[기술 및 사업 소개] 저온 다단 열분해 기반 바이오차 생산 플랫폼

1. 기술 개요: 왜 '저온 다단 열분해'인가? (Technology Overview)

기존의 단일 고온 열분해 방식이 가진 '낮은 수율'과 '높은 에너지 비용'의 한계를 극복하기 위해, 열역학적 최적 구간을 물리적으로 분리한 차세대 탄소 고정 기술입니다.

• 기술 정의: 유기성 폐자원(하수슬러지, 가축분뇨 등)의 열분해 공정을 1단(수분 제거 및 전처리)과 2단(정밀 탄화)으로 분리하여 단계별로 온도와 체류 시간을 정밀 제어하는 공정 기술.
• 핵심 메커니즘 (Reaction Mechanism):
  • 1단 (200~350℃): 수분과 저비점 휘발분(VOCs)을 온화하게 분리하여 급격한 가스화로 인한 탄소 골격 붕괴를 방지함.
  • 2단 (400~500℃): 휘발성 물질의 2차 분해(Cracking)를 억제하고, 고체 탄소와의 재중합(Repolymerization)을 유도하여 바이오차의 질량 수율을 극대화함.

2. 핵심 기술 경쟁력 (Key Competency)

가. 압도적인 생산 수율 확보 (Yield Maximization)

• [현황] 일반적인 고온(600℃ 이상) 열분해는 과도한 탈휘발화(Devolatilization)로 인해 수율이 10~20% 수준에 불과함.
• [혁신] 저온 다단 공정은 탄소 골격을 보존하는 최적 온도 구간(350~450℃)을 유지하여 33% 이상의 높은 수율을 달성함. 이는 경쟁사 대비 생산성을 1.5배 이상 높이는 핵심 요인임.

나. 난분해성/고점착성 원료 처리 특화 (2-Shaft Paddle)

• [문제] 하수슬러지와 계분은 가열 시 떡처럼 뭉치는 점착성(Stickiness)으로 인해 기존 로터리 킬른 방식에서는 막힘 현상이 빈번함.
• [해결] 자체 개발한 '2축 패들(Twin-Shaft Paddle)' 반응기를 적용, 패들이 서로 맞물려 회전하며 원료를 분쇄·교반(Self-cleaning)하여 막힘없는 연속 운전을 실현함.

다. 에너지 자립형 초고효율 공정 (Energy Efficiency)

• [혁신] 1단과 2단에서 발생하는 합성가스(Syngas)를 연소하여 얻은 폐열을 열매체유로 회수하고, 이를 다시 건조 및 열분해 열원으로 100% 재순환시키는 시스템을 구축함.
• [성과] 목표 에너지 원단위(SEC) 0.35 kWh/kg 이하를 달성하여 외부 전력 의존도를 최소화함.

3. 비즈니스 모델 (Business Model)

단순 폐기물 처리를 넘어, '폐기물 처리비 + 제품 판매 + 탄소배출권'의 Triple-Mix 수익 구조를 통해 경제성을 극대화합니다.

BM 1. 유기성 폐자원 처리 솔루션 (Cash Cow)

• Target: 지자체(하수처리장), 농축협, 대형 축산 농가.
• Model: 하수슬러지 및 가축분뇨 처리 설비(EPC) 판매 및 위탁 운영(O&M). 2024년 신설된 농림부 '가축분뇨 바이오차 생산설비 지원사업'과 연계하여 안정적인 수주 확보.
• Revenue: 폐기물 처리 수수료(Tipping Fee) 및 설비 매출.

BM 2. 고기능성 바이오차 제품 판매 (Value-Add)

• Target: 비료 제조사, 친환경 농가, 제철소(보온재), 건설사(콘크리트 혼화제).
• Model: 생산된 바이오차를 토양개량제, 탈황제, 수처리 흡착제 등으로 가공하여 판매.
• Revenue: 고품질 바이오차 판매 수익 (톤당 약 80만 원 수준 예상).

BM 3. 글로벌 탄소배출권 거래 (Premium)

• Target: VCM(자발적 탄소시장) 참여 글로벌 기업 (MS, Google 등).
• Model: 바이오차의 영구적 탄소 격리(1톤당 약 2~3 tCO₂eq 감축) 효과를 Puro.earth 등 국제 플랫폼에 인증받아 탄소제거권(CORC) 발행 및 판매.
• Revenue: 고수익 탄소 크레딧 판매 (톤당 $100~150 수준).

4. 향후 고도화 계획 및 기대 효과

• AI 자율 운전 도입: 안성 캠프 실증 데이터를 기반으로 투입량 변동에 따라 히터와 모터 속도를 선제적으로 제어하는 AI 피드포워드(Feed-forward) 시스템을 구축하여 품질 편차를 ±5℃ 이내로 줄이고 무인 운전을 실현합니다.
• 완전 무산소 공정 구현: 신규 설비에 더블 플랩 게이트(Double Flap Gate)와 질소(N₂) 퍼지 시스템을 적용하여 산소 농도 0.0%를 달성, 바이오차의 산화를 방지하고 수율을 33% 이상으로 확정합니다.

이 기술과 비즈니스 모델은 폐기물 문제 해결과 탄소 중립 실현이라는 시대적 요구에 부합하며, 경제성까지 갖춘 지속 가능한 기후테크 솔루션입니다.