유해성 논란 넘고 탄소중립으로···시멘트업계, 순환경제서 돌파구 찾는다

순환자원 시멘트의 환경 안전성 확인

폐기물 활용, 온실가스 감축 대안 부상

정책 지원과 협력 시스템 구축 필요

그래픽=박혜수 기자

국내 시멘트업계가 폐기물의 순환자원 활용을 통한 탄소중립에 속도를 내고 있다. 시멘트 유해성 논란에 대한 조사 결과가 공개되면서 환경 안전성 검증의 근거가 마련된 데다, 유연탄을 대체하는 폐기물 활용이 온실가스 감축과 폐기물 처리라는 두 과제를 동시에 해결할 수단으로 주목받고 있다.

12일 한국폐기물자원순환학회는 소노캄경주에서 추계학술대회를 열고 시멘트산업의 순환자원 재활용을 주제로 특별세션을 진행했다. 한일시멘트·쌍용C&E·삼표시멘트·성신양회·아세아시멘트·한라시멘트 등 주요 시멘트 관계자와 학계 전문가들이 참석해 폐기물 자원화 기술과 정책 방향을 논의했다.

시멘트업계의 순환자원 활용 확대를 위해서는 환경 안전성에 대한 검증이 선결 과제로 꼽혀왔다. 폐기물을 원료나 연료로 사용하는 과정에서 유해물질이 발생할 수 있다는 우려가 이어져 온 만큼, 관련 조사 결과가 업계의 관심을 모았다.

한국시멘트협회가 한국건설생활환경시험연구원(KCL)에 의뢰한 '순환자원 활용 시멘트계 건축재료의 악취 및 실내공기질 오염물질 방출특성 평가' 결과도 이번 학술대회에서 공개됐다.

조사는 국내 일반시멘트 생산공장 7곳의 제품과 일본·중국·스위스 등 해외 3개국 제품을 대상으로 진행됐다. 기후에너지환경부 민관 공동조사위원회와 동일한 방법을 적용해 악취와 실내공기 오염물질 방출 특성을 비교·평가했다.

한국폐기물자원순환학회 주최 추계학술대회 시멘트 부문 특별세션에서 김진만 공주대 교수가 발표하고 있다. 사진=박상훈 기자

20년 묵은 유해성 논란···과학적 검증 결과 주목

조사 결과 시멘트 제품에서 악취와 실내 오염물질 대부분은 검출되지 않거나 극미량에 그쳤다. 6가크롬과 납·카드뮴·비소 등 주요 유해 중금속도 모든 시료에서 검출되지 않았다. 구리는 일부 검출됐지만 비교 기준치의 3% 이하 수준이었다. 특히 순환자원 함량이 16~27%인 시료를 비교한 결과 함량이 높아질수록 악취나 오염물질 방출량이 증가하는 경향은 나타나지 않았다.

현재 국내 시멘트업계의 순환자원 대체율은 약 35% 수준이다. 연구팀은 이를 통해 연간 약 500만톤의 이산화탄소(CO₂) 감축 효과가 발생하는 것으로 추산했다. 유럽 수준인 70%까지 대체율을 높이면 연간 감축량이 1000만톤에 이를 것으로 전망했다. 오스트리아(88.8%), 폴란드(78%), 독일(73.4%) 등 유럽 주요국과 비교하면 국내 업계의 대체연료 활용 여력은 여전히 크다는 분석이다.

국내 주요 시멘트 기업들도 제조 과정에서 폐기물을 연료·원료로 활용하고 있다. 기업별 최근 1년간 폐기물 사용비율을 보면 한일시멘트가 27.8%로 가장 높았다. 이어 쌍용C&E 동해공장 26.0%, 성신양회 22.5%, 쌍용C&E 영월공장 20.6%, 한라시멘트 17.7%, 아세아시멘트 17.1%, 삼표시멘트 16.9% 순으로 집계됐다.

2026년 2분기 기준으로는 한일시멘트가 26.8%를 기록했으며 성신양회 23.1%, 쌍용C&E 동해공장 24.0%, 영월공장 19.7%, 아세아시멘트 17.2%, 한라시멘트 16.4%, 삼표시멘트 15.2% 등으로 나타났다.

폐기물 활용 수준에는 차이가 있지만 순환자원은 시멘트 제조 과정에서 유연탄 등 기존 화석연료를 대체하는 주요 수단으로 활용되고 있다. 시멘트업계는 이번 조사 결과가 20여년간 이어진 유해성 논란을 해소하고 순환자원 활용을 확대하는 계기가 될 것으로 기대하고 있다.

김진만 공주대 교수는 "순환자원을 재활용했다는 이유만으로 시멘트 제품을 유해하다고 단정하는 것은 과학적 근거가 부족하다"며 "기후부 민관 공동조사위원회 조사에서도 국내 제품이 해외 제품보다 오염물질을 일관되게 더 많이 배출한다는 근거는 확인되지 않았다"고 강조했다.

세종과학기술연구원 연구팀 연구책임자 김동찬 박사가 한국폐기물자원순환학회 추계학술대회 시멘트 부문 특별세션에서 발표하고 있다. 사진=박상훈 기자

유연탄 대신 폐기물···탄소감축 해법으로 부상

순환자원 활용의 산업적 효과도 제시됐다. 세종과학기술연구원 연구팀은 이날 '가연성 폐기물의 시멘트 소성로 유연탄 대체 적용 타당성 연구'를 발표하고 시멘트 제조 과정에서 가연성 폐기물을 대체연료로 활용할 경우 폐기물 처리와 온실가스 감축에 기여할 수 있다고 분석했다.

연구 결과에 따르면 2024년 국내 사업장에서 발생한 가연성 폐기물은 2385만톤이다. 이 가운데 시멘트 소성로에서 유연탄 대체 연료로 사용된 물량은 287만톤으로, 폐플라스틱과 폐비닐 등 폐합성수지가 약 90%를 차지했다.

시멘트 소성로는 1450도 이상의 고온에서 폐기물을 연소하는 데다 고형물질의 노내 체류시간이 30분 이상으로, 중소형 소각로보다 열 이용 효율이 높다. 연구팀은 시멘트 소성로의 가연성 폐기물 연소 열 이용률이 거의 100%에 달하는 것으로 분석했다. 폐기물을 단순 소각하는 것보다 에너지 회수 효율을 높일 수 있다는 의미다.

순환자원 활용이 시멘트 품질을 떨어뜨리지 않는다는 연구 결과도 나왔다. 연구팀이 국내 한 시멘트업체의 관련 데이터 340건을 회귀분석한 결과 대체연료 사용량은 클링커의 화학성분과 광물조성에 유의한 영향을 미치지 않았으며 압축강도도 저하되지 않은 것으로 나타났다. 적정한 공정관리와 품질 기준이 전제된다면 대체연료 사용을 확대하면서도 제품 품질을 유지할 수 있다는 설명이다.

규제 넘어 상생으로···자원순환 기반 마련 시급

순환자원 활용 확대를 위해서는 제도적 기반 마련이 과제로 꼽힌다. 탄소중립과 폐기물 처리에 기여할 수 있지만 환경시설 확충에 따른 투자 부담과 지역 주민 수용성 확보가 여전히 걸림돌로 남아 있어서다. 안정적인 자원순환 체계를 구축하려면 환경시설 투자 재원 마련과 함께 지역사회와의 신뢰 형성을 뒷받침할 정책적 지원이 필요하다는 지적이다.

김석완 대구한의대 교수·연익준 한국교통대 교수 연구팀은 '시멘트산업에서의 폐자원 활용을 위한 상생협력 방안' 발표에서 시멘트업계와 지방자치단체, 지역 주민 간 협력체계 구축을 강조했다. 2009년 환경부 주도로 시멘트 소성로의 폐기물 사용·관리 기준이 마련되고 관련 규제가 법제화됐지만, 다른 지역에서 발생한 폐기물의 반입을 둘러싼 지역 갈등과 비용·수익 배분 문제는 여전히 해결되지 않은 상황이다.

특히 시멘트업계가 순환자원 활용을 확대하려면 폐기물 발생 지자체와 공장 소재 지자체, 기업 간 역할과 책임을 명확히 해야 한다고 제안했다. 연구팀은 폐기물 발생 지자체와 시멘트 공장 소재 지자체, 시멘트 업체가 참여하는 '3자 기본협약'을 체결하고, 실제 운영 단계에서는 고형연료(SRF) 전처리·공급사까지 포함하는 '4자 실행협약'을 도입하는 방안을 제시했다.

정부 정책의 방향 전환도 필요하다. 시멘트 생산 과정에서 사용하는 순환자원에 세금을 부과하는 '시멘트 자원순환세' 추진과 같은 규제 중심 접근보다는 순환자원 활용을 장려하고 지역사회에 혜택을 돌려주는 정책이 필요하다는 지적이다. 탄소감축 실적이 높은 기업에 규제 완화와 재정 지원을 제공하는 이른바 '탄소 하베스트' 법안 제정도 대안으로 제시했다.

김의철 한국시멘트협회 상무는 "순환자원 사용에 따른 유해성이 확인되지 않은 만큼 이를 국가 온실가스 감축에 기여하는 수단으로 적극 활용할 필요가 있다"며 "지역사회와의 상생을 바탕으로 시멘트산업이 자원순환사회 실현에 기여하는 정맥산업으로 자리매김하도록 노력하겠다"고 말했다.