This study examined the potentials for greenhouse gas reduction by material recovery and energy recovery from municipal solid waste between 2017 and 2026 in Daejeon Metropolitan City (DMC), which is trying to establish a material-cycle society by constructing a waste-to-energy town by 2018. The town consists of energy recovery facilities such as a mechanical treatment facility for fluff-type solid refuse fuel (SRF) with a power generation plant and anaerobic digestion of food waste for biogas recovery. Such recycling and waste-to-energy facilities will not only reduce GHGs, but will also substitute raw materials for energy consumption. The emissions and reduction rate of GHGs from MSW management options were calculated by the IPCC guideline and EU Prognos method. This study found that in DMC, the decrease of the amount of MSW landfilled and the increase of recycling and waste-to-energy flow reduced GHGs emissions from 167,332 tonCO2 eq/yr in 2017 to 123,123 tonCO2 eq/yr in 2026. Material recycling had the highest rate of GHG reduction (-228,561 tonCO2 eq/yr in 2026), followed by the solid refuse fuels (-29,146 tonCO2 eq/yr in 2026) and biogas treatment of food waste (-3,421 tonCO2 eq/yr in 2026). This study also shows that net GHG emission was found to be -30,505 tonCO2 eq in 2017 and -105,428 tonCO2 eq, indicating a great and positive impact on future CO2 emission. Improved MSW management with increased recycling and energy recovery of material waste streams can positively contribute to GHGs reduction and energy savings. The results of this study would help waste management decision-makers clarify the effectiveness of recycling MSW, and their corresponding energy recovery potentials, as well as to understand GHG reduction by the conversion.

생활계에서 배출되는 폐기물은 주로 소각처리 또는 소각처리 후 매립 등의 방법이 주로 사용되고 있으며, 소각 또는 매립처리의 경우 2차 환경오염을 유발하는 등의 환경영향을 주는 것으로 보고되고 있다. 생활계에서 발생하는 폐기물의 소각 및 매립처리 등으로 인하여 발생하는 2차 환경오염 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법의 적정처리 기술에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 국내의 경우 10여년 전부터 생활계 폐기물 중 다량으로 함유되어 있는 가연성 폐기물을 최대한 선별/회수하여 재활용하기 위한 생활계 폐기물 전처리 기술이 도입되어 현재 국내에서 약 20여기가 가동 중에 있다. 대부분의 생활계 폐기물 전처리 설비는 가연성 폐기물을 기계적 선별, 건조 공정 및 성형공정을 통하여 에너지를 생산하고 있으며, 반입되는 폐기물의 성상 특히, 수분함량의 영향으로 일부 시설의 경우 운영상에 문제점을 야기시키는 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 운영되고 있는 생활계 폐기물 전처리 시설 중 성형 고형연료(SRF)를 생산하는 대표적인 폐기물 종합처리시설을 선정하여 운영 현황 등을 분석하였다. 폐기물 종합처리시설의 운영 현황 등의 분석을 통하여 성형 고형연료(SRF) 생산시설에서 발생할 수 있는 문제점 등을 파악하고, 보다 효율적인 처리시설의 운영 및 고형연료(SRF)의 생산을 위한 개선 방향을 모색하여 향후 생활계 폐기물 종합처리시설의 설치 및 운영 등에 자료로 활용하고자 한다.

본 연구에서는 지자체의 권역별‧지역별 특성을 고려한 자원순환 목표 설정을 도모하기 위해 가정생활폐기물을 대상으로 폐기물 처리 전과정 흐름분석을 실시하였다. 이를 위해 가정생활폐기물 배출형태(종량제봉투, 재활용품 및 남은 음식물류)에 따라 어떤 처리흐름에 따라 처리되는지를 살펴보고, 그 과정에서 잔재물로 배출되는 양 또는 재활용시설 등을 거쳐 추가적으로 최종 처분되는 양 등을 파악하였다. 여기서 폐기물 실질 재활용률 또는 실질 폐기물에너지화율은 폐기물 처리시설 반입량 대비 실질 재활용량 또는 실질 폐기물에너지화된 양(반입량-잔재물 발생량)을 의미한다. 17개 지자체의 실질 재활용률은 재활용품 선별시설의 경우 평균 72.2%로 50.4-93.2%의 범위를 나타내고 있으며, 음식물류폐기물 자원화시설의 경우 공공시설 평균은 90.9%, 범위는 72.2-100%이며, 민간시설 평균은 94.0%, 63.3-100%의 범위를 나타내고 있다. 실질 에너지화율은 가연성폐기물 연료화시설의 경우 평균 41.5%로 17.2-72.3%의 범위를 나타내고 있으며, 유기성폐기물 에너지화시설의 경우 평균 91.5%로 77.1-99.5%의 범위를 나타내고 있다. 이를 기초로 17개 지자체의 순환이용률을 산정한 결과, 평균 41.5%, 28.4-59.6%의 범위를 나타내고 있다. 국가의 자원순환 목표인 순환이용률 달성을 위해서는 재활용품 선별시설 및 가연성 에너지화시설 잔재물의 2차 재활용 또는 에너지화 방안을 추가적으로 강구할 필요가 있다. 본 흐름분석을 통해 산출된 실질 재활용률 및 실질 폐기물에너지화율을 기반으로 지자체의 현실을 반영한 자원순환 목표지표 설정이 가능할 것이며, 순환이용률 향상 방안 마련을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

As economic growth and development of the living standard causes increasing production of organic waste, the desire to take advantage of organic waste to produce energy is also increasing. Organic waste-to-energy can contribute to improving energy independence through domestic energy security as well as improving the environment by reducing the need for landfills. This paper attempts to quantitatively analyze the non-market benefits arising from the organic waste-to-energy policy. To this end, we apply a contingent valuation (CV) that is most widely used to measure the nonmarket benefits. As for the willingness to pay (WTP) elicitation method, we employed the one-and-one-half-bounded dichotomous choice (DC) model, which produces higher statistical efficiency than the single-bounded DC model and yields greater consistency than the double-bounded DC model. In the CV survey result of 1000 Korean households, a total of 586 households (58.6%) revealed zero WTP. This implies that the use of the mixture model to deal with zero WTP responses was a suitable approach in our study. The yearly mean WTP was computed as KRW 3598 for the next ten years per household, which is statistically significant at the 1% level. Expanding the value to the national population gives us KRW 67.3 billion per year and this value demonstrates the non-market benefits of the organic waste-to-energy policy. This quantitative information could be utilized as a significant reference in the implementation of the organic waste-to-energy policy.

The ocean dumping of organic waste as food waste has been prohibited since 2012 and so it is necessary to find alternative methods for its treatment and disposal. The purpose of this study was to treat food waste via hydrothermal carbonization (HTC) that has advantages such as no pre-treatment as drying feedstock and low energy consumption. Additionally, feasibility study for Bio-SRF (Solid Refused Fuel) was conducted to produce hydrochar via HTC. As results from quality standards experiments based on 「Solid Fuel Product Quality Testing Method in Korean」, the optimal condition of 220oC as reaction temperature and 4 hr as reaction time have been selected. Since 2012, the ocean dumping of organic waste as food waste has been prohibited, it is necessary to replace its treatment and disposal. This study applied to treat of food waste via hydrothermal carbonization (HTC) which the method has advantages such as no pre-treatment as drying feedstock and low energy consumption. Moreover, feasibility study for Bio-SRF (Solid Refused Fuel) conducted to producted hydrochar via HTC. As a results from quality standards experiments based「Solid Fuel Product Quality Testing Method in Korean」, the optimal condition of 220oC as reaction temperature and 4 hr as reaction time has been selected.

The purpose of this study is to investigate the regional waste discharge and characteristics in Incheon Metropolitan City, and to evaluate the potential energy recovery for combustible wastes being discharged from Incheon province as well as currently being landfilled in the Sudokwon Landfill Site. Approximately, 2,466 ton and 0.879 kg/(capita·day) were estimated for annual average discharge of domestic wastes and daily domestic waste discharge rate per person in Incheon during the period from 2007 to 2013. The least squares methodology indicates those values to decrease to 1,120 ton and 0.347 kg/(capita·day), respectively in year 2021. The assessment of potential energy recovery for the landfilled household solid wastes indicated that total energy of 1.00 × 107 GJ and 212 billion Won of electric charges could be recovered and saved each year. For the construction wastes, recoverable annual energy and electric charges were 1.04 × 107 GJ and 269 billion Won, respectively.

우리나라는 생활수준 향상과 에너지 소비의 증가로 인해 범세계적으로 에너지 수요가 급격히 증가 되었으며 과거 국내에 설치된 폐기물처리시설의 경우 폐기물의 성상 불균형 현상과 낮은 발열량으로 인해 에너지 생산 및 활용 부분을 고려할 수 없었으나 현재 폐기물에 대한 인식변화와 체계적인 분리수거체계로 인하여 고발열량의 연료 확보가 가능하다. 폐기물처리 기술 중 하나인 소각처리 기술은 쓰레기 발전 등의 여열 이용을 충실히 하는 것에 의해 화석연료 사용량 감소를 실현 가능하며 2013년 ‘자원순환사회촉진법에 관한 법률’ 의 개정으로 폐기물은 바이오매스 연료발전으로 자리매김 되고 있다. 신재생에너지의 중요성이 대두되면서 폐자원에너지화를 위한 가연성 폐기물 고형연료화, 소각폐열 회수로 인하여 지역난방이나 전력생산 등에 많은 투자가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 국내 소각시설의 효율적 폐열회수를 위한 조건을 도출하고자 국내･외 소각시설의 폐열회수 및 전력생산에 대한 사례 조사를 토대로 국내에서 현재 설치되어 있는 공공자원회수시설 및 민간 고형연료 시설 중 모범적으로 운영 중인 사례를 찾아 온도 및 압력 범위를 조사하여 이를 기초로 소각폐열 발전량에 따른 실제 스팀생산 가능성을 확인할 수 있었으며 온도 및 압력 변화에 따른 모델링을 통하여 효율 향상을 위한 최적 설계의 근거치를 산출 제시할 수 있었다. 본 연구결과는 향후 국내 소각처리 시설 운영 비용절감 및 에너지 회수율 향상을 위한 최적 설계에 필요한 방법론 도출과 데이터 산출의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.