그러나 정작 “에너지를 사용하는 수요자가 필요성을 느끼지 못하는 것이 문제다”라는 지적이 일고 있다. 이는 신재생에너지가 만들어 낼 수 있는 전력양은 매우 적고, 이를 만들어 내기까지 많은 투자가 따르기 때문에 사용하기를 꺼려한다는 것이다. 무엇보다도 주변 환경(기후 등)에 영향을 받기 때문에 에너지를 안정적으로 수급하기 힘들다. 현재 적용해 사용하고 있는 대표적인 사례 3가지를 살펴보자.
가축분뇨 바이오가스 열병합 발전시스템
청양 장승리의 여양 농장은 돼지를 4000마리 가량을 키우는 농장이다. 가축분뇨에 미생물을 발효시켜 발생하는 메탄가스로 전기를 만들고, 슬러지는 탈수시켜 퇴비로 여과시켜 액상비료로 사용한다. 전기를 발생할 때 나는 폐열의 경우 난방으로 활용한다. 그야말로 가축 분뇨를 이용해 전기를 생산해 돈을 벌고 나머지는 재활용한다는 것이다. 돼지 분뇨가 버릴게 하나도 없다. 여양 농장은 지난해 전력 판매로 약 2,000만원 정도 부수익을 올렸다. 난방과 퇴비와 비료에 사용되는 지출이 줄어들기 때문에 농가에 가져다주는 금전적 이윤이 상당하다.
바이오가스* 플랜트란, 환경오염의 원인이 될 수 있는 가축분뇨를 위생적으로 처리하고 이를 자원화 해 에너지 생산은 물론 비료로 전환할 수 있는 가장 이상적인 방법을 말한다. 바이오가스 플랜트의 장점은 버려지는 각종 유기 폐수를 유기 자원으로 활용함으로써 환경오염을 방지할 수 있다는 것에 있다. 혐기발효* 공정에서 발생되는 메탄가스를 이용해 전력과 열을 생산해 전력은 매전하고 열은 난에 사용하는 것이다. 기존에는 가축 분뇨를 화학적인 방법에 의해 처리해 왔다. 이로 인해 약품에 대한 비용, 악취와 슬러지가 발생했으나 바이오가스 플랜트는 버리는 거 하나 없이 재활용하고 농가 소득을 높이는데 기여한다는 것이다. 무엇보다도 밀폐시스템 도입해 돈사 내 악취 제어해 돈사 환경을 개선할 수 있다는 것이다.
유기 폐수로 만들어지는 액비(비료)는 30~50일 간 중온에서 발효해 생산된 것으로 냄새(악취)가 거의 없다. 액비 내에 병원균, 기생충, 잡초씨앗 등이 전혀 없는 무균상태다. 화학비료와는 달리 미생물에 의해 발효되어 토양 및 작물에 유익하다할 수 있다.
그동안 가축분뇨 저장조를 이용해 자원화하거나 공공처리장으로 보내 처리하기도 하고, 각 축산 농가에서 개별처리해 왔으나 많은 문제점들을 발생시켰다. 저장조의 경우, 저장조에서 자연 발효한 액비는 유기물이 제거 되지 않아 살포할 때 악취가 난다는 것이다. 또 고농도 병원균 및 중금속 잔재가 남아 다량으로 살포했을 때는 식물 생육에도 문제가 된다. 공공처리장에서는 가축 분뇨를 액상만 수처리 하고 나머지는 자원하지 않은 채 방류해 왔다. 개별 축산 농가의 경우는 톱밥을 이용해 자체 퇴비화하거나 공공처리하고 해양 투기를 한다.
청양 여양 농장은 2007년 10월부터 국내 최초로 축산분뇨를 이용해 전기를 매전(賣電)했다. 현재 월 매전 수익은 약 500만원(SMP 150원 수준)이다. 바이오가스 순도는 현재 70%내외로 유지하고 있으며 매탄가스 발생량은 1일 (1톤/일 유입기준) 25㎥/ton으로 월평균 약 29,000KW(일일 1,000KW)를 생산하고 있다.
해외 선진국의 경우 수백만톤의 석유로 낼 수 있는 양의 에너지를 폐자원을 이용해 만들어내고 있다. 이에 비해 우리나라는 아직 걸음마 수준이다. 정부는 2013년까지 국내 신재생에너지 비율을 3%이상으로 올릴 예정이라고 한다. 환경부는 가축 분뇨 등으로 필요한 에너지의 40% 이상을 자급하는 ‘저탄소녹색마을’을 2020년까지 전국 600곳에 조성할 것이라고 한다. 올해 안으로 전국 지방지자체로부터 참가 신청을 받아 10곳을 선정해 ‘저탄소녹색마을’ 시범 사업을 실시할 예정이다.
*바이오가스란, 가축분뇨 등 유기성 자원이 혐기 및 메탄균에 의한 혐기 발효되는 과정에서 방출되는 가스 (약 CH4 70%, CO2 30% 내외)
*혐기발효란, 공기가 없는 상태에서 미생물(메탄균)을 이용해서 발효하는 과정이다. 밀폐되므로 처리 중 악취가 발생되지 않는다.
‘가든파이브’ BIPV시스템을 이용한 태양광 발전
‘가든파이브’는 국내 초대 규모로 건물에 태양열 발전 시설을 한 건물이다. 해외의 경우 태양과 발전 시스템이 많이 도입되었지만 국내에는 아직 많지 않은 실정이라 화재가 되고 있다.
가든파이브는 전체건축비 중 5%를 투입 태양광 발전시설과 지열 냉난방 등 신재생 에너지 시스템을 구축하는데 투자했다. 일체형 태양전지(BIPV)를 설치해 태양열 발전으로만 연간 500MW의 전력을 생산해 낸다. BIPV란, 유리 안쪽에 태양 전지판을 접합시켜 창호, 벽면 등 건축 외장재로 쓰면서 전기를 생산할 수 있게 만든 것으로, 생산된 전력은 지하주차장이나 공용 전력으로 사용된다.
BIPV시스템은 Building Integrated Photovoltaic의 약자로써 태양광 발전시스템을 건축물 외장재로 사용해 건축물의 마감재를 절감하고, 발전 전력을 건축물에 공급하는 시스템이다. 태양광 발전시스템을 외벽마감제, 지붕재, 창호, 커튼윌에 접목시킨 친환경 건축 외장 시스템이다.
가든파이브 ‘가’블럭은 국내 최대 규모로 상가용 건물에 BIPV를 적용한 모델이다. 내풍압성, 기밀성, 수밀성, 내구성을 구비한 BIPV발전시스템으로, 연간 발전량은 300MV로 140톤 이상의 CO2절감효과를 낸다. ‘다’ 블럭은 주차장 외벽면만 BIPV를 적용했다. 이로 인해 우수한 디자인 효과를 낸다. 연간 발전량은 200MV로 99톤의 CO2절감효과를 가져온다.
태양광 발전시스템은 유지보수비용이 적고 소음과 진동이 없으며 환경오염을 유발하지 않는다. 20년 이상의 긴 수명을 갖고 있으나, 초기 투자비가 많이 든다는 단점을 갖고 있다. 또한 야간에는 발전이 되지 않고 날씨에도 영향을 받기 때문에 투자 회수 년수가 길다.
‘POU’로 본 풍력발전
‘국내에서 풍력발전이 가능한가?’에 대한 의문은 지금까지 끊임없이 제기되고 있다. 이는 발전을 하는 터빈의 크기가 크기 때문이다. 작은 터빈을 사용할 경우 발전되는 전기의 양이 적기 때문에 발전기를 늘릴 경우 이를 수용할 수 있는 공간이 턱없이 부족하다. 우리나라의 경우 국토가 좁아 풍력발전을 할 수 있는 여건이 조성하기에는 많은 문제가 따른다. 그러나 국토가 넓은 중국, 호주, 미국의 경우는 다르다. 실로 국내 풍력발전 기업들이 해외로 진출에 열을 올리는 것도 이 때문이다.
국내시장의 풍력발전은 전력을 적게 필요로 하는 곳에 사용되는 것이 전부인 실정이다. 지금 현재 대표적으로 사용되고 있는 것은 ‘POU’란 Point Of Us라 하여, 전력을 필요로 하는 바로 그 지점에서 전력을 생산해 사용하는 발전시스템을 말한다.
POU는 독립형과 혼합형으로 나눌 수 있다. 독립형의 경우 태양광, 수소력, 소형풍력, 바이오 지열을 사용한다. 혼합형은 태양광과 소형 풍력을 혼용 거나, 태양광과 지열 등을 혼용해 사용한다. 풍력의 경우는 혼자 독립적으로 사용하기에 발전해 내는 전력량이 적기 때문에 태양광과 함께 혼용해 사용해야만 한다는 것이다. 주로 사용되는 곳은 가로등이나, 산불 감시 카메라, 통신중계기 등에 사용되고 있다. 안산 화랑 유원지에 설치된 자가발전형 LED보안등은, LED광원이 전력 소모가 적다는 것에 착안한 설비다. 풍력발전으로 400W의 전력을 얻을 수 있다.
해외의 경우 소형 풍력발전 분야가 각광을 받고 있다. 미국 정부가 경기 부양자금 중 상당수를 소형 풍력발전에 사용하겠다고 밝혀 시장 자체가 탄력을 받아 커지고 있다. 유럽의 경우 개인주택의 소형 풍력 발전이 많이 사용화 되고 있다. 이에 행정당국은 소형 자가발전 시스템 설치에 대한 허가가 생략하고 있어 더욱 전망이 밝다. 하지만 우리나라의 경우 선진국에 비해 많이 뒤떨어진다.
자료제공 유니슨하이테크(주), (주)LG하우시스, (주)에이티티
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