Yokogawa Solution Service Corporation은 마이크로웨이브*1 가열을 이용한 소형 분산형 화학적 재활용 시스템의 공동 개발에 대해 Microwave Chemical Co., Ltd.와 계약을 체결했다고 발표했다.
양사는 Microwave Chemical의 고효율 플라스틱 분해 기술과 열분해 공정의 지속적인 제어를 기반으로 하는 자동화 기술, 재생 에너지 활용을 위한 에너지 관리 시스템(EMS), Yokogawa Solution Service에서 제공하는 전기 추적 시스템을 결합하여 소규모 고효율 재활용 시스템을 구축하는 것을 목표로 한다.
협업 배경
경제협력개발기구(OECD)에 따르면 2019년 전 세계에서 생산된 플라스틱의 양은 3억 5,300만 톤으로 2000년 1억 5,600만 톤의 2배 이상이며, 이 중 9%만이 재활용된다*2. 따라서 순환 경제를 달성하려면 더 많은 이니셔티브가 필요하다.
사용한 자원을 분자 수준에서 화학적으로 처리하고 분해하여 원료 상태로 되돌리는 화학적 재활용은 물질이 깨끗하지 않거나 불순물이 포함되어 있어도 반복적으로 재활용할 수 있는 훌륭한 방법이다. 폐플라스틱의 케미컬 리사이클에 관해서, 해외나 국내 대기업 화학 제조사등에서 주로 검증되고 있는 것은 1개소의 플랜트에서 수천~수만 톤을 처리하는 대규모 집중 처리의 시설이다. 이러한 시설은 대량의 버려진 플라스틱을 효율적으로 처리할 수 있지만, 비중이 작고 단위 중량당 운송 효율성이 낮기 때문에 먼 곳에서 이러한 물질을 운송하는 것은 비용이 많이 들고 CO2 배출의 원인이 된다.
이 문제를 해결하기 위해 Yokogawa Solution Service와 Microwave Chemical은 플라스틱이 발생하는 곳 근처에서 버려진 플라스틱을 분해하고 처리하는 소형 분산형 화학적 재활용 시스템의 공동 개발을 위한 계약을 체결했다. 이 시스템의 핵심은 마이크로파 가열을 사용하여 버려진 플라스틱을 분해하는 반응기로, 앞서 언급한 에너지 관리 시스템 및 전기 추적 시스템과 함께 CO2 배출량을 줄이는 데 사용된다.
협업 이력
Microwave Chemical의 화학적 재활용 기술 'PlaWave'는 마이크로파를 이용해 버려진 플라스틱을 직접 가열함으로써 이러한 물질의 분해 및 처리 속도를 높인다. 이것은 에너지를 절약하고 소규모로 사용하기에 적합하다. Yokogawa Solution Service는 측정, 제어 및 정보에 중점을 두고 다양한 분야의 플랜트에서 매우 효율적이고 안전한 운영을 달성하는 생산 제어 시스템, 기기 및 기타 솔루션을 제공한다. 에너지 수요를 예측하여 운영을 최적화할 수 있는 에너지 관리 시스템에 중점을 둔 솔루션도 그중 하나이다.
2022년 8월부터 양사는 화학적 재활용 실험 플랜트 설비에서 마이크로파를 사용하여 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)을 열적으로 분해하고 오일로 변환하는 공정의 수율, 가동률 및 에너지 효율성을 개선하는 방법을 조사하기 위해 이 프로세스의 타당성과 구현 방법을 검증했다. 이러한 성과를 바탕으로 양사는 지난 9월 소규모 분산형 화학적 재활용 시스템을 공동 개발하는 협약을 체결했다.
업체들의 검증 및 시험에 사용되는 실험 플랜트(출처: Microwave Chemical)
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협업 상세
Microwave Chemical은 소형 분산형 화학적 재활용 시스템의 핵심 장치를 개발할 예정이며, 여기에는 PE, PP, PS(폴리스티렌)에 대한 연속 열분해 기능이 내장되어 있다. Yokogawa Solution Service는 열분해 공정의 상태를 모니터링하고 실시간으로 성분 분석 및 추정을 수행하기 위한 측정 방법을 연구한다. Yokogawa그룹이 가진 모델링 기술도 응용하면서 핵심 설비에서의 열분해 공정의 연속 제어에 의한 자동화와 공정 최적화를 목표로 한다. 또한 탄소 중립적인 재활용을 가능하게 하기 위해 핵심 설비와 조합하는 시스템을 개발한다. 이 핵심 설비의 전원(Power source)으로서 재생 가능 에너지를 효과적으로 활용할 수 있도록 에너지 관리 시스템, 전력 트래킹 시스템과 더불어 핵심 설비의 운전 상황이나 설비 상태에 관한 데이터를 클라우드 경유로 취득하여 데이터 수집 및 해석함으로써 지속적인 개선과 유지보수 비용 절감으로 이어지는 시스템도 개발할 것이다.
회계연도 2023년부터 2024년까지의 계획은 사용자 요구사항을 도입한 프로토타입을 개발하고 기능 및 사양을 강화하는 것이다. 회계연도 2025년에는 이듬해 이 시스템의 상용화를 목표로 상용 소형 분산형 화학적 재활용 시스템을 개발할 예정이다.
Yokogawa Solution Service와 Microwave Chemical은 이 소형 분산형 화학적 재활용 시스템의 개발과 병행하여 폐기된 플라스틱의 회수 및 운송에서 재활용 원료의 정제, 재중합 및 유통에 이르는 프로세스에 관여하는 소매업체, 화학 제조업체, 석유 회사 및 기타 조직과 컨소시엄을 구성할 계획이다.
*1 마이크로웨이브
마이크로파는 전기장과 자기장의 변화를 전파하는 전자기 방사선의 한 형태이다. 그들의 주파수 범위는 300 MHz에서 300 GHz이고, 1미터에서 1밀리미터(mm)까지의 파장을 가진다.
*2 Reference
OECD (2022), Global Plastics Outlook: Economic Drivers, Environmental Impacts and Policy Options, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/de747aef-en.
About Yokogawa
Yokogawa는 에너지, 화학, 기초소재, 제약, 식품 등 다양한 산업 분야의 고객사에게 계측, 제어, 정보 분야에서 첨단 솔루션을 제공하고 있다. Yokogawa는 효과적인 디지털 기술 응용 프로그램을 통해 생산, 자산, 공급망 최적화와 관련된 고객사의 문제를 해결하며 자율 운영으로의 전환을 지원한다.
1915년 도쿄에 설립된 Yokogawa는 세계 60개국에 걸쳐 129개 기업의 글로벌 네트워크와 1만 7000명 이상의 직원을 통해 지속 가능한 사회를 구현하기 위해 노력하고 있다.
자세한 정보는 www.yokogawa.com/kr에서 확인할 수 있다.
About Yokogawa Solution Service Corporation
Yokogawa Solution Service Corporation은 2013년 4월에 Yokogawa의 제어 사업 부문의 국내 판매, 엔지니어링, 유지 보수, 서비스 업무를 통합하여 설립했다. 총 2,572명의 직원과 1,057억엔(2022년도 기준)의 매출을 기록했다. 그 사업 영역은 다양한 산업 고객을 대상으로 제어 및 측정 장비의 판매, 유지 보수, 전기 계장 공사, 토탈 솔루션 제공, 엔지니어링 등을 포함한다.
https://www.yokogawa.com/yjp/
About Microwave Chemical Co., Ltd.
2007년 8월에 설립된 Microwave Chemical은 마이크로파를 사용하는 제조 공정을 성공적으로 상용화한 세계 최초의 기업이다. 이 회사는 64명의 직원을 두고 있으며, 마이크로웨이브 기술 플랫폼을 기반으로 여러 산업 분야의 개발 파트너가 직면한 문제에 대한 포괄적인 마이크로웨이브 솔루션을 구축 및 제공한다. Microwave Chemical의 매출액은 12억 1,500만엔(FY2022년도 실적)이다.
https://mwcc.jp/en/
이 문서에 사용된 모든 회사, 조직, 제품, 서비스 이름, 로고 등은 Yokogawa Solution Service Corporation, Microwave Chemical Co., Ltd. 및 기타 각각의 회사와 조직의 등록 상표 또는 상표이다.