최근 Shandong Alva Machinery Co., Ltd.(이하 'Alva Machinery') 공장에서는 회사가 설계 및 제조한 전체 폐냉장고 해체 라인을 독립적으로 R&D하여 전체 공정 테스트 실행을 성공적으로 완료했습니다. 제3자 권위 있는 테스트 기관의 검증을 거쳐 생산 라인의 모든 시스템이 안정적으로 작동하며, 기존 장비보다 분해 효율이 300% 높고, 재료 분리 순도가 99.2%에 달하며, 유해 물질의 무해한 처리율이 100%에 달합니다. 모든 성과 지표는 업계 표준을 뛰어넘고 '안전성, 효율성, 환경 보호 및 정밀도'라는 미리 설정된 목표를 충족합니다.
이 해체 라인의 성공적인 시험 가동은 중국이 폐가전 자원 활용을 위한 핵심 장비 분야에서 국제 기술 장벽을 허물고 R&D, 제조 및 시스템 통합을 포괄하는 독립적인 전체 산업 체인 시스템을 구축하여 '이중 탄소' 목표에 따라 녹색 순환 경제를 위한 장비 지원을 제공했음을 나타냅니다. 현재 생산라인은 선배송 시운전 및 포장을 완료했으며 칭다오항에서 출하되어 조만간 폐냉장고 자원 재활용 실용화에 들어갈 예정이다.
I. 업계 배경: 폐냉장고 처리에 대한 긴급한 수요, Alva, 장비 업그레이드 진행
(1) 폐냉장고 생산량 증가 및 처리수요 급증
중국 주민의 생활 수준이 지속적으로 향상되고 소비 업그레이드가 가속화됨에 따라 가전 산업은 전례 없는 교체의 정점을 맞이했습니다. 가족을 위한 필수 내구성 소비재인 냉장고의 수명은 일반적으로 10~15년입니다. 중국가전협회가 발표한 '2024년 중국 가전재활용 산업 발전 보고서'에 따르면, 중국의 폐냉장고 생산량은 2023년 2,800만대에 달했고, 이 수치는 2025년까지 3,500만대를 넘어 연평균 12% 이상의 성장률을 기록할 것으로 예상된다.
폐냉장고를 부적절하게 폐기하면 환경에 위험을 초래할 수 있습니다. 캐비닛의 폴리우레탄 폼에는 프레온과 같은 오존층 파괴 물질이 포함되어 있으며 직접 매립하거나 소각하면 대기와 토양이 오염됩니다. 내부 탱크와 압축기의 중금속과 회로의 유해 물질은 환경으로 스며들어 생태와 인간의 건강에 영향을 미칩니다. 동시에 폐냉장고에는 재활용 가능한 자원이 다량 함유되어 있는데, 철강이 약 55%, 플라스틱이 약 30%, 구리, 알루미늄 등 비철금속이 약 8%를 차지한다. 폐냉장고 1만대당 약 1,200톤의 자원을 재활용할 수 있으며, 이는 철광석 채굴량을 3,000톤 줄이고 석유 800톤을 절약하는 효과로 상당한 자원 활용 가치를 보여줍니다.
중국의 폐냉장고 해체 산업은 오랫동안 낙후된 장비, 낮은 효율성, 불완전한 재활용 등의 문제에 시달려 왔습니다. 기존의 수동 해체 방식은 높은 노동 강도, 열악한 작업 환경, 높은 안전 위험, 낮은 자재 분리 정확도(자원 회수율 60% 미만), 유해 물질 처리 기준 미달로 인해 2차 오염이 발생할 수 있다는 특징이 있습니다.
(2) 정책 지침 및 시장 수요 드라이브 장비 업그레이드
녹색 발전은 중국 경제와 사회 발전의 중요한 방향이다. 순환경제의 필수적인 부분으로서, 폐가전제품의 재활용 및 활용은 정책적 지원을 받아왔습니다. '순환경제 발전을 위한 14차 5개년 계획'에서는 '폐가전 재활용 및 활용 시스템 구축'을 핵심 과제로 명확히 명시하고, '해체 처리 능력을 향상하고 지능형 및 녹색 해체 장비 보급'을 제안합니다. '폐가전 재활용 및 활용 시스템 구축 가속화에 대한 지도 의견'에서는 2025년까지 핵심 장비의 자립률이 80%를 초과하고 종합 자원 활용률이 95%에 도달하는 지능형 해체 실증 프로젝트를 다수 구축할 것을 요구하고 있습니다.
정책은 업계의 발전 방향을 제시하지만, 중국의 고급 가전제품 해체 장비는 오랫동안 독일과 일본에서 수입에 의존해 왔습니다. 장비 견적은 8천만 위안 이상에 달하며 판매 후 서비스 응답이 느리고 예비 부품 비용이 높아 산업의 대규모 발전을 제한합니다.
중국 분쇄 기계 산업의 선두 기업인 Alva Machinery는 독립적인 고급 해체 장비의 R&D 임무를 맡았습니다. ALLEN WANG 회장은 '폐가전 재활용은 생태학적, 자원 안보와 관련된 산업이다. Alva는 축적된 기술을 바탕으로 국내 수요에 맞는 해체 장비를 개발하고 자원 회수 효율성을 향상시킬 것'이라고 말했다.
(3) Alva의 기술 기반 및 프로젝트 레이아웃
2003년에 설립된 Alva Machinery는 파쇄 및 스크리닝 장비와 고형 폐기물 처리 장비의 R&D 및 제조에 중점을 두고 있으며 폐기물 재활용 분야에서 충분한 기술 축적을 보유하고 있습니다.
2018년, Alva Machinery는 폐가전 재활용 산업의 잠재력을 인식하고 관련 장비의 R&D 준비에 착수했으며, 산업 연구를 수행하기 위한 특별 팀을 구성하고 '전체 폐냉장고 해체 라인'의 R&D 프로젝트를 공식적으로 시작하여 핵심 전략 프로젝트로 등록했습니다.
프로젝트의 진행을 보장하기 위해 회사는 '산학연 연구 응용' 모델을 채택하고 중국과학원 공정공정연구소 및 칭다오대학교 기계공학부와 협력하여 재료 식별, 정밀 분리, 환경 보호 처리 등의 핵심 기술 난제를 공동으로 해결했습니다. 동시에 국내 대형 폐가전 재활용 기업과 협력하여 R&D 결과를 시험 생산에 투입하여 'R&D-테스트-최적화' 폐쇄 루프.
II. 기술적 혁신: 핵심 난제 극복 및 자체 장비 시스템 구축
(1) 핵심기술적 어려움과 해결방안
폐냉장고는 금속, 플라스틱, 폼, 냉매 등 다양한 재료를 포함하는 복잡한 구조를 가지고 있으며 브랜드와 모델에 큰 차이가 있어 생산 라인의 R&D에 어려움을 가져옵니다. Alva의 R&D 팀은 다섯 가지 주요 기술 문제를 해결해야 했습니다. 첫째, 다양한 사양의 냉장고에 대한 자동 공급 및 위치 지정을 실현했습니다. 둘째, 철강, 플라스틱 등 재료의 분리순도를 향상시킨다. 셋째, 프레온을 효율적으로 재활용하여 무해한 처리를 달성합니다. 넷째, 지능형 제어를 통해 전반적인 해체 효율성을 향상시킵니다. 다섯째, 장비 에너지 소비를 줄여 친환경 운영을 실현합니다.
R&D 팀은 3년간의 연구 끝에 위의 문제에 대한 해결책을 찾았습니다. 자동 공급 링크에서는 '적응형 클램핑 + 지능형 위치 지정 시스템'이 채택됩니다. 고화질 시각적 인식과 다자유도 로봇 팔을 통해 다양한 크기와 무게의 냉장고를 자동으로 잡고 뒤집고 위치를 지정할 수 있습니다. 위치 정확도는 ±5mm이고 공급 효율은 시간당 60단위로 수동 공급(시간당 15개)보다 높습니다.
재료분리링크에서는 '다단계 파쇄+지능분류' 기술이 개발됐다. '저속 전단 분쇄기'는 냉장고의 초기 분해에 사용되어 캐비닛을 압축기에서 분리합니다. 그런 다음 '고주파 진동 스크린'은 철 스크랩을 분리하고 '와전류 분리기'는 구리 및 알루미늄과 같은 비철 금속을 분리합니다. 플라스틱과 폼의 혼합물은 '공기 분리 + 적외선 스펙트럼 인식' 기술로 분류됩니다. 자체 개발한 '지능형 인식 알고리즘'은 머신러닝을 통해 99.5%의 재료 인식 정확도를 달성합니다.
프레온 회수 측면에서는 알바가 독자적으로 개발한 '저온응축+진공흡입' 시스템을 통해 정밀한 온도와 압력 제어를 통해 회수율을 99.8%까지 높여 정제 및 재사용을 실현하고 있다. 시스템에는 환경 안전을 보장하기 위해 적시에 응급 처리를 시작할 수 있는 누출 모니터링 장치가 장착되어 있습니다.
지능형 제어는 '중앙 제어 시스템 + 분산 실행 장치' 아키텍처를 채택하여 산업 인터넷을 통해 실시간 데이터 상호 작용과 장비의 공동 제어를 실현합니다. 작업자는 중앙 제어 터미널을 통해 시작-정지, 매개변수 조정, 결함 진단 및 기타 작업을 완료할 수 있으며 시스템은 공급량에 따라 작업 속도를 자동으로 조정할 수 있습니다. 원격 운영 및 유지 관리 기능을 통해 장비의 실시간 모니터링 및 장애 해결을 실현하여 운영 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있습니다.
에너지 절약 설계 측면에서는 고효율 모터, 주파수 변환 제어 등의 기술을 채택해 생산라인 단위 에너지 소비를 냉장고 1대당 1.2kWh로 수입 장비 대비 40% 낮췄다. 이 장비에는 집진 및 소음 제어 장치가 장착되어 있으며 작업 현장의 먼지 농도는 10mg/m3 미만이고 소음은 75데시벨 미만으로 국가 환경 보호 기준을 충족합니다.
(2) 생산라인의 핵심 구성 및 성과지표
3년간의 R&D 및 최적화 끝에 Alva는 '자동 공급 시스템, 정밀 분해 시스템, 지능형 분류 시스템, 환경 보호 처리 시스템 및 중앙 제어 시스템'으로 구성된 폐기물 냉장고 분해 라인을 구성했습니다. 생산 라인은 길이 45미터, 폭 10미터, 면적 450제곱미터, 처리 능력은 시간당 60개, 하루 1,000개로 기존 수동 라인의 5배 이상입니다. 주요 성능 특징은 다음과 같습니다.
1. 높은 수준의 자동화. 전체 생산 라인에는 3명의 작업자만 필요하지만 기존 수동 라인에는 20~30명이 필요합니다. 자동 작동은 노동 강도와 안전 위험을 줄이고 작업자가 위험 물질에 직접 접촉하는 것을 방지합니다.
2. 분리순도와 자원이용률이 높다. 강철의 분리 순도는 99.5%, 구리 및 알루미늄은 99.0%, 플라스틱은 98.8%이며 종합 자원 활용률은 95%를 초과하며 이는 기존 방법보다 35% 포인트 높습니다. 일일 처리 용량 1,000대를 기준으로 계산하면 강철 660톤, 플라스틱 360톤, 구리 및 알루미늄 96톤을 매일 재활용할 수 있어 연간 상당한 직접적인 경제적 이익을 가져옵니다.
3. 환경 보호 준수. 프레온 회수율은 99.8%, 집진율은 99.9%입니다. 모든 배출 지표는 '가전 폐가전 해체 및 처리에 관한 환경 보호 기술 사양'의 요구 사항을 충족하여 무해하고 자원 기반 처리를 실현합니다.
4. 편리한 작동 및 유지 관리. 중앙 제어 시스템에는 데이터 수집, 분석 및 조기 경고 기능이 있어 장비 작동 상태, 처리량, 에너지 소비 및 기타 데이터를 실시간으로 모니터링하고 보고서를 생성할 수 있습니다. 원격 운영 및 유지보수를 통해 평균 장애 해결 시간을 2시간 이내로 단축하고 전체 장비 효율성은 90%를 초과합니다.
5. 명백한 비용 이점. 수입장비 대비 제조원가는 50% 이상 절감되고, 판매가격은 수입장비 대비 40% 수준이다. 애프터 서비스와 예비 부품 공급이 더욱 편리해져서 고객이 종합적인 운영 비용을 30% 이상 줄일 수 있습니다.
III. 테스트 실행 프로세스: 장비 가용성을 확인하기 위한 전체 프로세스 검증
(1) 시험운전 준비
테스트 실행의 원활한 진행을 보장하기 위해 Alva는 R&D, 생산 및 기술 서비스 부서로 구성된 특별 실무 그룹을 구성하고 테스트 실행 계획과 비상 계획을 수립했습니다. 테스트 실행 전에 실무 그룹은 생산 라인에 대한 종합적인 검사 및 시운전을 완료하고 2개의 잠재적 위험을 식별하고 1개의 최적화 및 개선을 완료했습니다.
테스트 실행을 위해 단일 도어, 이중 도어, 3도어 및 병렬 도어 모델을 포함하여 Haier, Midea, Gree 및 Siemens와 같은 브랜드를 포괄하는 재활용 협력 기업에서 총 10개의 폐 냉장고를 제공하여 실제 생산 조건을 시뮬레이션했습니다.
Alva Machinery의 총괄 관리자인 Mr. ALLEN WANG은 테스트 실행 개시식에서 다음과 같이 말했습니다. '테스트 실행은 장비 성능과 회사의 서비스 역량을 테스트하는 것입니다. 우리는 자격을 갖춘 장비를 고객에게 제공할 수 있도록 표준에 따라 테스트를 완료할 것입니다.'
(2) 테스트 실행 과정 및 결과
폐기물 냉장고가 지게차로 공급 포트로 운반된 후 자동 공급 시스템의 로봇 팔이 수동 개입 없이 장치당 5초의 위치 지정 시간으로 집기, 배치 및 위치 지정을 완료합니다.
해체 링크에서는 저속 전단 분쇄기가 냉장고 캐비닛을 압축기에서 분리합니다. 장비는 먼지와 소음을 줄이고 재료의 과도한 분쇄를 방지하는 '저속, 높은 토크' 설계를 채택합니다. 분리된 압축기는 특수 처리 장치로 보내져 고온 가열과 진공 흡입을 통해 냉매와 윤활유를 회수한 후 쉘을 파쇄하여 내부 구리 코일과 강철 부품을 분리합니다.
냉장고 캐비닛은 다단계 분류 시스템에 들어갑니다. 고주파 진동 스크린은 큰 입자의 철 스크랩을 분리하고 자석 분리기로 정제하여 순도 99.8%의 폐철을 얻습니다. 플라스틱과 폼의 혼합물은 공기 분리에 의해 분리되고 폼은 프레온 회수 시스템으로 보내집니다. 플라스틱은 적외선 스펙트럼 분류기에 의해 ABS, PP, PS 및 기타 유형으로 분류되고 에어젯 장치에 의해 해당 수집 용기로 보내집니다.
중앙 제어실의 운영자는 지능형 터미널을 통해 생산 라인의 운영을 모니터링하고 장비 매개 변수, 처리량, 에너지 소비 및 기타 데이터를 실시간으로 확인합니다. 한 운영자는 다음과 같이 소개했습니다. '제어 시스템은 자동으로 작동 상태를 조정할 수 있고 결함이 있는 경우 경보를 울리고 해결책을 제시하므로 작동 난이도가 낮습니다.'
한 시간 안에 첫 번째 배치인 6개의 폐냉장고가 완전히 해체되었습니다. 현장 샘플링 테스트 결과 폐철 순도는 99.5%, 구리 및 알루미늄 99.0%, ABS 플라스틱 98.9%로 기대치를 충족했다.
(3) 문제 해결 및 배송 준비
테스트 실행 후 Alva는 생산 라인의 포장 및 배송 준비를 시작하고 장비의 방청 및 밀봉 포장을 완료하고 기술 문서 및 취약 부품을 준비하고 장비와 함께 이동할 기술 팀을 구성했습니다. 생산라인은 칭다오항에서 선적해 고객 공장에 도착한 뒤 가동에 들어갈 계획이다.
IV. 산업 가치: 장비 독립 촉진 및 산업 업그레이드
(1) 장비 자립도 향상
이 생산라인은 핵심 기술과 장비의 독립적인 통제를 실현하여 중국의 고급 가전제품 해체 장비가 수입에 의존하는 상황을 변화시킵니다. 가성비 우위는 국내 기업에 대안을 제공하며, 업계 핵심장비 자립률을 20% 미만에서 80% 이상으로 높일 것으로 기대된다.
중국 환경 보호 산업 협회 회장 Guo Chengzhan은 다음과 같이 말했습니다. '이번 성과는 중국 환경 보호 장비의 독립적인 혁신에서 중요한 진전입니다. 이는 업스트림 및 다운스트림 산업 체인의 발전을 촉진하고 업계의 국제 경쟁력을 강화할 것입니다.'
현재 다수의 대형 가정용 폐가전 재활용 기업이 알바와 조달 의향 계약을 체결했으며, 러시아, 인도, 브라질 등 '일대일로' 연선 국가의 기업도 협력 의향을 표명했습니다.
(2) 재활용산업의 대규모 발전 촉진
전통적인 수동 해체의 낮은 효율성으로 인해 대규모 작업을 달성하기 어렵고 이는 산업 발전을 제한합니다. Alva의 생산 라인은 일일 처리 용량이 1,000개, 연간 처리 용량이 300,000개로 기존 수동 라인의 5배에 달해 중국의 폐냉장고 처리 용량을 크게 향상시킬 수 있습니다.
이 생산 라인의 홍보는 '대규모 수집, 지능형 해체 및 고부가가치 활용'을 특징으로 하는 재활용 시스템을 구축하는 데 도움이 될 것입니다. 대규모 해체는 단위 처리 비용을 절감하고 사회적 자본 투자를 유치할 수 있습니다. 고순도 분리는 자원 활용 가치를 향상시키고 철강 및 플라스틱 산업에 원료를 제공할 수 있습니다.
연간 처리 능력이 50만 대인 재활용 기업을 예로 들면, 이 생산 라인을 도입하면 연간 폐철 27만 5천 톤, 플라스틱 15만 톤, 구리와 알루미늄 4만 톤을 재활용할 수 있다. 기존 모드에 비해 추가로 115,000톤의 자원을 회수할 수 있어 환경 오염 및 관리 비용을 줄이면서 경제적 이익을 크게 향상시킬 수 있습니다.
(3) '이중 탄소' 목표 달성 지원
폐가전제품 재활용은 탄소 배출을 줄일 수 있는 순환경제의 중요한 부분입니다. 효율적인 자원 회수와 에너지 절약 설계를 통해 Alva의 생산 라인은 '이중 탄소' 목표를 지원합니다.
계산에 따르면 이 생산 라인에서 처리되는 폐냉장고 1개당 이산화탄소 배출량을 0.8톤 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 연간 처리 용량 30만 대를 갖춘 단일 생산 라인은 24만 톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있으며, 이는 667헥타르의 나무를 심는 것과 같습니다. 에너지 절약형 설계로 연간 약 547,500kWh의 전력을 절약하고, 석탄 소비량을 연간 164톤 절감할 수 있습니다.
강력한 온실가스인 프레온의 회수 및 활용은 지구 온난화를 완화하는 데 큰 의미가 있습니다. 프레온 회수율은 99.8%로, 단일 생산 라인에서는 연간 약 1.5톤의 프레온을 회수할 수 있으며, 이는 온실가스 배출량을 15,000톤 줄이는 것과 같습니다.
Alva Machinery의 ALLEN WANG 회장은 '녹색 발전은 회사 발전의 중요한 방향입니다. 우리는 '이중 탄소' 목표 달성과 순환 경제 발전을 지원하기 위해 환경 보호 장비의 R&D에 계속 투자할 것입니다.'라고 말했습니다.
V. 발전계획: 산업생태계 구축을 위한 제품 및 시장 확대
(1) 상품 시스템 개선
알바는 냉장고 해체 라인을 기반으로 에어컨, 세탁기, TV 등 기타 폐가전 해체장비 연구개발을 추진하고, 2025년까지 폐가전 주요 카테고리를 포괄하는 일련의 제품을 출시할 계획이다.
이와 동시에 인공지능, 빅데이터, 5G 기술을 통합해 '디지털 트윈 해체 시스템'을 개발해 장비 운영 효율성과 자원 회수율을 최적화할 예정이다. 재료 식별, 정밀 분류 등 핵심 기술을 다루기 위해 향후 3년 동안 R&D 자금으로 5억 위안을 투자할 계획이다.
(2) 해외시장 확대
Alva는 국내 시장을 통합하는 동시에 '일대일로' 계획을 기반으로 해외 사업을 전개하고 동남아시아 및 아프리카에 사무소를 설립하고 현지 재활용 기업 및 환경 보호 기관과 협력을 진행해 왔습니다. 회사는 제품의 국제적 인지도를 높이기 위해 국제 환경 보호 장비 표준 제정에 참여할 것입니다.
현재 알바는 인도의 재활용 기업과 협력 의향을 달성했으며 관련 사항이 진행 중입니다. 브라질, 러시아 기업과의 협력도 협상 중이며, 해외 시장은 회사의 새로운 성장 포인트가 될 것입니다.
(3) 협력개발 생태계 구축
Alva는 해체 장비를 핵심으로 'R&D-제조-재활용-활용'의 산업 생태계를 구축하고 재활용 기업, 자재 처리 기업 및 환경 보호 기관과 심층적인 협력을 수행하여 업스트림 및 다운스트림 협력을 통해 산업 클러스터를 형성함으로써 폐가전제품 산업 체인 전체의 폐쇄 루프 운영을 실현하고 산업 효율성을 향상시킬 것입니다.
회사는 폐가전 재활용에 관한 기술 교육을 실시하고, 업계 표준 개선에 참여하며, 업계의 표준화된 발전을 촉진할 것입니다. 5년 내 다수의 국내 재활용 기업이 기술 생산과 장비 공급을 통해 지능형 업그레이드를 실현할 수 있도록 지원할 계획이다.
결론
Alva Machinery는 3년간의 연구개발 끝에 폐냉장고 해체 라인의 독자적인 혁신과 시험 가동을 완료하여 이 분야 핵심 장비의 국산화에 획기적인 성과를 거두었습니다. 곧 출시될 이 생산 라인은 중국 환경 보호 장비 제조 산업의 독립적인 발전의 성과이며, 이는 폐가전 재활용 산업의 기술 업그레이드를 촉진할 것입니다.
'이중 탄소' 목표와 순환 경제 정책에 힘입어 폐가전 재활용 산업은 폭넓은 발전 전망을 가지고 있습니다. Alva가 대표하는 장비 제조 기업은 계속해서 기술 혁신에 집중하고 장비 성능을 개선하며 녹색 개발과 글로벌 순환 경제에 대한 지원을 제공할 것입니다.
이 생산라인은 고객 현장에서 안정적으로 운영되어 중국의 폐가전 재활용 산업이 대규모 지능화 발전을 달성하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다.
