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[플라스틱코리아] AI기반 폐기물 자원화 시스템 및 순환경제 혁신 플랫폼

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공고
작성일 2023.10.16 작성자 관리자
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RETECH 2023 리뷰

‘순환경제’를 선도하는 혁신 플랫폼 

 

 

‘순환경제’를 선도하는 제16회 폐기물, 자원순환산업전(RETECH 2023)이 지난 8월 30일부터 9월 1일까지 킨텍스 제2전시장(7, 8홀)에서 열렸다. 2023 차세대 분체산업전(A-Powder Tech 2023)과 동시개최 된 ‘RETECH 2023’에는 한국을 중심으로 독일, 이탈리아, 오스트리아, 프랑스, 영국, 스웨덴 등 유럽국가와 중국, 일본 등 20개국 총 230여개 기업이 참가해 ‘순환경제시대’를 이끄는 혁신 플랫폼과 신기술을 선보였다.

 

특히 이번 전시회에서는 인공지능(AI)기술 기반 폐기물, 자원선별 장비, 플랫폼 서비스, IoT 기반 폐기물 관리 솔루션을 비롯해, 전기차 폐배터리, 태양광 폐패널 등 미래 잠재 폐기물의 자원화 시스템, 폐플라스틱 리사이클 소재, 음식폐기물 자원화 기기, 플라스틱 열분해 기술, 리사이클 복합소재 등 다양한 소재 기술 및 장비가 전시됐다.

 

전시회 기간에는 한국폐기물협회와 수도권매립지관리공사가 주최하고 환경부가 후원하는 ‘폐기물 관리 및 처리기술 발표회 & 드림파크 자원순환 포럼’, ‘분체 리사이클 기술융합 컨퍼런스’, ‘음식폐기물 자원순환 컨퍼런스’, ‘최신 리사이클 기술 및 정책 트렌드 소통의 장-RETECH CONNECT’ 등 다양한 세미나도 개최됐다.

 

진화하는 다기능 선별 시스템

 

에너지 절약과 효율성이 부각됨에 따라 리사이클 공정을 간소화하는 동시에 작업효율을 극대화하는 선별 시스템에 대한 개발경쟁이 심화되고 있다. 이번 전시회에서는 하나의 장비로 다양한 재질과 컬러를 분류해내는 다기능 선별 시스템과 AI 기반의 선별 시스템이 눈에 띄게 늘었다.

 

광학선별기 전문기업 대원GSI는 성분과 색상, 금속까지 선별하는 초분광 복합선별기를 국내 최초로 개발해 공개했다. NANTA HMS 복합선별기는 근적외선 초분광(Hyperspectral) 카메라를 이용해 물질의 물리적, 화학적 물성에 따른 정성 및 정량 선별이 가능하다.

 

4mm 크기의 작은 파쇄 플라스틱부터 큰 산업폐기물까지 다양한 크기에 적용가능하며, PE, PP, PET, PC, PS, PVC, ABS 등 재질분류를 통한 플라스틱 재활용과 열경화성 및 열가소성 분류를 통한 탄소복합재료 재활용, 살균팩과 멸균팩 분류를 통한 우유팩 재활용 등 다양한 현장에 적용 가능하다. 이번 전시회에서는 PP소재의 고품질, 저품질 선별을 시연했으며, 컨베이어 폭 600㎜ 기준, 시간당 500kg 작업이 가능하다.

 

 

폐기물 리사이클링 선별 시스템 분야의 글로벌 선도기업인 TOMRA는 이번 전시회에서 이 분야에서 50년 이상 축적해온 첨단기술을 선보였다. TOMRA의 최근 장비인 AUTOSORT는 성능이 입증된 FLYING BEAM 기술과 딥 러닝 기술을 적용해, 한층 강화된 광학 정보를 바탕으로 고도의 선별 성능과 운용 효율성을 제공한다. 포지티브 선별과 네거티브 선별 모두를 수행하며, 높은 선별 회수율과 선별 순도를 보증한다.

 

선별 및 검출시스템 전문기업 Sesotec(세소텍)은 분석 시스템 장비인 FLAKE SCAN를 선보였다. 컬러 센서, 메탈 센서, 근적외선 센서(NIR)가 통합된 FLAKE SCAN은 높은 정확도와 빠른 속도로 재활용 원료의 구성 성분을 분석할 수 있다. 옵션에 따라 재질과 컬러뿐만 아니라 금속의 숫자까지 파악해내는 FLAKE SCAN은 시간당 20kg을 처리하며, 검사 정확도는 99.9%에 달한다.

 

인공지능 재활용 선별로봇

델타로봇을 제작·판매하는 (주)로보원은 인공지능 재활용 선별로봇인 델타로봇 ROBO 시리즈를 시연했다. 이 시리즈는 국내 최고 수준의 성능과 서비스를 제공하는 병렬로봇으로 ROBO 800/1300/1600㎜의 라인업을 가지고 있으며, 고속 인공지능 비전(YOLO 7 코어)을 통한 위치 정확도 95%, 분류 정확도 99.3%로 1분당 80여개 이상을 분류하는 등 차별화된 선별기술로 업무생산성을 향상시킨다. 또 AIoT(Artificial IoT) 기반 모니터링 기능으로 로봇상태, 생산정보, 이상감지 등을 모니터링하며, Easy HMI 및 원격유지보수를 통해 다운타임 시간을 예방한다. 로보원은 직접제작을 통한 생산비 절감으로 가격 경쟁력을 얻고 있으며, 국내시장에서 이미 200여곳에서 안정된 품질을 인정받고 있다.

 

지속가능한 화학 및 환경기업 ACI는 AI 폐기물 선별로봇 Dr. B, 폐기물 처리 및 재활용 시스템 ENTECH, 스마트 수거시스템 ‘자연상점’, 플라스틱 재생시스템 ACI rPlastic 등 다양한 리사이클링 솔루션을 전시 및 시연했다.

인공지능 기반 폐기물 선별로봇 Dr. B는 딥러닝을 통한 다층 신경망과 AI 비전 시스템을 활용해 다양한 종류의 재질을 분류시킬 수 있으며, 현재는 약 60여 가지의 재질을 분류할 수 있다. 작업 속도는 분당 최대 90개까지 가능하다. 스마트 수거시스템 ‘자연상점’은 사물인터넷(IoT) 기반의 폐기물 자동압축수거·운영시스템으로 무선인터넷을 통한 컨테이너의 폐기물 적재량 계량 후 신용카드결제, 운영상태 관제 및 원거리 정비까지 가능한 폐기물 수거운영시스템이다. 현재는 제주시에서 시범 운영되고 있다.

 

벤처기업 에이트테크(AETECH)는 폐기물 자동선별 AI로봇 ‘에이트론’을 전시했다. 에이트론은 사람이 손으로 재활용품을 분류하던 과정을 자동화시킨 딥러닝 AI 기반 스마트 자원순환 선별 로봇으로, 현장에서 2년간 실증 테스트를 거쳐 99.3%의 정확도로 1분당 96개의 폐기물을 분류해낼 수 있다. 에이트론은 PET, PE, PP, PS, Other, Glass, Can 등 7종의 폐기물을 대상으로 43개의 소분류로 분류 할 수 있으며, 학습 데이터는 160만건 이상으로 알려졌다.

 

AI 기반 PET병 수거로봇

폐기물 수거에서 자동화, 무인화는 비용절감과 함께 회수율을 높이기 위한 가장 좋은 방법으로 떠오르고 있다. 현재는 비교적 재활용률이 높고, 회수가 용이한 폐 PET병 수거 시스템 분야에서 기술발전이 빠르게 진척되고 있다.

 

이노버스는 폐플라스틱 자원수거 솔루션인 AI PET병 수거로봇 ‘쓰샘 리펫(RePET)’을 소개했다. AI 선별기능을 통해 투명 폐PET병만 처리하며, 0.8초 만에 투입된 자원 상태를 스스로 파악한다. 이 장치는 수집량, 재활용률, 사용자 정보, 환경영향과 같은 데이터를 대시보드로 실시간 제공한다. 2022년 회사설립 이후 전국에 100여대의 자원수거 로봇이 설치됐다. RePET high는 선별 후 바로 적재하여 처리속도가 빠르며, 압축 시 소음 발생이 없이 소음에 민감한 장소에 적합하다.

 

캔이나 PET병을 재활용할 때, 내용물이 남아있으면 재활용품의 가치가 떨어지게 된다. 지테크(G-Tech) 인터내셔날이 전시한 무인회수기는 투입한 폐기물에 내용물이 남아있을 시 이를 수거하지 않고 도로 배출, 내용물을 처리하라고 안내한다. 폐기물이 투입되면 회수기 내부에서 압축이 이뤄져 부피 등을 줄일 수도 있다.

 

AI 솔루션 기업 (주)서르는 인공지능(AI) 재활용 분류기 ‘Wimple Bin’을 선보였다. Wimple Bin에 탑재된 인공지능 Wee는 서르에서 수집한 생활폐기물 이미지 데이터를 환경부 분리배출 기준에 맞게 학습해 플라스틱, PET병, 캔, 유리병, 종이팩 등 재활용 가능 품목을 사용자가 설정한 대로 정확히 인식해 분류 한다. Wimple Bin 수거물 분류 성공률은 98%에 이른다. 회사 관계자는 7가지 대분류 AI 모델을 더욱 고도화할 계획이다고 밝혔다.

 

폐기물 리사이클링

Lindner(린드너)는 2차 분쇄기 KOMET 2800HP를 선보였다. 단일 샤프트 분쇄기 KOMET은 최고의 품질과 뛰어난 효율성으로 어떤 요건에서도 원활한 작업을 보장하는 분쇄기로, 생활폐기물, 상업폐기물, 도심폐기물, 폐목재, 기타 물질 등 다양한 폐기물을 처리한다.

 

고성능 Shear 커팅 시스템으로 높은 산출량을 보장하며, 내부 푸셔 방식의 원활한 피딩으로 끊김 없는 연속 파쇄가 가능하다. 다양한 제품 성상별 토크 조정이 가능하며, 기계식 잠금장치와 푸셔의 특수 파킹 포지션으로 100% 안전가동이 가능하다.

 

열분해유 전처리 설비 전문기업 다원산업은 최근 새로 개발한 토네이도 선별기(TORNADO-4CS)를 소개했다. 이 제품은 파봉과 수선별을 걸친 폐기물을 풍력, 비중, 자력, 와류에 의한 4가지 방법을 단계적으로 수행하며 고비중, 철, PET 등을 선별한다. 강력한 토네이도 바람과 타격으로 협잡물을 90% 제거하는 이 설비는 폐기물의 수소 재생 및 열분해유 제조에 있어 핵심적인 전처리 장비로, 특히 농어촌 폐비닐 재생라인에서 1차 세정조(수처리)를 토네이도 설비(건식)로 대체 가능해 비용절감이 가능하다. 4종류의 선별을 한 번에 수행함으로써 비용절감과 함께 공간 활용도 극대화한다. 순수 국내기술로 개발한 이 장비는 한국, 일본, 미국 등 3개국에 특허가 등록됐다

 

폐자원 재처리설비 전문기업 (주)성안기계는 1995년 회사 설립이후 다양한 리사이클링 시스템을 비롯해 분쇄기, 파쇄기, 선별기 등 개별 장비들을 업계에 공급하고 있다. 성안기계는 이번 전시회에서 특별히 2차 전지 폐배터리 재활용을 위한 리사이클링 시스템을 소개했다.

 

폐배터리 재활용과 블랙파우더 산업은 전기차 보급확대로 급성장하는 시장으로 주목받고 있다. 

블랙파우더는 폐배터리를 해머밀에 투입, 분쇄, 선별 공정을 통해 고운 가루 형태로 만든 것으로 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등 유용한 금속들을 함유하고 있어, 이차전지 재활용의 주원료로 사용된다.

 

재활용 원료생산 및 제품

고품질 PET 플레이크 생산기업 (주)알엠(RM)은 국내 최대 폐 PET 처리기업으로, r-chip(펠렛) 생산기업인 H2와 협력해 폐 PET 자원순환의 가치사슬을 구축하고 있다. 국내 최초로 환경부와 식약처로부터 식품용 재생원료 생산인증을 받은 알엠은 지역별 재활용 폐기물 수집 및 운반 시스템을 보유하고 있으며, 자체 선별장 운영 및 위탁운영을 통해 효율적인 관리 시스템을 구축해 투명 폐PET병 수집 및 선별 재활용 시장에서 점유율 1위를 차지하고 있다. RM은 현재 하루 340톤, 연간 9만톤의 r-PET 플레이크를 생산하고 있다.

 

SM테크는 생활계 폐플라스틱 재생원료(PCR)인 PE, PP를 선보였다. SM테크는 40여년에 이르는 기술적 노하우를 바탕으로 자체 개발한 광학선별기 및 특허설비를 통해 불순물 함량이 낮고, 순도가 높은 고품질 재활용 PE, PP를 생산하고 있다.

 

높은 가공성과 유동성, 친환경성으로 소비재에 응용되는 고기능성 재생 플라스틱 NEXPLA 제품군과 높은 물성으로 산업용에 적합한 고순도 재생 플라스틱 GRANDPLA 제품군을 판매하고 있다. SM테크는 연간 3만톤의 PP+PE 칩 생산, 연간 2만 5천톤의 PP+PE 플레이크 생산능력을 보유하고 있다.

 

해양수산부는 최근 ‘수산부산물 재활용 촉진에 관한 법률 시행령’을 통해 그동안 폐기물로 분류돼 불법 투기 돼왔던 굴 껍데기를 포함한 수산부산물을 다양하게 재활용할 수 있는 제도적 근거를 마련했다. 재활용 가능한 수산부산물은 굴, 바지락, 전복, 키조개, 홍합, 꼬막 등 조개류의 껍데기가 해당하는데, 이중 매년 30만톤이 발생하고, 100만톤 이상의 누적 방치량이 있는 것으로 추정되는 굴 껍데기에 대한 산업적 관심이 커져 왔다.

 

이번 전시회에서는 굴 껍데기를 원료나 첨가제로 응용한 업체들의 다양한 제품들이 소개됐다. 해양수산부는 굴 껍데기 컴파운딩 소재로 만든 바닥재, 인테리어 벽돌, PVC 합성 바닥재, 욕실화, 화장품, 위생용품, 건강기능식품에 이르기까지 다양한 품목들을 전시했다.

 

농업용 폐비닐을 재활용하는 동민산업협동조합은 이번 전시회에서 PE 엠보서드 원단과 PVC 원단을 선보였다. 이들 원단은 고품질 재생 PE 칩과 재생 PVC 플레이크를 활용해 업사이클링한 제품으로, 원단 표면에 엠보싱 처리를 통해 외부 충격에 강하고 질감의 고급화를 실현했다. 특허받은 기술력으로 생산한 재생 원단을 기반으로, 디자인과 실용성을 고려한 상품개발을 통해 소비자에게 적합한 제품으로 상품화하기 위해 회사는 ‘알키미스’라는 업사이클링 제품 브랜드를 직접 론칭해 운영 중이다.

 

 

폐플라스틱 선순환 프로젝트인 Project LOOP의 성과와 향후 계획을 홍보했다, 물리적 재활용에서는 rABS, rPC 등을 생산하고 있으며 향후 rPP로 제품을 확대해 PCR 생산규모를 44만톤까지 늘려갈 계획이다. 또 화학적 재활용 증설을 통해 rPET 생산규모를 34만톤까지 확대해갈 계획이며, 열분해 납사를 2025년까지 5만톤, 장기적으로 15만톤까지 확대한다는 계획이다.

 

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