시멘트 업종 온실가스 배출공정 및 시설 분석

개요

• 시멘트 업종의 범위   

      - 2020년도 제도 이행기준 목표관리제의 시멘트 업종은 표준산업분류(KSIC) 중분류 기준, ‘20-화학 물질 및 화학제품 제조업’, ‘23-비금속 광물제품 제조업’이 해당한다. 

 

• 목표관리제의 시멘트 업종의 정의   

  -  시멘트의 주성분은 석회·실리카·알루미나·산화철 등이며 넓은 의미에서 물질과 물질을 접착하는 물질을 의미하며, 일반적으로는 토목·건축용의 무기질의 결합경화제를 의미한다.

 

• 시멘트 업종 공정 분류

 - 시멘트 업종의 공정은 크게 채광, 원료, 소성, 제품 출하로 분류 된다. 이를 온실가스·에너지 목표관리제에 참여 중인 업체의 명세서 데이터를 기준으로 확인해 보았을 때, 사업장과 상품의 특성으로 인해 공정 순서와 구성은 상이 했으며, 같은 공정 내에서도 시설의 구성, 용량, 연료와 원료 등의 차이를 확인할 수 있었다.

 

• 시멘트 업종 목표관리업체 추이

- 온실가스·에너지 명세서 데이터를 확인한 결과, 2020년에 시멘트 업종에 해당하는 업체는 4개 업체였으며, 총 목표관리제 이행 업체 중 1.17%를 차지하고 있다. 

 

• 시멘트 업종 내 세부 업종 배출 현황

 - 2020년 기준 시멘트 업종 내에서 배출량의 상위를 차지하는 세부 업종을 살펴보면, ‘기타 기초 무기화학 물질 제조업’이 18.87%, ‘시멘트 제조업’이 81.13%의 배출량을 가지고 있다.

 

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온실가스 배출현황

• 시멘트 업종 총 온실가스 배출량 변동 추이

 -  2017년부터 2020년까지 시멘트 업종의 총 배출량과 업체별 평균 배출량은 줄고 있다. 

 

• 2020년도 시멘트 업종 주요 배출 활동

- 시멘트 업종의 온실가스 배출은 ‘외부전기’가 55.15%, ‘고정연소’가 43.29%를 차지하고 있다. 생산 공정에 대부분의 에너지가 사용되는 시멘트 업종의 배출 특성을 확인할 수 있는 부분이다.

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공정별 온실가스 배출

 

• 채광 공정

- 광산에서 채광된 석회석을 적재, 운반 후 조쇄기에 투입하여 1, 2차 조쇄공정(필요시 3차 공정 포함)을 거쳐 30㎜이하의 크기로 조쇄 후, 석회석의 품질이 일정하도록 혼합 및 저장하여 다음 공정인 원료분쇄기로 석회석을 공급하는 공정.

 

• 원료 공정

- 요구하는 시멘트 성분규격에 맞게 채광된 석회석과 추가적인 성분을 함유하는 부원료 (점토질, 철질원료 등)를 함께 원료분쇄기에 투입, 파쇄한 후, 파쇄된 원료는 건조, 미분쇄 등을 거치며 차기공정에서 시멘트 반제품인 클링커(Clinker)를 만드는데 적합한 원료로 변환되어 저장되는 공정.

 

• 소성 공정

- 시멘트 제조공정 중 가장 핵심적인 공정으로 원료분쇄기에서 공급하는 원료를 약 850~900℃까지 예열하고, 이를 다시 회전식 소성로에서 약 1,450℃까지 고온으로 소성하여 시멘트 반제품인 클링커를 제조, 냉각을 거쳐 저장하는 공정.

- 소성 공정의 세부 공정들은 기본적으로 전기를 에너지로 사용하며, 예열, 소성과 같은 고온의 ‘로시설’에서는 LNG도 사용한다. 

 

• 제품 출하 공정

- 소성공정에서 생산된 클링커와 함께 응결지연제로서 사용하는 석고를 계량하여 시멘트 분쇄기에 투입하고, 입자를 44㎛ 이하로 미세하게 분쇄하여 시멘트저장 사일로(Silo)에 시멘트 완제품을 저장한 후, 저장된 시멘트 완제품을 소비자의 요구에 따라 포장 혹은 벌크(Bulk) 상태로 화차 및 트럭을 이용하여 소비자 및 출하기지로 수송하는 공정.

 

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온실가스 감축

• 목표관리제 이행 중인 업체 중 시멘트 업종 감축기술 적용 현황

- 2015년부터 2020년까지 집계된 누적업체수는 4개업체이며, 5개년 간 실시한 총 온실가스 감축 이행건수는 15회이었다. 
- 시멘트 업종 내에서 이행된 감축수단 종류는 12개이고 그 중 기술개선 유형은 7개이며, 기술개선 유형 중 빈도수가 많은 상위 7개 감축기술은 다음과 같다.

 

 

- 2015년∼2020년 목표관리제 이행 중인 업체가 도입한 감축기술을 조사한 결과, 시멘트 업종의 감축기술은 ‘고효율기기’를 가장 많이 적용하고 있는 것으로 나타났다.

 

• 시멘트 업종 감축기술 도입 현황

- 2015년∼2021년까지 업체가 도입한 감축기술을 조사한 결과, 에너지사용량 5천 TOE 이하 및 에너지사용량 5천~1만TOE이하의 업체에서 쓰이는 감축기술은 ‘고효율 기기’가 가장 많았다.

 

-5천 toe 이하 업체의 감축기술 이용현황

-5천 toe ~ 1만 toe 이하 업체의 감축기술 이용현황

- 5천 TOE 이하의 에너지사용량을 가진 업체가 도입한 감축기술 중 감축량이 큰 순서대로 나타냈을 때, ‘부속 장치 교체 및 보완’, ‘회전수 제어 설비 도입’, ‘노후 설비 대체’순이었고, 감축량이 가장 큰 감축기술인 ‘부속 장치 교체 및 보완’을 설비별로 분류했을 때 주요설비는 기타전기 설비, 펌프 설비가 적용되었다.
- 5천∼1만 TOE 이하의 에너지사용량을 가진 업체가 도입한 감축기술 중 감축량이 큰 순서대로 나타냈을 때, ‘공기비 조정’,‘부속 장치 교체 및 보완’, ‘노후 설비 대체’순이었고, 감축량이 가장 큰 감축기술인 ‘공기비 조정’을 설비별로 분류했을 때 로 설비에 주로 적용되었다

- 설비별 감축기술 분류(5천 TOE 이하)

- 설비별 감축기술 분류(5천~1만 TOE 이하)

• 시멘트 업종의 적용 가능 감축 기술

- 이행실적 DB 등을 통해 도출된 감축기술을 조사한 결과 3개의 감축기술을 도출할 수 있었고, 감축기술 별 세부기술 및 설비, 적용가능 설비는 다음과 같다.