미정
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 다회용기를 활용한 배달업체의 일회용기 사용 저감 시스템
영문 : Designing delivery system with reusable food containers
과제 팀명
미정조
지도교수
이동훈 교수님
개발기간
2020년 9월 ~ 2020년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 20158900** 천**(팀장)
서울시립대학교 환경공학부 20158900** 차**
서울시립대학교 환경공학부 20158900** 최**
서울시립대학교 환경공학부 20148900** 양**
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
covid-19가 지속되며 외식을 꺼리는 사람들에 의해 배달음식의 소요량이 급증하고 있으며, 이에 따라 플라스틱의 배출량이 작년 대비 15.6%가 증가했다. 그리고 배달업체의 배달 양은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 따라서 이런 일회용 플라스틱 용기의 사용을 줄이고자 배달업체의 다회용기 사용의 기저 및 시스템을 설계하고자 한다. 본 설계는 다회용기의 제작 및 배달업체의 구매를 유도하여 1차적으로 플라스틱 사용량을 줄이고, 수거 및 세척 업체 운영을 통해 배달업체의 다회용기 수거 및 세척의 부담을 줄일 것이다. 그리고 지정된 시간에 용기를 다시 배달업체에 보내 업체의 운영에 불편함을 끼치지 않도록 할 것이다.
개발 과제의 배경 및 효과
지속되는 covid-19에 의해 생긴 언택트 문화에서 배달업체의 매출은 점점 늘고 있고, 수도권 등에서 사회적 거리두기 2.5단계가 되며 휴업을 하게 되는 PC방 등의 사업체도 음식 배달업으로 직종을 임시로 바꾸는 등 배달업체의 지점 수도 점점 증가하고 있다. 실제로, 통계청에 따르면 음식 서비스(배달음식) 거래액은 올해 1~7월 누적 8조 6574억원에 달했다. 이는 전년 동기보다 73.6%나 증가한 수치이다. 배달업체는 보통 음식을 플라스틱 용기에 담아 제공하는데, 배달업체의 매상이 늘어남과 동시에 플라스틱 배출량 또한 늘어나고 있다. 환경부 자료를 보면, 공공시설을 통해 처리하는 폐기물 위주로 조사한 결과 플라스틱류는 전년 동기 기간 대비 15.6%가 증가하였고, 이 수치는 일반 대규모 거주시설인 아파트 단지 등을 제외한 수치이다. 만일 주거시설의 배출량을 포함한다면 수치는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 플라스틱 폐기물 공급의 급증에 따라 폐플라스틱의 가격하락으로 수거업체는 수거할수록 손해를 본다는 주장이 나오고 있으며, 실제 청주지역의 일부 수거업체는 수익성 악화로 9월부터 수거거부를 예고하기도 하였다.
올해 플라스틱 폐기물의 양은 앞서 언급했듯이 급격히 증가한 추세이다. covid-19의해 정부에서도 플라스틱 용기의 사용을 완화했다면, 이로 인해 발생할 폐기물 문제에 대한 대책과 완충 또한 신경 쓸 필요가 있다. 따라서 현재 사용 중인 일회성 용기들을 다회성 용기로 교체한다면, 1차적으로 플라스틱 폐기물의 발생량을 줄일 수 있다. 언제까지 길어질지 모르는 코로나 사태에 대비하여 당장 증가하는 플라스틱 폐기물을 감축할 수 있으며, 또한 2018년 환경부 자원순환정책과에서 발표한 ‘2030년까지 플라스틱 폐기물 발생량 50% 감축’이라는 목표 도달에 도움이 된다.
개발 과제의 목표와 내용
◇ 일회용기를 대체할 수 있는 다회용기의 선정
◇ 용기를 수거하기 위한 수거함의 개발 및 회수 시스템 개발
◇ 다회용기를 세척하여 업소에 공급할 수 있는 세척 시스템의 적용 가능 여부
State of art
현재 다회용기를 활용하여 배달을 하는 업소는 일부 중국집에 지나지 않는다. 그마저도 최근 중국집에서도 플라스틱제 일회용기를 사용하는 비중이 크게 높아진 실정이다. 이 외에 다회용기를 보급/수거를 통해 플라스틱 폐기물을 감축하는 기술이나 시스템이 없는 실황이다. 따라서 우리 조는 이와 관련된 시스템 및 기술을 새로이 고안할 예정이다. 추후에 기술이 더 발전된다면 우리 조가 구축하고자 하는 배달용기 수거 시스템이, 로봇 과 드론기술을 접목한 수거 시스템으로 발전하여 완전한 자동화 시스템이 이루어질 것이다.
특허조사
◇생활쓰레기 통합관리 시스템 및 방법(출원번호 : 10-2012-0064366) 생활에서 발생되는 생활 쓰레기의 수거 및 처리를 통합적으로 관리할 수 있도록 하는 생활쓰레기 통합관리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히 생활 쓰레기 수거 차량에 부착된 GPS 및 카메라를 통해 차량 투입에 필요한 자료 및 민원 발생 시 증거 자료(영상)를 수집한다. 그 후 현재 생활 쓰레기 수거 차량의 위치에 의한 차량 주행속도 및 진행 상태를 파악하고, 효율적으로 생활 쓰레기 수거 차량을 투입하기 위한 생활 쓰레기 통합관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
◇무선인식태그가 부착된 음식물 쓰레기 수거함(출원번호 20-2007-0010064) 본 고안은 무선인식태그가 부착된 음식물 쓰레기 수거함에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기 수거함에 무선인식태그를 부착하여 수거함을 인식하도록 함으로써 쓰레기 처리비용 등을 효과적으로 부과할 수 있도록 한 음식물 쓰레기 수거함에 관한 것이다.
◇악취 유출 방지구조를 갖는 생활환경 쓰레기 수거함 (출원번호 10-2006-0078481) 본 발명은 악취 유출 방지구조를 갖는 생활환경 쓰레기 수거함에 관한 것으로, 상부가 개구된 박스형태의 수거함 본체와 수거함 본체로의 쓰레기 투입을 위해 상기 개구부를 개방 또는 폐쇄하는 커버체를 포함하며, 상기 커버체는 상기 수거함 본체 상부 개구단 측에 착탈식으로 끼움조립되는 링형태의 착탈 플랜지와, 이 착탈 플랜지 일측단에 그 일측단이 힌지체결되어 상향 여닫이식 개방구조를 갖는 커버로 이루어지되, 상기 커버 안쪽의 착탈 플랜지 내측에는 커버의 개방동작과 연계되어 회동되는 제1 악취차단판이 설치되고, 상기 제1 악취차단판과 마주하는 착탈 플랜지 타측 내경에는 제2 악취차단판이 구비되어 커버 개방 시 수거함 본체 개구부를 막을 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 쓰레기 투입을 위해 수거함 뚜껑을 개방했을 경우 기투입되어 있던 쓰레기로부터 발생된 악취가 외부로유출되는 것을 방지하여주변환경을 보다 위생적으로 조성할 수 있다.
◇식기 및 식판을 분리하여 개별 세척하는 자동 식기세척 시스템(출원번호 : 10-2018-0052634) 이 시스템은 이송컨베이어를 통해 식기와 식판을 전달받아 식판은 제 1컨베이어로, 식기는 제 2컨베이어로 선별하여 공급하는 선별장치와 제 1컨베이어를 통해 이송되는 식판을 공급받아 세척하는 제 1세척부 및 제 2컨베이어를 통해 이송되는 식기를 공급받아 세척하는 제2세척부 이상 초 4개의 부분을 포함한다. 식기과 식판을 동시에 투입하더라도 선별장치를 통해 식기와 식판을 분리하고, 분리된 식기와 식판은 그 형태에 알맞는 세척공정이 이뤄지도록 구성하여 전체적으로 세척효율이 향상되는 장점이 있는 식기 및 식판을 분리하여 개별 세척하는 자동 식기세척 시스템에 관한 것이다.
특허전략
◇ 우리 조가 설계하고자 하는 것은 기존 시스템을 개량하거나 효율을 향상시키는 것이 아닌 새로운 시스템 자체를 구축하고자 한다. 위의 GPS를 부착한 차량 그리고 그를 토대로 형성되는 자료로 체계적인 생활 쓰레기 통합 관리 시스템을 구축한 ‘생활 쓰레기 통합관리 시스템 및 방법’ 특허와 같이 몇 개의 요소를 포함한 시스템을 통해 특허를 출원하고자 한다. 첫 번째 요소는 악취가 유출되지 않는 다회용 배달용기 수거함이다. 두 번째는 수거함에 들어있는 용기의 흐름을 파악할 수 있는 전산정보시스템이다. 세 번째는 여러 종류의 표준 용기들을 분류하여 세척 할 수 있는 자동 식기세척 시스템이다. 네 번째는 여러 업체가 공동으로 사용할 수 있는 표준화된 몇 가지 종류의 용기 제작이다. 이 사항들과 함께 실제 운용하기에 최적인 노선 및 수거 시간을 정함으로써 종합적인 시스템을 구축하고자 한다. 이 시스템을 통해 우리 조는 플라스틱 대란의 주요 원인으로 작용하는 일회용 배달용기의 사용을 대폭 감소시켜 이 문제를 해결하고자 한다.
관련 시장에 대한 분석
경쟁제품 조사 비교
◇ 현시점에 이런 시스템이 존재하지 않아 경쟁제품과의 비교는 어렵다.
마케팅 전략
SWOT 전략
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
◇ 환경부 조사자료(2018년)에 따르면 성인 1인당 연간 46회의 배달 이용한다. 가구 수를 고려하였을 때 국내에서 연간 5-8억 회의 배달 주문으로, 배달 용기가 약 19억 개 소모되고 있다. 우리 조의 시범설계 대상구역인 동대문구 휘경동의 경우 33,574명의 성인인구가 연간 최소 4,331,046개 최대 7,654,872개의 배달용기 사용하고, 하루 최소 11865개 최대 20972개의 배달용기를 사용한다. 이를 질량으로 환산하면 휘경동에서 배달로 인해 버려지는 플라스틱 양은 약 512kg/day이다. 우리의 시스템을 적용한다면 이것의 90% 이상을 감소시킬 수 있을 것이다.
경제적 및 사회적 파급효과
◇ 2017년에 2조 9천원의 배달시장 규모가 2019년에는 9조 7천억원까지 성장하였으며, 올해 상반기의 배달시장은 이미 작년에 비해 73.6%나 성장하였다. 코로나 상황이전에도 배달 사업은 꾸준히 성장하였고 이미 우리 사회에서 필수적인 존재가 되었다. 이러한 사회가 자리 잡았음에도, 국제 유가의 변동 등 매우 큰 불안요소를 가진 재활용 사업만으로 일회용 플라스틱을 처리하는 것은 한계가 있다. 지속 가능한 사회를 위해서는 이 문제가 반드시 해결되어야 하고 우리가 제안하는 시스템은 배달로 인한 폐플라스틱의 양을 90%가량 저감할 수 있기 때문에 일회용 배달 용기로 인한 문제에 해결책이 될 수 있다.
구성원 및 추진체계
천*재(조장) : 시스템 제작, 수거 및 세척 체계 주도, 제안서 작성
차*준(조원) : 시스템 제작, 수거함 관련 기술조사, PPT 편집 및 발표
최*현(조원) : 시스템 제작, 용기 분석 및 선정, PPT 제작 보조
양*희(조원) : 시스템 제작, 제안서 작성 및 수정, 경쟁력 고려
설계
설계사양
제품 요구사항
1) 플라스틱 저감량 환경부 조사자료(2018)에 따르면 성인 1인당 연간 46회의 배달을 이용한다. 이를 우리 과제에서는 휘경동에 적용시켜 휘경동 성인인구 약 34,000명을 기준으로 고려했을 때, 배달 용기 사용으로 인한 플라스틱 폐기물의 양이 하루에 약 512kg씩 발생함을 알 수 있다. 따라서 우리 조는 이 점에 중점을 두고 시간당 플라스틱 발생량 저감이 필요함을 생각했다.
2) 장기 운영 시 경제적 효율 설계를 통하여 구성 중인 시스템이 적용되었을 때 초기 투자비용 대비 일정 기간을 두고 봤을 때 어느 정도의 경제적인 효율이 있는지 살펴볼 필요가 있다고 생각되었다. 플라스틱 처리비용 자체를 두고 보았을 때는 그 비용이 얼마 되지 않지만, 질량대비 총 양과 수명을 고려했을 때 그 비용 효율이 얼마나 되는지 살펴볼 필요가 있다.
3) 적용 가능 여부 본 설계로 구상하는 시스템이 실제 현 배달 시스템에 도입이 되어 시행될 수 있는지 판단할 필요가 있다. 수거 시 각 요구되는 가구 수당 수거함의 규모와 개수, 수거 동선과 이를 위한 교통량 등의 요소가 우리가 구상 중인 결과와 부합하는지 판단하여 적용 가능성을 점검할 필요가 있다.
4) 기대되는 환경 영향 플라스틱 폐기물 저감과 이어지는 항목으로, 단순히 플라스틱 폐기물의 양 자체가 줄어듦에 그치는 것이 아니라 이로 인해 폐기물 처리까지 이어졌을 때 환경에 얼마나 이익이 되는지 평가하고 고려해볼 필요가 있다.
개념설계안
◇ 용기와 수거함 [용기]
위의 사진 기준으로 왼쪽의 4가지 용기는 현재 배달 사업에서 대표적으로 많이 사용되는 일회용 플라스틱 용기이다. 우리는 위와 같은 4가지 형태의 다회성 용기를 채택 및 시스템 운용에 사용할 계획이다. 가장 많이 쓰이는 형태의 용기로 현재 적용하여 도입하기도 용이하며, 수거 및 세척 효율도 높일 수 있을 것으로 기대된다.
오른쪽은 기존의 용기와 비슷한 규격을 고려하여 설계해본 그릇의 안으로 이를 채택하여 현행 시스템과의 호환성을 높이며 사업자, 소비자에게 혼란을 줄이고 시스템의 도입에 따른 변환에 차질이 없도록 할 예정이다.
[수거함]
위의 그림은 우리 조가 구상하고 있는 수거함을 간략하게 표현한 그림이다. 앞서 이야기된 것처럼, 현재 4가지 용기를 고려하고 있어 그에 맞추어 수거함을 4개로 구획하였다. 소비자가 배달용기를 배출할 때, 각 배출구에 해당하는 배달 용기를 넣는 방법을 고려하였다. 또한, 용기를 간단한 세척 후 배출을 하는 것으로 원칙으로 하고 있지만 완전하게 음식물이 씻겨나가지 않기 때문에 악취로 인한 민원이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위한 활성탄과 같은 흡착제 등을 활용한 악취방지를 고려하고 있으며 필요에 따라 주기적인 수거함 세척을 고려하고 있다.
용기, 배달량, 수거순환을 고려하여 수거함의 크기를 설정해야 하며 부식과 내구성을 고려한 재질을 선정할 예정이다.
◇ 수거 정보 수집을 위한 QR코드 기술 반납정보를 기입할 수 있는 도구로 QR코드를 이용한다. 각 수거함에 QR코드를 부착한다. 각 수거함에 붙어있는 QR코드를 스캔하면 반납정보를 기입할 수 있는 팝업창이 뜬다. 이 창을 통해 각 소비자는 배출하는 용기의 정보를 기입하고 제출한다. 각 수거함 별 배출정보(수거함 내 배출된 그릇 개수)는 데이터베이스에 저장된다. 이 정보를 배달앱의 주문정보와 비교하여 다회용기가 제대로 배출 되었는지 확인할 수 있다. 그리고 각 수거함에 배출된 그릇 개수를 관리자 서버에서 확인하고 최신화하여, 수거 시에 당일 수거가 필요한 수거함을 선정하여 최적의 수거 노선을 설정하려 한다.
◇ 용기의 세척 처리가 가능한 세척 공정
우리 조가 설계하고자 하는 용기 수거 시스템에서 휘경동 기준 하루 최소 6,000개에서 10,500개 정도의 그릇이 수거된다. 이는 국내 시중에 나와 있는 컨베이어 벨트형 자동화 식기 세척기의 최대 처리 용량이 3,600 dish/hour인 것을 고려했을 때 한 동네에서 하루에 발생하는 수거 용기는 한 대의 고용량 자동화된 식기세척기로 충분히 처리할 수 있다.
우리는 그릇을 자동 분류하는 기능 및 건조를 하는 기능이 있는 식기 세척기를 추후 더 조사하여 우리가 설계하고자 하는 시스템에 가장 알맞은 형태의 식기세척기 및 이를 위한 추가 필요 공간을 제안하고자 한다.
이론적 계산 및 시뮬레이션
일회용기를 다회용기로 교체하여 배달이 진행되고 소비자는 각 골목 별로 배치된 수거함에 본인이 사용한 다회용기 그릇을 배출하고 배출정보를 QR코드를 이용하여 제출한다. 그 후 이 배출정보를 이용하여 최적의 수거노선을 통해 정해진 시간에 일괄적으로 수거를 실시 및 세척장에서 그릇을 일괄 세척한다. 그 후 가게에 배부하여 배달 시스템이 돌아가는 설계를 진행하였다.
◇ 수거함의 크기는 면적 당 가구 수를 고려하여 중형과 대형으로 나누어 설계하였다. 개념설계에서 산정한 그릇의 크기 중 가장 넓이가 넓은 찜용기를 기준으로 수거함 내부통의 바닥면적을 설계하였고, 용기 중 높이가 가장 높은 탕 용기를 기준으로 높이를 설계하였다. 주택단지의 경우 수거함 내부통에 최대 40개의 용기가 저장될 수 있는 크기인 320*320*550(mm3)을 중형 수거함으로 산정하였다. 면적 당 가구수가 더 큰 아파트단지의 경우 수거함 높이를 두 배로 산정하여 320*320*1100(mm3)을 대형 수거함으로 설계하였다. 일일 그릇 배출 개수 10,500개가 한 종류의 그릇만 배출된다고 가정한다면, 수거함 내부 통 1개당 40개를 수용할 수 있기 때문에 수거함의 총 개수는 약 260개의 수거함을 필요로 한다. 이 수거함을 각 골목별로 배치하면 최소 8채의 건물에서 최대 20채의 건물에서 배출되는 다회용기를 저장할 수 있다. 이를 통해 휘경동에 적용한 수거함의 총 개수는 중형 196개, 대형 62개로 산정하였다. 앞에서는 한 종류의 그릇만 배출되는 극단적인 가정을 바탕으로 수거함의 개수를 산출했지만, 현실적으로 한 종류의 그릇만 배출되는 경우는 없기 때문에 이는 시스템 운영에 충분한 규격과 개수로 판단할 수 있다.
◇ 네이버 지도 앱을 통해 산정한 휘경동 내의 수거를 위한 총 노선거리는 약 21km이며, 추가적으로 교통상황과 도로사정 등을 고려하여 1.5배의 보정치를 고려하였다. 따라서 최대 31km의 일일 수거 노선 거리를 산정하였다. 배출정보 데이터를 기반으로 수거된 용기가 최대 저장용량의 50%를 넘어갈 때, 그 수거함을 수거하는 것을 원칙으로 한다. 차량 결정의 경우 5t트럭으로 결정하였다. 5t트럭은 3.4(l)*2.1(b)*1.6(h)(m3)의 적재용량을 가지며, 이는 수거함 내부통을 최대 180개 적재할 수 있는 크기이다. 차량을 2대 이용하여 휘경동의 절반씩 수거를 진행한다. 수거 및 하역 시 인력 사용을 21시부터 다음날 5시까지 8시간으로 설정을 하였다. 수거 및 세척장에서의 하역의 역할이 있으며 하역의 경우 하루에 2번 진행이 되며 각 하역 시간을 1시간씩 잡아 2시간으로 설정을 하였다. 이외의 시간 6시간에 수거를 진행한다. 차량 한 대 기준 6시간에 걸쳐 130개의 수거함을 수거해야한다. 이론적으로 1개의 수거함을 수거 후 다음 수거함까지 이동하는 시간이 약 3분의 시간 내로 이루어져야한다는 것을 의미한다. 수거함과 수거함 사이의 평균거리를 계산해보았을 때, 약 120m로 이는 충분한 시간으로 판단된다. 수거 및 하역 인력은 차량 당 운전인원 1명, 그릇 수거인원 2인으로 3인1조로 설정하여 위 시간대에서 총 6명을 운영한다.
◇ 세척기는 개념설계안에서 제안된 시간당 3600개의 그릇을 세척할 수 있는 세척기를 사용한다. 세척시설의 설치를 위한 부지는 20평으로 다음과 같이 구상하였다. 세척 인력은 2명으로 오전 1시부터 오전 9시까지 총 8시간 근무한다.
◇ 다회용기 배급은 세척이 완료되는 9시부터 13시까지 진행한다. 차량 2대로 휘경동의 전 지역에 위치한 요식업체로 다회용기를 배급한다. 배급이 완료되면 차량 및 인원은 이전 수거인원이 미처 수거를 못 다하거나, 급작스럽게 배달 사용이 증가하여 수거함이 꽉 찼을 경우를 대비하여 수거대기에 들어간다. 수거대기는 13시부터 17시까지 진행한다.
조립도
조립도
◇ 수거함
수거함의 전반적인 구성은 위와 같다. 가로*세로*높이의 경우 중형 수거함을 기준으로 1380*360*600(mm3)이며 아파트단지와 같은 장소에 사용될 대형 수거함의 경우 높이가 1150 mm가 된다. 전체적인 몸체와 뚜껑은 경제성과 내구성을 고려해 플라스틱 재질을 사용한다.
위 수거함 내부에는 수거를 위한 직육면체 구조의 함이 추가로 들어간다. 내부 수거함은 그 자체로 회수 및 공급을 할 수 있는 구조로 고안했으며, 재질은 플라스틱과 그릇의 낙하속도를 고려하여 고무와 같이 마찰력이 높은 재질로 구성된 bar 부분이 존재한다. 앞서 언급했듯 규격은 중형 수거함에 들어가는 내부 수거함의 경우 최대 40개의 용기가 저장될 수 있는 크기인 320*320*550(mm3)이며, 대형의 경우 높이가 1100 mm가 된다. bar로 구성되는 부분은 용기에 따라 길이를 각각 다르게 구성할 것이며, 각 길이는 10 ~ 50 mm로 한다.
소프트웨어 설계
◇ QR코드를 이용한 수거시스템 효율의 증대화
각 수거함에 반납정보를 저장 및 사용하기 위한 QR코드를 부착한다. 소비자는 용기를 배출할 때 각 수거함에 부착되어있는 QR코드를 스캔하여 반납정보를 기입하는 홈페이지로 연결된다. 이후 사진 ‘나’ 와같이 정보를 기입하여 제출하게 된다. 이 데이터를 모아 데이터베이스에서 각 수거함 별 배출정보를 확인할 수 있다. 이를 통해 수거 직전 내부 수거통이 50%이상 차있는 수거함을 미리 알 수 있어 더욱 효율적인 수거가 가능하다. 그리고 수거함이 꽉 차 더 이상 배출할 수 없는 경우를 사전에 대비하며, 배달앱 사업과 같이 진행할 때, 배달정보와 배출정보를 비교하여 그릇의 분실을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
자재소요서
결과 및 평가
완료작품 소개
프로토타입 사진
포스터
개발사업비 내역서
완료 작품의 평가
1) 실제 적용 가능성
우리가 설계 대상 구역을 정한 휘경동의 경우 하루 평균 10,500개의 그릇이 배달에 소모된다. 이 그릇들이 한 종류의 그릇으로만 배출된다는 극단적인 상황도, 40개씩 보유 가능한 중형 수거함 196개 80개씩 보유 가능한 대형 수거함이 62개로 12,800개까지 수용 가능하기에 이 부분에 문제가 발생하지 않는다. 그리고 256개의 수거함 내에 있는 내부통 1,024개를 하루에 전체 수거해야 한다는 극단적인 상황에도, 한번에 180개의 내부함을 적재 할 수 있는 2대의 차량이 3회차 반복 수거를 행한다면 1080개의 내부통을 수거할 수 있어 이 역시도 대처가 가능하다. 이러한 요소들로 우리가 설계한 다회용기 순환 시스템이 실제 적용 가능하다고 판단 하였다.
2) 경제성
우리가 설계한 시스템에서 정기적으로 비용이 들어가는 부분은 세척시설 운영비, 수거차량 주유비 및 이를 관리하는 인원들에게 지급 될 인건비이다. 세척시설 운영비의 경우 전기세5,002,800원, 수도세, 1926,360원 세제비 3,600,000원을 포함하여 1년에 약 10,500,000원이 요구 된다. 차량 주유비의 경우 하루 평균 31km를 연비 5.5km인 차량으로 운전하면 매년 2,268,720원이 소모 된다. 이 들을 총합하면 매년 소모 되는 정기적인 비용은 약 12,800,000원 이다. 앞서 언급한 휘경동에서 발생하는 배달로 인한 폐플라스틱의 양인 약 470kg/day를 전체 소각한다고 가정하여 계산하면, 1년에 현재 시스템에서 배달에 의해 발생하는 페플라스틱 처리 비용은 24,000,000원이다. 시스템적으로 소모되는 비용만 단순 계산하면 우리가 설계한 다회용기 순환 시스템이 경제성을 가지는 것으로 보이지만, 이 시스템을 실제 적용하기 위해서는 14명 정도의 인원이 필요하고 이들이 받는 인건비를 200만원으로 계산한다면 추가로 336,000,000원 정도의 비용이 추가로 든다. 그래서 정기적으로 운용 되는 비용이 연간 348,800,000원 정도로 예상되어 초기에 목표로 잡은 현재 시스템 플라스틱 처리 비용인 연간 24,000,000원를 훨씬 상회한다.
3) 플라스틱 저감량
환경부 조사자료에 따르면 성인 1인당 46회의 배달을 연간 이용하고 한번의 배달에 약 2.7개의 배달 용기가 소모 된다. 이를 휘경동 성인 인구 3만 4천 명으로 환산하였을 시 배달로 인해 발생하는 플라스틱 폐기물의 양은 연간 약 187.2t이다. 우리 조가 제시하는 이 다회용기 순환 시스템에 의해서 소스통 등을 비롯한 소량의 플라스틱 용기를 제외한 일회용 배달용기로 인한 폐기물 양을 연간 173t 저감 할 수 있다. 하지만 우리가 사용하고자 하는 멜라민 그릇의 수명이 2년이라고 가정하여 산정한 10.5t의 폐기물이 추가로 발생하게 된다. 이 모든 것을 포함하여 계산 하였을 경우 우리 조가 제시하는 이 시스템으로 연간 89.6%의 배달로 인한 폐플라스틱을 감소한다는 결과를 얻다.
향후평가
◇ 경제성 보완
정기적으로 매년 432,000,000이 소모되고, 초기 비용으로 차량 176,000,000원 수거함 216,720,000원 용기 21,000,000원 식기 세척기 8,000,000원을 포함하여 421,720,000원이 필요하다. 이는 현재 플라스틱 처리비용인 연간 24,000,000원에 비하면 분명 엄청난 금액이다.
하지만 국제 유가 변동에 의해 재활용이 제대로 되지 않고 대부분이 매립 소각되어 지금의 플라스틱 대란을 야기한 이런 시스템은 한계가 있다. 플라스틱에 있어서는 그 소비 자체를 줄 일 수 있는 방법으로 이 문제를 해결해야 한다.
마트나 편의점에서 봉투를 환경세로 부담시키는 것처럼 배달을 이용할 때 환경세의 일환으로 300원을 소비자들이 지출한다면 휘경동을 기준으로 하였을 때 하루 3900건의 배달을 통해 연간 427,050,000원이 형성되고 이 금액으로 시스템을 운용한다면 연간 8천만원 정도의 이익이 발생하게 되며 5년 정도 지속될 시 초기 투자비용 금액까지 충당이 가능하다.
녹색 소비자 연대 조사 결과에 따르면 76% 이상의 시민이 배달로 인한 일회용기를 버릴 때 마음이 불편하거나 죄책감이 든다고 하였고, 73%의 사람이 다회용기 사용 확대를 위한 시스템을 마련하거나 정부가 일회용기 사용을 규제해야 한다며 개선을 요구했다. 이러한 시민의식과 더불어 정부가 발표한 2030년까지 플라스틱 폐기물의 양을 50%줄이기 위한 제도의 일환으로 배달 이용자들에게 300원씩 부과하고 이 재원을 바탕으로 다회용기 순환 시스템을 적용한다면 이는 충분히 실현 가능하고 여기서 발생한 이익금으로 환경을 위한 또 다른 사업을 진행할 수 있을 것이다. 
◇ 배달 업체와의 연동으로 약점 보완 다회용기 순환 시스템이 앞서 설명한 것처럼 국가사업이 되고 이용자들에게 300원씩 이용금을 부과한다면 경제적인 문제는 해결이 된다. 하지만 그 이외에도 이용자들이 용기를 반납하지 않고 계속 보유하는 등의 세부적인 문제에 대한 대처는 완벽하지 않다. 우리가 제안한 QR코드를 이용한 인식 시스템으로는 각 수거함에 쌓인 정보만을 알 수 있을 뿐 누가 용기를 배출하지 않았는지 특정 지을 수는 없다. 이러한 문제는 배달의 민족, 요기요 같은 배달 대행업체와 이 시스템이 연동 된다면 해결이 가능하다. 배달을 이용한 고객이 음식을 받는 것으로 소비 행위가 끝나는 것이 아닌 해당 어플리케이션을 통해 그릇 반납까지 완료하고 그것을 QR코드인식 및 사진 전송으로 인증 하는 단계까지 의무적으로 행하게 하는 것이다. 이렇게 된다면 반납 사진 전송을 통해 전동킥보드의 무단 방치를 규제하듯 누가 그릇을 미반납 하였는지를 특정 지을 수 있고 대처도 가능하여 관리의 효율성은 더욱 증대될 것이다.
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참고문헌 및 참고사이트
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11. 돌핀 주식회사 제품 카탈로그, [DS시리즈], http://dolphin.co.kr/bbs/content.php?co_id=ds
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관련특허
◇ 생활쓰레기 통합관리 시스템 및 방법(출원번호 : 10-2012-0064366)
◇ 무선인식태그가 부착된 음식물 쓰레기 수거함(출원번호 20-2007-0010064)
◇ 악취 유출 방지구조를 갖는 생활환경 쓰레기 수거함 (출원번호 10-2006-0078481)
◇ 식기 및 식판을 분리하여 개별 세척하는 자동 식기세척 시스템(출원번호 : 10-2018-0052634)
소프트웨어 프로그램 소스
멘토링 보고서
지도 교수님 멘토링
일시 : 2020년 11월 10일 화요일
장소 : 제2 공학관 이동훈 교수님 연구실
지도교수님 성함 : 이동훈 교수님
멘토링 내용 : 배달 시스템은 이미 자리를 잡은 시스템으로 구조적 변동을 주기 힘들 것이다. 또한 환경적 타협도 어려울 것으로 판단되니 이 부분을 어떻게 해소할지 고민해봐야 한다. 국내의 경우 소비자의 산물이라 할 수 있는 생활 폐끼물을 소비자 입장에서 환경부담금과 같은 요소를 통해 경제적 처리를 희망하는 경우가 대다수일 것이다. 그리고 정부와 지자체는 이런 환경 요소를 처리하기 위한 사업진행능력이 뛰어나다고보기 어렵다. 따라서 시민 동의를 끌어낼 필요가 있는데 이를 위해서\ 적 처리를 희망하는 경우가 대다수 일 것이다. 그리고 정부와 지자체는 이런 환경 요소를 처리하기 위한 사업진행능력이 뛰어나다고 보기 어렵다. 따라서 시민 동의를 끌어낼 필요가 있는데 이를 위해서 그들을 설득시키기 위한 요소가 필요하다. 예를 들어 독일의 경우, 시민의식이 높아 가격이 저렴한 재활용 플라스틱 물병보다 가격이 더 비싼 재이용 용기를 소비하는 경우가 더 많은 경우가 있다는 것이다. 이 용기는 회수 후 세척을 통해 재사용을 하는 플라스틱 물병이다. 시민들은 비용이 비교적 더 많이 들지만 세척 후 재사용을 할 수 있는 물병이 환경에 더 이익이 된다는 점을 이해하고 적극적으로 생활에서 참여/활동을 하고 있다. 이처럼 우리의 프로젝트가 시민들의 동의를 얻기 위해서는 환경보전에 대한 시민의식의 개선 또한 필요할 것으로 생각된다. 이 시스템이 돌아가면서 수익이 발생하는 구조여야 한다. 이 안에 속해 있는 구성원들 모두에게 긍정적인 부분이 있어야하며, 이 시스템을 도입함으로써, 손해가 생겨나는 구성원들의 타협점, 보상에 대한 구체적인 제시가 필요하다. 경제, 사회적인 부분에서 배달시스템은 합의가 되어있다. 하지만 환경적인 부분은 사회적인 동의를 받지않은 상태이다. 화경보존을 위해서라도 경제성이 확보된 독립적인 사업이 되어야 해당 요소가 현 시스템에 녹아들 여건이 생길 것이다. 충족 요소를 잘 고려하여 자립적 모델이 되게끔하면 충분히 좋은 아이디어라고 생각된다.
멘토 교수님 멘토링
일시: 2020년 11월 10일 화요일
장소: 서울시립대 정문 카페
멘토성함: 김남경 선배님(86학번)
멘토링내용:
Q. 현재 플라스틱 대란이라고 할 정도로 플라스틱 문제가 심각한데, 산업현장에서 직접 체감하시는 플라스틱 대란은 어느정도 인가요?
A. 현재 플라스틱 처리체제에서 정부는 100%의 재활용이 된다고 평가하지만 사실상 재활용 수거업체가 가져가는 것 중 40%도 재활용되지 않고 소각이나 폐기가 된다. 그리고 이 마저도 재활용 업체에서 수거 자체를 포기하고 있는 실정이라 유래 없는 위기의 상환이다.
Q. 플라스틱 폐기물의 처리비용 문제는 어떻게 될까요?
A. 경제성을 평가할 때, 플라스틱 처리비용까지 고려해야 한다. 플라스틱의 경우 매립이 되는 것과 소각으로 되는 것으로 분류가 된다. 매립의 경우 폐기물당 처리비용 산정이 매우 어렵지만 소각의 경우 폐기물 톤당 최대 12~14만원정도 비용이 지출된다. 그러나 우리는 환경을 전공하는 입장으로 단순히 매립과 소각으로 처리가 되는 것에서 그치지 않고 이로 인해 발생될 침출수나 대기 오염물질과 같은 환경적 요소도 고려할 필요가 있다.
Q. 시스템 운영 요소에 더 추가할 것이나 수정해야할 것이 있을까요?
A. 다회용기 순환시스템에 이정도 요소 정도면 충분할 것이라 판단되고 실제 운영이 되야 수정할 요소를 알 수 있을 것 같다.
Q. 추가적인 피드백이 있다면 한 마디 해주 실 수 있나요?
A. 현재 서울시 ‘따릉이’와 같이 다회성 용기에 GPS장치를 부착해 위치를 실시간으로 알 수 있으면 분실위험이 적어져 자산 손실에 따른 손해를 더욱 줄일 수 있어 더 좋을 것 같다.
결론: 경제적 평가시 활용 가능한 플라스틱 처리비용에 대한 정보를 얻을 수 있었으며, 시스템 요소적으로는 다회용기 순환시스템 운영에 큰 무리가 없을 것이라는 확인을 받았다.
