연소과정 시 질소산화물 배출을 저감하기 위한 우리나라의 노력은 90년대 말에서 2000년 초반 정부 주도 연구개발사업으로 상용화 연구가 시작되었다. 이후 시범사업으로 시작된 환경관리공단 저NOx 인증 사업에 의해 규제 및 관련 중소기업의 사업적 관계가 맞물리면서 연소기기의 저NOx 기술은 비약적인 발전을 이루었다 해도 과언이 아니다.

최근에 이르러 ‘미세먼지’라는 단어가 우리에게 매우 익숙하다. 지난 20여년 동안 우리 정부와 기업들이 저NOx 연소기술을 개발하기 위해 수많은 지원과 노력을 해왔으나 실제 일반 국민들이 관심을 가지게 된 계기는 ‘미세먼지’라는 단어가 알려지면서부터 일 것이다.

연소과정 중 발생하는 질소산화물인 ‘NOx’는 화염 내에서 연소에 필요한 공기 중 질소(N)와 산소(O) 및 연료 중 질소(N)와 공기 중 산소(O)가 고온에서 산화반응하며 생성된다.

이렇게 생성된 질소산화물은 대기 중에서 빛에너지를 받아 다른 물질들과 상호 반응하여 PM2.5 수준의 입자상 물질로 전환되고 이를 우리는 ‘미세먼지’라는 단어로 표현한다. 즉 연소과정 중 생성된 질소산화물이 미세먼지를 생성하는 전구물질인 것이다.

이러한 질소산화물의 배출 저감을 위해서는 이미 생성된 질소산화물을 후단설비를 통해 저감하는 기술과 연소과정 중 질소산화물의 생성을 억제하는 기술이 있다. 연소기기에서 화염형성 시 다양한 기기 설계방법으로 화염 온도를 제어해 NOx의 생성을 억제하는 기술은 매우 근본적이고 경제적인 방법으로서 우리가 지속적으로 개발하여 경쟁력을 갖추어야 하는 분야라 할 수 있다.

앞서 언급한 환경관리공단 저NOx 인증 사업의 경우 LNG를 사용하는 산업용 버너에서 40ppm이하를 인증기준으로 하고 있다.

최근에 이르러 대기업 현장을 중심으로 NOx 배출총량 관리에 선제적으로 대응하고자 10ppm 배출수준을 요구하는 극한적 기술 수준의 수요가 발생하고 있으며, 우리 기업들도 이러한 수요에 대응하기 위해 연소기기의 설계기술을 통한 연소개선(Combustion Modification)방법으로 질소산화물의 생성억제기술을 확보해 나가고 있다.

또한, 최근의 경우 환경관리공단 저NOx 인증 사업 대상이 아닌 공업용 버너, 즉 산업용 연소로에 적용되는 버너의 경우에도 대기업 사업장을 중심으로 배출총량 관리를 위해 저NOx 버너로 교체 수요가 증가하고 있다. 그러나 이 분야의 경우 수입품이 대부분이며, 수입대체를 위한 기술개발과 대기업 납품을 위해 객관적인 데이터를 확보할 수 있는 테스트베드가 절실한 실정이다.

현재 우리의 기술적 수준과 방향은 에너지 소비량과 질소산화물 생성억제 수준과의 Trade-off point를 최적화하거나 예전보다 더욱 개선된 수준으로 발전시켜야 하는 과제를 안고 있다.

정부에서는 ‘제조분야 미세먼지 감축을 위한 공정맞춤형 실용화 기술개발’과 ‘제조분야 온실가스-미세먼지 동시저감 기술개발’ 사업을 함께 추진하고 있다. 연소기기의 경우 국내 중소기업 고유 업종이다.

국내 관련 중소기업의 경우 현재 세계 시장을 주도하는 유럽, 일본, 미국 기업대비 규모와 기술면에서 경쟁력이 더욱 절실히 요구되는 것이 사실이다. 이러한 사업들과 함께 기술력을 갖추고 정부와 국민들의 관심 속에 더욱 발전하여 우리나라 관련 중소기업들도 세계무대에서 경쟁할 수 있기를 기대해 본다.