서 론
터보차저 재제조 개요
터보차저 구조
터보차저의 재제조 공정
재제조로 인한 비용 절감 효과 분석 방법
재제조로 인한 비용 절감 효과 분석 결과
터보차저 재제조로 인한 비용 절감 효과 분석 시사점
결 론
서 론
기후변화 문제에 대한 세계적인 인식이 높아지는 가운데 선진국들은 탄소중립 선언과 함께 온실가스(GHGs) 감축 정책을 수립하여 실행하고 있다(Amelung et al., 2020; Broeksmit et al., 2021). 탄소중립 전략의 주요 과제 중 하나는 순환경제이다. 순환경제는 재사용과 재활용을 통하여 천연자원의 사용을 최소화하고 부가가치를 극대화하여 자원채취부터 제품 사용 이후까지 전과정에서 자원을 효율적으로 사용하고 폐기물의 배출을 최소화하는 경제 구조를 의미한다. 순환경제를 촉진시키기 위하여 2017년 5월 자원순환기본법이 제정되어 자원순환 기본계획 수립, 자원순환 성과관리제, 순환자원 인정제 등을 도입하였다. 순환경제의 구현 방법에는 장기 사용 가능 설계(Long-lasting design), 유지 보수(Maintenance), 재사용(Reuse), 재제조(Remanufacturing), 물질 재활용(Material Recycling) 등이 있다.
이 중 재제조(Remanufacturing)는 사용 후 제품이나 부품을 회수하여 분해, 세척, 검사, 보수조정, 재조립 등 일련의 과정을 거쳐 원래의 성능 또는 그 이상의 성능으로 회복시켜 재상품화 하는 것으로, 물질재활용에 비하여 재료비, 인건비, 에너지 소모, 플랜트/장비 사용 측면에서 효율성이 높으며, 에너지와 자원을 절약하고 신제품과 동등한 성능을 달성할 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이다(Dulman and Gupta, 2018; Gamage et al., 2018; Bennett et al., 1999; Kang et al., 2011; Baek et al., 2019; Kang, 2005; Baek et al., 2018; Jo et al., 2016; Kang et al., 2017). 우리나라는 2022년에 개정된 ｢환경친화적 산업구조로의 전환촉진에 관한 법률｣에 순환경제 개념, 재제조 품질인증 등을 추가하여 다양한 품목의 재제조품의 시장출시를 촉진하고, 재제조 품질인증 등 소비자 보호조치를 통해 재제조 산업을 활성화하고 있다(Korean Law Information Center, 2025).
한편, 국내 재제조 시장규모는 2017년 약 1조원으로 2010년 약 7,500억원 대비 약 30% 성장하였으며, 재제조는 자동차 부품, 토너카트리지, 건설기계 부품, 공작기계 등을 중심으로 이루어지고 있으며, 자동차 부품은 재제조 시장의 약 80%로 가장 큰 비중을 차지하고 있다(Chung et al., 2022; Baek et al., 2018). Steinhilper의 보고서에 따르면 자동차 부품의 재제조 시 사용되는 천연자원은 천연자원을 이용한 부품 대비 20%만이 필요하다고 하였으며(Steinhilper, 1998), 자동변속기 재제조 연구에서는 79.2%의 자원 절감 효과로 유사한 결과를 보였다(Inha University, 2021). 소비자의 입장에서 재제조품은 신제품보다 20~80%가 저렴하지만 성능은 동등한 것으로 나타났다. 한편, 자동차 재제조사의 자료에 의하면, 터보차저는 자동차 재제조 부품 중 가장 많이 거래되는 부품으로 전체 자동차 재제조 부품의 20%를 차지하는 것으로 나타났다(Kang et al., 2017).
하지만, 국내 자동차 부품 재제조시장은 일부 업체를 제외하고 대부분이 중소규모로 영세하여 국내 자동차 부품 재제조 시장의 기반조성 확보가 환경적 측면 이외에 국가 경쟁력 확보를 위해서 시급하다. 자동차 부품을 중심으로 재제조품이 신규 제품 대비 경제적 효과를 정량적으로 평가하는 연구들이 수행되었으며, 자동차 부품 중 상대적으로 재제조율이 낮은 부품인 범퍼, 도어, 펜더의 비용편익분석은 수행되었으나, 터보차저의 경제적 효과는 분석한 사례가 없다.
이에, 본 연구에서는 자동차 부품 중 터보차저의 재제조품이 시장성을 확인하기 위해 신규 제품 대비 비용절감 효과를 평가하고자 한다.
터보차저 재제조 개요
터보차저 구조
터보차저(Turbocharger)는 엔진에서 나오는 고온의 배기가스를 이용하여 터보차저 휠을 고속 회전시켜, 엔진으로 들어가는 흡입 공기를 압축 공급하여 엔진의 성능 향상에 기여한다. 터보차저는 Fig. 1에 나타낸 흡기 하우징, 배기 하우징, 베어링 하우징, 터빈 휠, VNT, 액추에이터 등의 부품으로 구성되어 있다(Choi et al., 2023).
터보차저의 재제조 공정
터보차저의 재제조 공정은 단순한 제품 수리와 달리 재제조의 5단계인 분해, 세척, 보수(부속품 교환 등), 검사, 재조립의 과정을 거친다. Fig. 2는 터보차저 재제조 공정에 대해 나타낸 것이다. 터보차저 재제조는 수거한 사용 후 터보차저의 부품을 분리한 후, 사용가능한 부품(코어, 제품의 고유 기능을 하지 못하거나 기능의 수준이 현저히 떨어진 고품)을 세척하여 코어를 검사한 후, 세척한 코어와 신 부품을 재조립한 터보차저를 최종적으로 검사하는 과정으로 이루어져 있다(Choi et al., 2023).
터보차저를 재제조하기 위해서는 터보차저 코어가 필요하다. 터보차저 코어는 분해 과정을 거쳐 결함의 원인이 되는 내부 부속을 신품으로 교체하는 작업을 거친다. 교체되는 주요 부품은 베어링 하우징, 터빈 휠, 가변 노즐 터빈과 액추에이터 등의 4개 부품이다.
① 터빈 휠: 베어링 하우징 내부에 장착되는 부품이며 다른 부품과는 비교하였을 때 두께가 얇고 마모가 빠르다는 특징이 있어 터빈 휠의 경우 대부분의 재제조 업체에서 코어 대신 신품으로 전면 교체된다.
② 가변 노즐 터빈(Variable nozzle turbine, 이하 VNT): 베어링 하우징과 함께 중앙 하우징 회전 어셈블리(Center housing rotating assembly, 이하 CHRA)를 구성하는 부품으로 부품의 상태에 따라 교체 여부가 달라진다.
③ 액추에이터: 부품의 상태에 따라 교체 여부가 달라진다.
④ 베어링 하우징: 축과 베어링을 보호하는 케이스로 부품의 상태에 따라 교체 여부가 달라진다. 터빈 휠은 조립된 베어링 하우징과 VNT를 결합 후 CHRA 밸런스 검사(CHRA검사)를 반드시 거쳐야 한다. CHRA검사는 조립된 CHRA를 약 8만~20만RPM으로 고속회전시켜 제품의 기능을 점검하고 오일의 누유 등 결함이 없는지를 확인하는 과정이다.
재제조로 인한 비용 절감 효과 분석 방법
터보차저 재제조로 인한 사업효과를 분석하기 위해서는 재제조로 인한 비용 절감 효과를 분석하는 것이 필요하다.
터보차저 재제조로 인한 비용 절감 효과는 신품 터보차저 생산에 의한 수익에서 터보차저 재제조로 인한 수익을 차감하여 산정하였다. 재제조는 사용 후 제품을 이용하여 다시 제조하므로, 폐 제품을 발생하는 업체와 재제조품을 사용하는 수요처에서도 수익이 발생한다. 따라서, 수익 산정 시 폐기물 발생업체, 재제조업체, 수요처의 수익도 고려하였다.
신품 터보차저 생산 업체의 수익은 신품 터보차저 판매비용에서 신품 터보차저 생산비용 먼저, 신품 터보차저 생산에 의한 수익은 신품 생산업체 수익과 재활용업체인 폐기업체 수익을 합한 것이다. 을 차감하여 산정하며, 신품 터보차저 생산비용은 정확한 수치를 적용하기 어려워 일반적인 자동차 부품의 원가율과 터보차저 신품 가격을 곱하여 산정한다. 재활용업체인 폐기업체 수익은 재활용용 폐 터보차저 판매비용에서 폐차 분리비용과 폐 터보차저 구매비용을 차감하여 산정하며, 폐차 분리비용은 자료 파악이 어려워 고려하지 않으며, 폐 터보차저 구매비용은 사용자가 폐차 시 사용자에게 지급하는 금액에서 터보차저의 중량 비율을 적용하여 산정한다.
터보차저 재제조에 의한 수익은 재활용업체인 폐기업체의 수익, 재제조 업체 수익 및 수요처 수익을 합한 것이다. 재활용업체인 폐기업체 수익은 재제조용 폐 터보차저 판매비용에서 폐차 분리비용과 폐 터보차저 구매비용을 차감한 금액이다. 터보차저 재제조 업체 수익은 터보차저 재제조품 판매 비용에서 재제조 비용을 차감한 금액으로, 재제조 비용은 원료구입비, 소모화학품 구입비, 신부품 구입비, 유틸리티 사용비, 설비구입비 등을 포함하였다. 수요처 수익은 신품 터보차저 구매비용에서 터보차저 재제조품 구매비용을 차감하여 산정하였다.
비용 절감 효과 산정식= 신품 터보차저 생산에 의한 수익* – 터보차저 재제조로 인한 수익**
*신품 터보차저 생산에 의한 수익 = 신품 생산업체 수익 + 폐기업체 수익
- 신품 생산업체 수익 = 신품 터보차저 판매비용 – 신품 터보차저 생산비용
- 폐기업체(폐 터보차저 발생업체) *** 수익 = 재활용용 폐터보차저(고철) 판매비용 – 터보차저 구매비용
***폐기업체는 재활용업체
**터보차저 재제조로 인한 수익 = 폐기업체 수익 + 재제조 업체 수익 + 수요처 수익
- 폐기업체(폐 터보차저 발생업체) 수익 = 재제조용 폐 터보차저 판매비용 – 폐 터보차저 구매비용
- 재제조 업체 수익 = 터보차저 판매비용 – 재제조 비용
- 수요처 수익 = 신품 터보차저 구매비용 – 터보차저 재제조품 구매비용
재제조로 인한 비용 절감 효과 분석 결과
본 연구에서 대상으로 선정한 터보차저는 H사의 S 모델에 사용되는 터보차저 4A480이다. 재제조업체는 국내에서 터보차저 재제조품의 생산 비율이 가장 높은 C사를 선정하였다.
재제조로 인한 비용 절감 효과는 비용 절감 효과 분석방법에 따라 재제조로 인한 수익에서 신품 생산으로 인한 수익을 차감하여 산정하였다.
신품 터보차저 생산으로 인한 수익은 신품 터보차저 생산업체 수익, 폐기업체 수익으로 산정한 후 합한 것이다. 신품 터보차저 생산업체 수익 산정 시, 신품 터보차저 생산단가는 기업의 보안사항으로, 정확한 수치를 적용하기 어려워 일반적인 G사에서 수집한 원가율인 65.2%에 터보차저 신품 가격인 650,000원을 곱하여 산정하였다(Greenturbo, 2021). 터보차저 재제조로 인한 수익은 터보차저 재제조업체 수익, 수요처 수익, 폐기업체 수익으로 산정한 후 합한 것이다. Table 1은 신품 터보차저 생산으로 인한 수익을 나타낸 것으로, G사에서 수집한 자료를 이용하여 신품 터보차저 1대 기준으로 신품 터보차저 생산업체 수익, 폐기업체 수익으로 구분하여 산정하여 나타낸 것이다(Greenturbo, 2021; Carrun, 2022). Table 1의 (a)에 나타낸 신품 터보차저 1대 기준의 신품 터보차저 생산업체 수익은 226,200원으로, 판매단가 650,000원에서 신품 터보차저 생산단가 423,800원을 차감하였다. Table 1(b)에 나타낸 신품 터보차저 1대 기준의 폐기업체 수익은 신품 터보차저 1대 기준으로 2,292원으로, 폐기업체인 재활용업체 판매단가 5,000원에서 폐기용 터보차저 구매단가 2,708원을 차감하였다. Table 1(c)에 나타낸 신품 터보차저 1대 기준의 신품 터보차저 생산으로 인한 수익은 228,492원으로, 신품 생산업체 수익 226,200원과 폐기업체 수익 2,292원의 합이다.
Table 1.
Earnings from new turbocharger production (Unit: KRW)
다음으로 터보차저 재제조로 인한 수익을 산정하였다. 먼저, 터보차저 1대 기준의 재제조단가를 산정하였다. 터보차저 재제조단가는 C사에서 수집한 4A480 모델 기준의 원료구입비, 설비구입비, 인건비, 유틸리티 사용비, 설비 유지관리비, 폐기물처리비, 감가상각비 등의 기초자료를 이용하여 산정하였다. Table 2는 산정한 결과를 나타낸 것이다(Carrun, 2022). 세부적으로 살펴보면, 터보차저 재제조 1개 기준으로 연간 폐 터보차저 구입비는 5만원, 소모성화학제품구입비는 연간 구입비인 320,000원에 4A480 모델 생산량 비율을 곱하여 생산비율인 23.7%를 산정하였다. 신부품구입비는 1개 기준 재제조시 신부품으로 교체되는 부품의 단가와 신부품 교체비율을 곱하여 산정하였다. 유틸리비 비용은 신부품구입비에 연간 유틸리비 비용에 재제조 시 사용하는 유틸리티 비율인 10%와 4A480 모델 생산량 비율을 곱하여 산정하였다. 설비비는 설비구입비의 10년 감가상각비와 4A480 모델 생산량 비율을 곱하여 산정하였다. 인건비는 연간 인건비에 4A480 모델 생산량 비율을 곱하여 산정하였다.
Table 2.
Remanufacturing cost per turbocharger (Unit: KRW)
Table 3은 터보차저 재제조로 인한 수익을 나타낸 것으로, 터보차저 재제조품 1대 기준으로 터보차저 재제조 업체 수익, 수요처 수익, 폐기업체 수익으로 구분하여 Table 3에 나타내었다. Table 3(a)에 나타낸 터보차저 재제조품 1대 기준의 터보차저 재제조 업체 수익은 –77,241원으로, 재제조품 판매단가 300,000원에서 Table 2에 나타낸 터보차저 재제조품 생산단가 377,241원을 차감하였다(Carrun, 2022). Table 3(b)에 나타낸 터보차저 재제조품 1대 기준의 수요처 수익은 350,000원으로, 신품 터보차저 구매단가 650,000원에서 터보차저 재제조품 구매단가 300,000원을 차감하였다. Table 3(c)에 나타낸 터보차저 재제조품 1대 기준의 폐기업체 수익은 40,000원으로, 폐기업체인 재활용업체의 재제조용 폐 터보차저 판매단가 50,000원에서 폐기용 터보차저 구매단가 10,000원을 차감하였다. Table 3(d)에 나타낸 터보차저 재제조품 1대 기준의 터보차저 재제조품 생산으로 인한 총 수익은 315,051원이며, 재제조 업체의 수익 –77,241원, 수요처 수익 350,000원 및 폐기업체 수익 40,000원의 합계이다. 터보차저 재제조품 생산으로 인한 수익구조를 보면, 재제조 업체의 수익은 없고, 수요처와 폐기업체 수익만 있는 것으로 나타났다.
Table 3.
Earnings from turbocharger remanufacturing (Unit: KRW)
Table 4에 나타낸 터보차저 1대 기준 터보차저 재제조로 인한 비용절감 효과는 터보차저 재제조로 인한 수익과 신품 터보차저 생산으로 인한 수익을 고려하여 산정하였다. 터보차저 1대 기준 재제조로 인한 수익은 86,559원으로, 비용절감효과는 27.5%이다. C사의 연간 4A480 터보차저 재제조품 생산량인 120대 기준으로 산정한 재제조로 인한 비용절감효과는 10,387,080원으로 나타났다.
Table 4.
Cost savings from turbocharger remanufacturing (Unit: KRW)
|
Economic effects of turbocharger remanufacturing (A) |
Economic effect of new turbocharger production (B) |
Earnings (A–B) |
Cost savings (%) |
| 315,051 | 228,492 | 86,559 | 27.5 |
연도별 터보차저 재제조로 인한 비용 절감 효과는 터보차저 재제조 설비의 잔존가치가 “0”이 되는 시점을 고려하여 10년으로 설정하였다. Table 5에 나타낸 터보차저 재제조로 인한 비용 절감 효과는 1.04억원의 경제적 효과 발생하였다. 2013년부터 2022년까지의 한국은행 평균 기준금리인 실질 할인율 1.63%를 적용하여 현재가치로 환산한 결과 총 0.80억원의 경제적 효과가 발생하는 것으로 나타났다(Kim et al., 2023; Bank of Korea, 2022).
Table 5.
Economic effect of annual turbocharger remanufacturing (Unit: KRW)
터보차저 재제조로 인한 비용 절감 효과 분석 시사점
터보차저 재제조로 비용 절감 효과 분석 결과 사업기간 10년 기준으로 0.82억원으로 나타났다. 세부적으로 분석해보면, 터보차저 재제조 시, 터보차저 재제조 업체인 C사는 터보차저 재제조율이 64.1%로 낮아 수익성이 없었으나, 동시에 수행하고 있는 자동차 정비사업으로 수익을 발생하는 것으로 나타났다. 반면에, 폐 터보차저를 발생하는 업체인 폐기업체는 고철로 판매한 폐 터보차저를 재제조업체인 C사에 판매하여 수익이 10배 이상 나타나고 있으며, 수요처는 신품가격의 46%가 저감된 가격으로 구매하여 수익이 발생하고 있는 것으로 나타났다. 따라서, 터보차저 재제조 업체의 수익을 높이기 위해서는 주요 부품인 현재 재제조되고 있지 않는 베어링하우징과 터빈 휠의 재제조 기술의 개발, 재제조 공정 개선, 터보차저 재제조품의 판매가 인상 등을 통해 수익성을 개선할 필요가 있는 것으로 사료된다. 이로 인하여 터보차저 재제조율이 높아짐에 따라 재제조 업체의 수익도 증가하여 폐 터보차저 발생업체와 수요처 모두 터보차저 재제조로 인한 수익은 증가할 것으로 사료된다.
결 론
본 연구에서는 신품대비 재제조품의 터보차저를 대상으로 비용 절감 효과를 분석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
1대 기준의 신품 터보차저 생산으로 인한 수익은 228,492원이며, 1대 기준의 터보차저 재제조품 생산으로 인한 수익은 315,051원으로 나타났다. 1대 기준의 터보차저 재제조로 인한 수익은 86,559원으로, 수익개선율은 27.5%로 나타났다.
터보차저 재제조품 연간 생산량인 120대 기준의 경제적 효과는 10,387,080원으로 나타났으며, 10년 기준으로는 1.04억원으로 나타났다. 현재 가치로 환산한 터보차저 재제조로 인한 경제적 효과는 0.80억원으로 나타났다.
터보차저 재제조사업의 수익구조를 파악할 수 있었으며, 터보차저 재제조 업체의 수익구조 개선을 위해 주요 부품 중 현재 재제조되고 있지 않는 베어링하우징과 터빈휠의 재제조 기술 개발, 공정 개선, 재제조품의 판매가 인상 등을 통해 수익 구조를 개선할 필요가 있는 것으로 나타났다.
본 연구결과는 터보차저 재제조를 활성화하고, 정책입안자 및 의사결정자에게 순환경제 실현을 위한 재제조 사업을 육성하기 위한 정책 결정 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
