‘21년 12월 환경부와 한국환경공단은 폐기물처리사업 및 폐기물처리시설 설치 운영실태 평가에 대한 결과 보고서를 발표했다. 이에 따르면 2020년도 말 기준 전국 공공폐기물처리시설 중 폐자원에너지를 생산하는 시설은 140개소로 약 1215톤 TOE를 생산했다.

* TOE(석유환산톤: 에너지단위. 1톤의 석유를 완전연소시킬 때 얻을 수 있는 에너지량)
 

140개소의 연간 폐자원에너지 생산량은 121만 4910 TOE로 ▲소각열 88만 9452 TOE ▲매립가스 3만 747 TOE ▲고형연료 22만 6736 TOE ▲바이오가스 6만 7975 TOE로 집계되었으며, 전년도 113만 4502 TOE 대비 8만 408 TOE 증가된 것으로 조사됐다. 

평가대상시설 659개소의 종합평가점수는 160.2점으로 유기성폐자원 바이오가스화시설이 162.9점으로 가장 높게 나타났으며 매립 시설이 158.1점으로 가장 낮게 나타났다. 평균 평가점수는 2019년 163.4점에서 2020년 160.2점으로 3.2점 감소하였지만 가연성폐기물 연료화시설은 전년도 대비 1.4점으로 가장 많이 상승했고 매립시설은 -4.7점으로 감소폭이 가장 큰 것으로 평가됐다. 

기관은 폐기물반입량 대비 시설운영에 소요되는 외부 에너지 사용량(전기, 연료 등)을 석유환산톤(TOE)으로 환산하여 에너지사용량을 평가했다. 시설별 에너지사용량은 2.4TOE/천톤에서 30.4TOE/천톤 인 것으로 조사됐다. 이 중에서 음식물류폐기물 공공처리시설의 에너지사용량이 가장 높았으며 가연성폐기물 연료화시설, 소각시설, 유기성폐자원 바이오가스화시설, 생활자원회수센터 순으로 에너지사용량이 높았다. 

매립시설의 에너지사용량은 2.4TOE/천톤으로 가장 낮았다. 전년대비 에너지사용량(TOE/천톤)은 소각시설, 가연성폐기물 연료화시설을 제외한 음식물류폐기물 공공처리시설, 유기성 폐자원 바이오가스화시설 모두 증가하였다.

▲ 스위스 북부 빈터투어(Winterthur)에 있는 HZI의 바이오매스 발전소 현장

폐기물 분류상 생활폐기물에 속하는 음식물쓰레기는 식품의생산, 유통, 가공, 조리과정에서 발생하는 농,수,축산물 쓰레기와 먹고 남긴 음식물 찌꺼기를 말한다. 환경부에 따르면 음식물쓰레기의 매년 처리비용은 8천억 원이 들어간다. 전 국민이 음식물쓰레기를 10%만 줄여도 연간 8백억 원의 쓰레기 처리 비용을 절감할 수 있다. 에너지 절약 등으로 5조 원에 달하는 경제적 이익이 발생하는 것으로 알려졌다. 

하지만 배달음식문화, 1인가구 증가, 생활수준 향상으로 매년 3% 이상의 음식물 쓰레기가 늘어나고 있다. 하루 1만 4천여톤의 음식물 쓰레기가 버려진다. 음식물쓰레기는 다른 유기성폐기물과 마찬가지로 처리 과정을 통하여 재활용할 수 있다. 즉 수분과 염분을 제거한 후 선별, 파쇄, 가열 처리를 통해 필요한 영양분을 첨가하여 가축의 사료로 쓰거나 톱밥, 분뇨 등과 혼합 발효하여 퇴비로 재활용할 수 있다. 

음식물쓰레기를 발효시켜 메탄가스를 생산할 수도 있다. 미국 샌프란시스코는 1996년부터 음식물쓰레기 퇴비화 사업을 시작해 연간 퇴비 생산량이 250만톤에 달한다. 독일은 음식물쓰레기를 바이오가스(메탄가스)로 생산한 전력이 대한민국 전력 사용량의 15%에 이른다. 우리나라는 2005년 음식물쓰레기 분리배출 제도를 도입한 후 재활용률이 95%를 넘기고 있다. 그러나 실제 퇴비, 사료, 바이오가스 등 유용한 자원으로 재사용되는 비율은 극히 낮은 편이다.

바이오 폐기물 관리의 주요 이점은 온실가스 배출을 방지하는것 외에도 고품질 퇴비와 바이오 가스를 생산하여 토양 품질과 자원 효율성을 높이고 에너지 자체를 향상시키는 것이다. 그러나 실제로 퇴비화 또는 바이오가스 생산을 선택하지 않고 대신 소각 또는 매립과 같이 가장 단순하고 저렴한 옵션을 선택하는 경향이 있으며 이것은 실제 환경 편익과 비용을 무시하는 행위다. 매립은 의심할 여지 없이 유기성폐기물 관리를 위한 최악의 선택이다.

환경부와 한국환경공단의 평가 보고서를 보면 유기성폐기물을 자원화하는 것은 점진적으로 그 비율이 높아지고 있지만 상대적으로 시설 운용에 요구되는 에너지 사용량도 증가한다는 것을 알 수 있다. 여기서 유기성폐기물자원화의 효율을 높이고 처리과정에서 얻을 수 있는 고부가가치를 찾아내는 기술 필요성이 제기된다.

스위스 취리히에 소재한 HZI(Hitachi-Zosen-Inova)社는 유기성폐자원으로부터 전력을 생산하는 바이오메탄 설비부문에 세계적 기업이다. 방문했던 스위스 북부 뷘터투어와 프라우엔펠드 지역에 있는 7만8천 가구에 전력을 공급하고 있다. 특히 주목되는 것은 수거 집하된 유기성 폐기물 처리 전과정이 자동으로 처리되고 있는 것이다. 설비건물 안에는 로봇이 모든 프로세스를 담당하고 있다. 

국내에도 유기성폐기물로부터 고부가가치를 생산할 수 있는 선도적 연구소가 있다. 창원대학교 에너지&환경공학연구실(지도교수: 정대운)은 위해 유기성폐자원으로부터 수소를 생산해 이러한 문제점을 개선하여 자원순환율을 높이고자 연구를 수행하고 있다. 해당 연구실에서 개발 중인 기술은 타 연구팀에서 보고한 수소생산량보다 7~10배 개선한 연구결과를 국제학술지인 Waste Management에 게재했다. 

이 대학의 에너지 환경공학연구실의 박민주 연구원(박사과정)은 “기술의 경제성을 추가적으

로 확보하고자 공정 운전조건에 따른 수소생산 에너지소모량, 열효율 등을 고려하는 연구가 진행중이다”고 말했다. 이는 현재의 사회적 비용적 문제를 해결하고 기후위기에 대응하기 위한 전지구적 화두인 탄소중립에도 매우 긍정적인 효과를 가져올 것으로 기대된다.

[이미디어= 문광주 기자]  

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