'애물단지' 태양광 폐패널 재활용해 다시 쓴다

에너지기술硏

이번 연구를 통해 개발한 태양광 폐패널 재활용 공정 개념도/사진=한국에너지기술연구원

국내 연구진이 수명이 다한 태양광 폐패널을 재활용하는 기술을 개발했다.

한국에너지기술연구원 변환저장소재연구실 이진석 박사 연구진이 저비용·고수익 태양광 폐패널 재활용 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 이는 상온에서 동작해 에너지소모량을 기존 공정대비 3분의 1수준으로 줄일 수 있고, 고품위 소재 회수가 가능해 수익성이 2.5배 우수하다. 이번 기술은 태양광 관련 기업체인 원광에스앤티에 기술이전 돼 상용화를 준비 중이다.

이번 연구를 통해 개발한 태양광 폐패널 분리장치/사진=한국에너지기술연구원

태양광 패널의 수명은 평균 25년이다. 태양광 패널 폐기물은 태양광 보급 확대에 장애요소다. 이와 관련 2018년 환경부는 생산자책임재활용제(Extended Producer Responsibility·EPR)에 태양광 폐패널도 포함시키는 내용을 입법예고하고, 2023년도 1월부터 본격 시행하는 내용으로 법 개정을 완료했다. EPR는 재활용이 가능한 폐기물의 일정량 이상을 재활용하도록 생산자에게 의무를 부여한 제도다. 유럽에서는 2012년부터 태양광 폐패널의 재활용을 의무화한 상태다. 관련법에 따르면 회수한 폐패널에 대해 80% 이상 재활용해야 한다.

이 박사 연구진이 개발한 태양광 폐패널 재활용 기술은 상온에서 스크레이퍼를 이용해 패널을 분리한다. 기존 열적 공정 대비 연간 64%의 수준으로 전력소모를 줄였다. 또 비파쇄 방식이기 때문에 파·분쇄로 인한 부품·소재들이 한데 섞일 가능성을 원천적으로 차단해 고순도 물질 회수가 가능하다.

태양광 패널은 전면유리, 태양전지, 봉지재 등이 압착된 상태다. 패널 내 소재를 회수하기 위해서는 이 부품들을 먼저 분리해야 한다. 경제적이면서 분리율을 높인 분리기술이 재활용 기술의 핵심이다.

기존 태양광 재활용 기술은 봉지재를 열분해해 패널 내 부품·소재들을 고순도로 회수하거나 패널 전체를 파쇄하는 방식으로 공정비용을 줄인 기술이다.

연구진이 이번에 개발한 기술은 재활용 공정 중 열원 사용이 극도로 억제돼 하루 2톤(t) 처리량 기준 연간 약 205.6메가와트시(MWh) 이상의 에너지소모가 절약될 것으로 기대된다.

또 패널을 구성하는 부품 중 65% 이상이 200ppm 미만 저철분 고급유리이다. 실리콘과 같은 불순물이 혼입된 경우는 kg당 40원 내외로 판매되지만, 불순물이 없는 경우 100원 이상으로 판매가 가능해 수익성이 우수해진다.


이 연구원은 “깨끗한 에너지인 태양광발전이 폐패널로 인한 환경 훼손이 우려되는 상황을 적정처리기술로 해결해야만 진정한 지속가능 에너지로써 의미가 있다”며 “현재 해당 분야 선진국인 독일과의 국제공동연구를 진행하고 있는 만큼 개발 기술을 국내 활용만이 아닌 해외에서도 활용될 수 있도록 재활용 기술을 지속적으로 고도화할 계획”이라고 밝혔다.