유기성 폐기물을 에너지원으로

편집국 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2009-11-18 18:40:22
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△ *독도지리지 표지




황석환 (포스텍 교수ㆍ환경공학) 기후변화와 에너지 고갈 우려에 따른 대응방안으로 유기성 폐기물을 활용, 각종 바이오에너지를 얻는 기술이 재조명을 받고 있다. 유기성 폐기물은 가축의 분뇨, 생활하수ㆍ폐수처리 공정에서 발생하는 유기성 부산물(슬러지), 주거ㆍ사무활동에서 발생하는 폐종이류나 음식물류 폐기물 등 다양한 형태의 생활ㆍ산업활동에서 발생하는 높은 농도의 유기물을 포함한 폐수와 폐기물을 지칭한다.
온난화·자원고갈문제동시해결
유기성 폐기물은 오염부하량이 매우 높아 하천의 주요 오염원으로 지목돼왔으며 오는 2012년부터 바다를 활용해 처리하는 해양투기가 금지될 예정이다. 유기성 슬러지, 음식물류 폐기물, 축산분뇨 등 3대 유기성 폐기물의 국내 연간 발생량은 약 6,500만톤으로 전체 유기성 폐자원 발생량의 70% 이상을 차지한다.
유기성 폐기물이 방치될 경우 무산소 조건에서 썩는 과정에 대기 중으로 많은 양의 메탄가스를 내뿜는다. 메탄은 천연가스의 주성분으로 대기 중에 그대로 방출되면 이산화탄소보다 훨씬 강력한 지구 온난화 효과를 일으킨다. 하지만 쓰레기매립장 등에서 발생하는 매립지 가스나 미생물을 이용, 축산분뇨ㆍ음식물류 폐기물을 발효시키는 '생물학적 바이오가스 생산공정(또는 혐기소화공정)'을 거치면서 발생되는 가스를 포집하면 보일러의 열원이나 열병합발전 에너지원으로 쓸 수 있다. 또한 정제과정을 거쳐 천연가스와 같은 용도로 활용할 수 있다.
이 공정은 부산물 발생량이 적고 설비가 비교적 간단하다. 최종 생산물인 바이오가스는 기체 상태로 존재하므로 분리정제가 비교적 수월하다. 원료물질 발생량, 국토면적 및 기후조건, 기술수준 등을 고려하면 다양한 바이오에너지 기술 중 바이오가스화는 경제성이 있으며 탄소배출권 확보도 가능하다.
이처럼 유기성 폐자원을 원료물질로 생성되는 바이오에너지는 기후변화를 가속하지 않는 탄소중립적 에너지로 화석연료와 달리 순환 가능한 자원이다. 유럽연합(EU)ㆍ미국ㆍ일본 등 선진국에서는 각종 유기성 폐자원을 이용한 제품 및 에너지 생산기술이 지구 온난화와 자원고갈 문제를 동시에 해결할 수 있다는 판단 아래 관련 기술 개발ㆍ보급에 상당한 노력을 기울이고 있다. 독일ㆍ네델란드 등 기술 선진국은 앞선 기술력을 바탕으로 탄소배출권 확보 등을 위해 최근 중국ㆍ베트남 등 아시아 신흥 개도국의 바이오가스 플랜트 시장을 적극 공략하는 추세다.
자원의 해외 의존도가 높은 우리나라의 경우 자원 자급률을 높이면서 각종 국제 환경규제에 능동적으로 대응하려면 국가적 차원의 체계적인 유기성 폐자원 에너지화 기술 개발과 관리체계 구축이 절실히 요구된다.
우리 정부도 유기성 폐자원을 처리해 환경을 개선하고 에너지로 재생ㆍ활용하기 위해 지식경제부ㆍ환경부ㆍ농림수산식품부에서 기술 연구개발 지원, 실증사업 및 각종 보급사업 등을 전개하고 있다. 하지만 지식경제부는 에너지 활용, 환경부는 환경규제, 농림수산부는 축산분뇨 처리 관점에서 접근해온 경향이 있다.
기술개발등에 예산 확대 필요
이 같은 한계를 극복하고 유기성 폐자원을 처리해 환경을 개선함과 동시에 에너지로 적극 활용하려면 기술 개발 및 보급확대, 기술수출을 통한 해외시장 공략, 기후변화 대응 측면 등을 고려해 부처간의 원활한 협조와 투입 예산 확대가 필수적이다.
또 미생물 기반의 원천기술 개발, 국내 실정에 적합한 안정적 운전기술 확립을 통해 선진국을 능가하는 기술력을 확보하는 전략이 필요하다. 생물학적 바이오가스 생산공정은 미생물에 의한 공정임에도 불구하고 그동안 국내에서는 공정 위주의 기술개발에 주력해 왔다. 유기성 폐자원 처리 분야가 블루오션이라는 정부의 인식과 재정지원 극대화 역시 필요한 시점이다.

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