풍요로운 순환 사회를 위한 미래 시나리오

순환 사회에서는 천연 자원을 절약하고 효과적으로 사용하며 폐기물을 최소화해 환경 부담을 줄입니다. 대량 생산과 대량 소비가 우리의 삶을 크게 풍요롭게 한 것은 사실이지만 이는 대가가 따릅니다. 전 세계적으로 자원은 고갈되고 있으며 폐기물은 환경을 오염시키며 지구 온난화는 전 세계에 엄청난 영향을 미치고 있습니다. 이 모든 것이 순환 사회로의 전환을 주도하고 있습니다.

2022년 3월 케냐 나이로비에서 열린 유엔환경총회(UNEA)에서 175개국은 플라스틱 오염을 종식시키기 위한 법적 구속력이 있는 국제 협약의 초안을 작성하기로 결의했습니다. UN 보도자료에는 해당 이니셔티브의 중요성을 강조하면서 "순환 경제로의 전환은 2040년까지 바다로 유입되는 플라스틱의 양을 80% 이상 줄일 수 있습니다."라고 나와있습니다.

순환 사회를 실현하기 위해서는 많은 것을 고려해야 합니다. 재사용과 재활용이 플라스틱에만 국한되어서는 안 됩니다. 입니다. 석유 및 금속과 같이 한정된 자원의 경우 재사용 및 재활용 외에도 미생물 생분해를 통해 생물학적 수준에서 자원을 순환시키는 방법을 찾는 것도 중요합니다. 또한 아직 이러한 변화에 참여하지 않은 산업, 사람, 상품의 참여를 유도하여 폐기물을 최소화하면서 재사용 및 재활용을 확대해야 합니다.

"자원을 채굴하고, 만들고, 쓰고, 버리는' 접근 방식을 계속 취한다면 우리 지구와 경제는 결코 살아남을 수 없습니다. 우리는 귀중한 자원을 보존하면서 그 안에 있는 모든 경제적 가치를 충분히 활용해야 합니다.”
프란스 티머만스(Frans Timmermans) 유럽연합 집행위원회 제1부회장은 2015년 12월 15일 유럽 연합의 보도 자료를 통해 "우리 위원회는 경쟁력을 높이고 일자리를 창출하며 지속 가능한 성장을 창출하기 위해 새로운 순환 경제 패키지인 ‘Closing the Loop’를 채택합니다."라고 밝혔습니다.

Yokogawa의 자원 순환과 효율적인 사용을 통한 순환 경제로의 전환은 2050년 사회를 향한 당사의 비전을 나타내는 지속 가능성을 위한 "세 가지 목표" 중 하나입니다. 폐기물 발생 없이 모든 종류의 자원이 순환되고 자산이 효과적으로 사용되는 사회를 실현하는 것을 목표로 합니다. 공동 혁신을 촉진하기 위해 고객 및 비즈니스 파트너와 함께 모두에게 유익한 순환 사회에 대한 비전을 공유하겠습니다. 지속 가능성 목표를 달성하기 위해 이전의 이니셔티브와 잠재적인 미래의 이니셔티브를 새롭게 살펴보고 미래에 대한 청사진을 기반으로 달성하고자 하는 시나리오를 만들었습니다.

순환 사회를 달성하기 위해 당사는 이미 재생수, 재생 가능 연료 및 이산화탄소(CO2)의 효과적인 사용을 보장하는데 기여하고 있습니다. 미국에서는 안전하고 안심할 수 있는 음용수를 효율적으로 공급하기 위해 폐수 처리 시설의 운영 최적화를 위한 개념 증명 테스트(PoC)를 최근 완료했습니다. 또한 재생 연료 생산 시설에 자동화 기술, 장비 및 서비스를 제공하고 있습니다. 일본에서는 산업단지 탄소 재활용 사업에서 각기 다른 산업에 속하는 기업 간 협업 가능성을 검토하는 연구 과제를 진행하고 있습니다. 이 프로젝트에는 산업 플랜트의 에너지 균형과 배출된 CO2의 포집 및 재사용에 대한 조사가 포함되었습니다. 산업 간 협력 연구 프로젝트를 통해 당사는 CO2 배출의 효과적인 사용을 촉진하는 것을 목표로 합니다.

미래에 대한 우리의 시나리오는 더 많은 제품과 원자재를 재사용하고 재활용할 수 있는 경로를 만듭니다. 시각화는 이 접근 방식의 핵심입니다. 측정 분야에서 당사의 핵심 역량을 활용하여 이전에는 정량화하고 평가하기 어려웠던 프로세스를 시각화 하는 것을 목표로 합니다. 구체적으로 세 가지 목표를 지향하고 있습니다.

첫 번째 목표는 원자재의 열화 정도를 시각화 하는 것입니다. 이를 통해 상품과 자원을 더 오랜 기간 동안 사용할 수 있고 재사용 후의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

배터리를 한가지 예로 들 수 있습니다. 전기 자동차의 배터리에는 각기 다른 속도로 저하되는 수많은 셀이 있습니다. 엄격한 안전 요구사항으로 인해 EV 배터리는 사용 수명이 끝나면 많은 개별 셀이 여전히 실행 가능한 상태임에도 불구하고 교체를 진행해야 합니다. 이러한 경우에는 배터리를 고정형 용도로 변경할 수 있습니다. 이러한 재생 배터리의 용량을 늘리려면 셀 열화 정도의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.

기존 기술에서는 배터리 잔량이 "전체 용량의 xx퍼센트"와 같이 상대적인 용어로만 표시합니다. 반면 당사의 배터리 열화 진단 기술은 남은 배터리 충전량을 와트시 단위로 정량화합니다. Yokogawa는 배터리 개발자와 제조업체에 측정 및 제어 솔루션을 제공하고 전문 지식을 활용하여 재구성된 배터리 셀 용량의 균형을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 안전한 작동을 보장하기 위해 정기적인 진단 검사를 수행할 수 있습니다.

두 번째 목표는 재활용 프로세스를 시각화 하는 것입니다. 이러한 프로세스 중 하나는 화학 물질을 분해하여 원자재로 만들고 이러한 물질을 결합하여 새로운 물질을 형성하는 화학적 재활용입니다. 이 프로세스를 시각화 하여 플라스틱 폐기물과 같은 한 번 사용된 재료의 재활용률을 개선하는 플랜트 제어를 향상시킬 수 있습니다.

화학적 재활용은 원자재를 회수하기 위해 물질을 분자 수준으로 분해하는 과정에서 이물질이나 오염 물질의 영향을 받지 않기 때문에 최근 상당한 관심을 받고 있습니다. Yokogawa는 해중합 메커니즘을 시각화하여 화학적 재활용 프로세스를 개선하는 데 중점을 둡니다. 해중합 진행을 정확하게 예측하는 공정모델 개발을 추진하고 있습니다. 이 프로세스 모델을 플랜트 운영 제어에 적용하면 화학물질 재활용 프로세스에서 에너지를 절약하고 수율을 개선하며 재활용률을 높일 수 있습니다.

세 번째 목표는 재생품의 원산지를 시각화 하는 것입니다. 당사는 자원 재활용에서 나오는 물질에 초점을 맞추고 미생물 촉매 및 관련 세포 배양 환경을 사용하여 메탄화 과정을 시각화 하고자 합니다. 이는 CO2 배출을 재사용할 수 있는 수단을 제공합니다.

수소와 CO2를 연료로 사용할 수 있는 메탄으로 화학적인 전환시키는 메탄화 기술 개발이 진행되고 있습니다. 메탄이 연소되면 CO2를 방출하기 때문에 메탄화 공정에서 이를 포집하여 재사용할 수 있습니다. 따라서 이 기술은 CO2 재사용을 위한 유망한 수단입니다.

기존의 메탄화 공정은 일반적으로 고온 환경에서 화학 촉매를 사용하며 일정량의 에너지를 소비합니다. 대안으로 당사는 메탄 생성 박테리아의 사용에 초점을 맞추고 있으며 미생물 메탄화 과정을 연구하기 위해 대학과 협력하고 있습니다. 당사는 레이저 분석기를 사용하여 메탄화 공정의 변화를 모니터링하고 pH 센서를 사용하여 메탄 생성 박테리아 배양을 모니터링합니다. 에너지를 소비를 저감한 메탄화 공정을 실현함으로써 CO2 배출의 효과적인 활용을 지원합니다.

위에서 설명한 바와 같이 Yokogawa는 완전한 순환 사회를 달성하기 위해 다양한 이니셔티브를 추구하고 있습니다. 그러나 재사용 및 재활용 관행을 장려하고 확대하는 것은 어느 한 기업이 독자적으로 수행할 수 있는 일이 아닙니다. 수 년에 걸쳐 고객의 생산 현장을 통해 경험한 노하우들을 통합하고 연결하는 능력을 활용하여 가치를 창출해 왔습니다. 우리의 측정 능력을 활용하여 시각화 목표를 달성하고 조직, 비즈니스 및 산업을 연결하는 촉매 역할을 할 사회적으로 인정된 평가 기준을 사용하도록 할 것입니다. 이 두 가지 핵심역량을 바탕으로 사람, 조직, 기업을 하나의 가치 사슬로 묶어 풍요로운 순환 사회 실현을 향해 나아가겠습니다.

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참고문헌

1. Circle Economy. The Circularity Gap Report 2022. https://www.circularity-gap.world/2022.