리나라 철도의 총연장은 3,918km에 달하며, 북한은 이보다 더 길어 5,226km 정도이다. 복선화율이 우리나라가 50%, 북한이 3%임을 감안하면, 총레일의 길이는 쉽게 계산된다.
철도 침목을 이야기하면서 북한의 철도 길이를 언급하는 것은 이유가 있다. 이는 지난 5월 17일자 조선일보의 ‘황영조보다 느린 북한 철도··· 레일 15만 개 걷어내고 새로 깔아야’라는 제하의 기사에도 읽히듯이 남북 경협이 시작되고 우리의 철도가 유럽에 닿기 위해서는 우선 TCR이든 TMR이든, 그리고 TSR이든 이것을 연결하는데 당연히 북한 철도를 이용하여야 하기 때문이다.  

 

일단 남북 철도 연결이 시작되면 단순히 끊어진 철길을 잇는 수준에서 그칠 수는 없을 것이라는데 이견이 없다. 사실상 모두 걷어내고 새로 까는 수준이 될 것으로 예견된다. 실제 지난 판문점 공동선언문에 ‘1차적으로 동해선 및 경의 철도와 도로를 연결하고 현대화 한다’는 내용이 들어가 있기도 하다. 이처럼 새롭게 열릴 한반도 경협에서 환경친화적 침목이 깔린다면 상징적 의미는 물론 실제적 효과가 적지 않을 것이다.
뿐만 아니라 국토부는 여주-원주, 수서-광주 구간의 SRT 건설을 서두르는 것으로 보아 국내에서도 새로운 침목의 수요도 꾸준할 것으로 보인다. 따라서 올바르고 시의적절한 폐플라스틱 침목의 개발이 시급한 실정이다.  

 

침목의 수요는 경우에 따라 다르겠지만, 미국과 같이 1.6 km 당 3,000 개의 침목을 깔고, 수명을 12년으로 본다면, 대충 계산하여도 한반도 내에서 향후 보수에만 연간 약 150만 개 이상의 침목이 필요할 것으로 보인다. 물론 일반철도와 KTX 철도의 침목 무게 등이 다르지만 플라스틱 폐필름 재활용 침목의 질량을 개당 평균 220kg으로 설정한다면 무기첨가제를 제외하고도 플라스틱 폐필름류만 연간 10만 톤 이상이 소요될 것이다. 이 얼마나 매력적인 사업인가.  

 

비단 침목만이 재활용의 대상은 아닐 것이다. 접수지역(接水地域)의 데크, 등산로 계단, 목장의 펜스, 공원의 파고라 및 벤치 등 플라스틱 폐필름류의 용처는 찾아보면 생각보다 많을 것이다. 자원 빈국인 우리입장에서 플라스틱 비닐봉지만 해도 1인당 연간 420개를 쓰고 있어 쓰레기 대란 같은 일이 벌어져도 SRF에만 떠맡기거나 그냥 오명을 덮어쓰고 있지 말도록 꼭 기술개발과 상용화가 이루어졌으면 한다. 그리 난제도 아니기 때문이다. 설령 다른 나라가 SRF화로 간다고 따라갈 필요도 없다. 유용자원인 폐플라스틱을 SRF로만 사용하면 MR 자원의 소실일 뿐만 아니라 미세먼지 등 대기오염의 피폐도 막대함을 생각하면 더욱 그러하다.
[김혜태 상임편집위원] 

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