배출원부터 잡는 미세먼지 저감 기술, 희성촉매의 솔루션
2026.04.01
미세먼지는 호흡기 질환부터 기후 변화, 산업 규제에 이르기까지 우리 삶 전반에 영향을 미치는 환경 이슈입니다. 특히 질소산화물(NOx)·황산화물(SOx)·휘발성유기화합물(VOCs)은 미세먼지의 주요 원인 물질로, 산업 현장에서 체계적으로 관리해야 합니다.
이번 글에서는 미세먼지의 원인 물질과 정부 정책을 짚어보고, 미세먼지를 근본적으로 줄이는 촉매 기술을 살펴봅니다.
한국의 미세먼지 현황
미세먼지는 대기 중에 떠다니는 고체 또는 액체 상태의 입자상 물질(Particulate Matter, PM)로, 크기에 따라 PM-10(미세먼지)과 PM-2.5(초미세먼지)로 구분합니다. 입자가 작을수록 폐포 깊숙이 침투해 전신에 영향을 미치기 때문에, 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소는 미세먼지를 1급 발암물질로 분류하고 있습니다.
스위스 공기질 분석업체 아이큐에어(IQAir)가 최근 발표한 ‘2025 세계 공기질 보고서’에 따르면, 한국의 대기 오염 수준은 143개국 중 55위입니다. 2025년 기준 전국 연평균 초미세먼지(PM-2.5) 농도는 17.11 μg/m³로, WHO 대기질 가이드라인 권고 기준인 5 μg/m³의 약 3.4배에 달합니다.
IQAir는 2024년 보고서에서 미세먼지의 유해성을 흡연량과 비교하며, 한국의 비흡연자가 미세먼지만으로 연간 담배 약 283개비, 즉 약 14갑에 해당하는 유해물질을 흡입한다고 밝혔습니다. 미세먼지가 가장 심한 3월 한 달만 따지면, 담배 약 2갑 분량의 유해물질에 노출되는 셈입니다.
미세먼지의 원인 물질
미세먼지는 굴뚝이나 배기관에서 직접 배출되는 1차 미세먼지와 NOx·SOx·VOCs 등 오염 물질이 대기 중에서 화학반응을 거쳐 만들어지는 2차 미세먼지로 나뉩니다.
1) 질소산화물(NOx)
NOx는 발전소, 산업용 보일러, 자동차 엔진과 같은 고온 연소 환경에서 공기 중 질소와 산소가 반응해 생성되며, 연료 자체에 포함된 질소 성분이 산화되면서 만들어지기도 합니다.
배출된 NOx는 대기 중에서 질산(HNO₃)으로 변환되고, 암모니아(NH₃)와 반응해 질산염 입자를 형성합니다. 이 질산염 입자가 2차 초미세먼지(PM-2.5)의 주요 구성 성분입니다.
2) 황산화물(SOx)
SOx는 석탄, 중유 등 황(S) 성분을 포함한 연료를 태울 때 발생합니다. 배출된 SOx는 대기 중 수분과 반응해 황산(H₂SO₄)으로 변환되고, 에어로졸 형태의 황산염 입자를 형성합니다. 황산염 입자는 2차 미세먼지의 핵심 성분으로, 시정 거리를 낮추고 호흡기에 직접적인 영향을 줍니다.
3) 휘발성유기화합물(VOCs)
VOCs는 도장, 석유화학, 화학 공정 등 산업 현장과 자동차 배기가스에서 배출되는 기체 상태의 유기화합물입니다. 대표적으로 톨루엔, 벤젠, 자일렌 등의 방향족 탄화수소가 있습니다.
대기 중에서 태양광(UV)에 의해 산화반응을 일으키며 저휘발성 물질로 변하고, 응축과 핵생성 과정을 거쳐 입자화됩니다. NOx와 함께 반응해 오존(O₃)과 광화학 스모그를 생성하며, 추가적인 미세먼지 형성으로 이어집니다.
미세먼지를 줄이기 위한 정부의 노력
국내에서는 「대기환경보전법」과 「대기관리권역의 대기환경개선에 관한 특별법」을 기반으로 미세먼지 저감 정책을 운영하고 있으며, 산업·발전 분야에서는 배출량 관리와 설비 개선을 요구하는 방향으로 규제를 강화하고 있습니다.
1) 미세먼지 계절관리제
고농도 미세먼지가 집중되는 매년 12월부터 이듬해 3월까지 강화된 저감 조치를 적용하는 제도입니다. 이 기간에는 석탄화력발전소의 가동을 중단하거나 상한을 제한하고, 대기오염물질을 다량 배출하는 시설을 집중 관리합니다. 또한 대형 사업장을 대상으로 NOx·SOx 등의 배출 저감 목표를 설정하고, 정부와의 자발적 감축 협약을 통해 추가 감축을 유도합니다.
2) 대기관리권역법(배출허용총량제)
대기관리권역법의 총량 관리제는 미세먼지 농도가 높은 지역을 ‘대기관리권역’으로 지정해 오염물질 배출 총량을 제한하는 제도입니다. NOx·SOx는 연간 4톤, 먼지(TSP)*는 0.2톤 기준으로, 하나라도 초과해 배출하는 사업장이 관리 대상입니다. 단, 먼지는 발전시설·보일러·폐수 및 폐기물 소각시설·고형연료제품 사용시설에서 배출되는 경우에만 적용됩니다.
5년 주기로 사업장별 배출 허용 총량을 할당하고, 굴뚝 자동측정기기(TMS)로 실시간 관리합니다. 할당량보다 적게 배출한 사업장은 여유분을 다른 사업장에 판매하거나 다음 해로 이월할 수 있습니다. 반대로 할당량을 초과하면 초과부과금이 부과되고 차년도 배출량이 삭감됩니다.
*TSP(Total Suspended Particle): 총부유분진
3) 소규모 사업장 지원
중소사업장의 환경설비 개선을 위한 대기오염방지시설 설치·개선 비용 지원 사업도 운영하고 있습니다. 4·5종 대기배출사업장 중 중소기업이 대상이며, IoT 설치와 노후 대기오염방지시설 교체, 탈질·탈황·VOC 처리 설비 개선 비용이 포함됩니다.
배출원부터 잡는 희성촉매의 솔루션
촉매는 미세먼지를 생성하는 원인 물질을 화학적으로 분해하거나 전환해 배출을 근본적으로 줄이는 핵심 기술입니다. 희성촉매는 미세먼지의 원인 물질을 제거하는 촉매 솔루션을 제공하며, 기술 고도화를 위한 개발을 이어가고 있습니다.
자동차 배출가스 저감 촉매: NOx 저감 기술
자동차는 질소산화물의 주요 배출원으로, 규제 대응을 위해 촉매 기술이 핵심 솔루션으로 활용됩니다.
희성촉매는 삼원촉매(Three-Way Catalyst, TWC), NOx Trap 등 다양한 기술을 기반으로 배출가스 저감 성능을 지속적으로 개선해 왔습니다. 특히 TWC-NT는 가솔린 엔진에서 배출되는 질소산화물을 질소로 환원해 배출량을 최소화하는 기술로, 실제 양산 차량에 적용해 성능을 검증했습니다. 이 기술은 국제적으로도 인정받아 에디슨 특허 어워드를 수상했습니다.
산업·발전용 탈질 촉매: 탈질 촉매를 통한 질소산화물 저감
발전소와 산업 현장에서 질소산화물 배출 규제가 강화되면서, 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR) 기술이 주목받고 있습니다.
희성촉매는 다양한 운전 조건에 맞는 탈질 촉매를 개발해 발전소·산업용 보일러·제철소·소각시설 등 폭넓은 현장에 적용해 왔습니다. 2025년에는 적층형(Corrugated) SCR 사업화 개발·실증 성과가 사내 프로젝트 성과 발표회에서 대상을 수상했으며, EURO-7에 대응하는 대형 디젤(HDD) 촉매 시스템 기술 개발로 한국자동차공학회 우수 발표 논문상을 수상했습니다. 희성촉매는 이처럼 자동차와 산업 분야를 아우르며 탈질 촉매 기술 역량을 지속적으로 강화하고 있습니다.
✅ 희성촉매, 2025 프로젝트 성과 발표회 성료
✅ 희성촉매, EURO-7 대응 기술로 한국자동차공학회 우수 발표 논문상 수상
산업 공정의 VOC 저감 촉매
석유화학, 반도체, 도장 공정 등 산업 현장에서 배출되는 VOCs를 줄이기 위해 희성촉매는 축열식 연소산화장치(RTO) 및 축열식 촉매산화장치(RCO)에 적용 가능한 촉매 기술을 보유하고 있습니다. 촉매 공급에 그치지 않고 공정 조건에 최적화된 시스템 개선까지 함께 지원합니다.
자발적 협약을 통한 미세먼지 저감 실천
희성촉매는 기술 개발과 함께 자사 사업장 운영 측면에서도 미세먼지 저감을 실천하고 있습니다. 2025년 11월, 미세먼지 계절관리제와 연계해 자발적 배출 저감 협약을 체결하고, NOx 배출을 허가 기준 대비 71% 저감하는 목표를 설정해 이행하고 있습니다.
운전 조건에 최적화된 사양 제안부터 적용 이후 관리까지
배출 총량 관리 규제가 강화되면서 배출 저감 설비는 지속가능한 사업 운영을 위한 필수 조건이 됐습니다. 희성촉매는 NOx·SOx·VOCs 등 미세먼지 원인 물질을 근본적으로 줄이는 촉매 기술과 함께, 운전 조건에 최적화된 사양 제안부터 적용 이후 관리까지 통합적으로 지원합니다.
촉매 성능 점검, 교체, 신규 설비 적용 등 검토가 필요하신 경우, 문의하기를 통해 희성촉매의 전문가 상담을 받아보실 수 있습니다.
FAQ
Q1. 미세먼지와 초미세먼지는 어떻게 다른가요?
미세먼지(PM-10)는 직경 10μm 이하, 초미세먼지(PM-2.5)는 직경 2.5μm 이하의 입자를 말합니다. 입자가 작을수록 코와 목에서 걸러지지 않고 폐포 깊숙이 침투해 혈관을 타고 전신으로 퍼지기 때문에, 초미세먼지가 건강에 미치는 영향이 더 큽니다.
Q2. 2차 미세먼지란 무엇인가요?
굴뚝이나 배기관에서 직접 배출되는 1차 미세먼지와 달리, 2차 미세먼지는 NOx·SOx·VOCs 등 오염 물질이 대기 중에서 화학반응을 거쳐 만들어집니다. 눈에 보이지 않는 기체 상태의 물질이 입자화되는 것으로, 전체 미세먼지 발생량에서 상당한 비중을 차지합니다.
Q3. 촉매는 미세먼지 저감에 어떻게 활용되나요?
촉매는 미세먼지의 원인 물질을 화학적으로 분해하거나 무해한 물질로 전환합니다. 자동차 배출가스의 NOx를 질소로 환원하는 삼원촉매(TWC), 발전소·산업 시설의 NOx를 줄이는 탈질 촉매(SCR), 산업 공정의 VOCs를 산화 처리하는 RTO·RCO용 촉매 등이 대표적입니다.
Q4. 우리 사업장에 탈질 촉매 적용이 필요한지 어떻게 알 수 있나요?
배출 저감 설비 도입 여부는 업종, 공정 특성, 배출량 규모를 종합적으로 검토해야 합니다. 대기관리권역법상 연간 NOx·SOx 4톤, 먼지 0.2톤 중 하나라도 초과하는 사업장은 배출허용총량제 대상입니다. 대상이 아니더라도 계절관리제 기간 강화되는 기준에 대비하거나 자발적 감축 목표를 설정하는 사업장이라면 사전 검토를 권장합니다. 희성촉매 전문가 상담을 통해 사업장 조건 진단부터 촉매 선정, 성능 관리까지 확인해 보실 수 있습니다.
Q5. 희성촉매는 어떤 미세먼지 저감 솔루션을 제공하나요?
희성촉매는 자동차 배출가스 저감 촉매(TWC·NOx Trap), 산업·발전용 탈질 촉매(SCR), VOCs 저감을 위한 RTO·RCO용 촉매 등 미세먼지 원인 물질별 맞춤 솔루션을 제공하며, 운전 조건에 최적화된 사양 제안부터 적용 이후 관리까지 통합적으로 지원합니다.
