경기도 포천시 영중면 영송리에 위치한 음식물류 폐기물 처리업체 조원산업은 올해들어 음식물폐수(이하 음폐수)에서 발생하는 메탄가스를 포집해 에너지로 활용하는 바이오가스 플랜트를 설치했다. 조원산업은 매일 포천시와 서울 노원구에서 수거한 음식물폐기물 60톤을 처리하고 있는데 이물질을 제외한 찌꺼기에 톱밥을 섞어 퇴비를 만들고, 남은 40톤의 음폐수는 바다에 버리고 있다. 하지만 2013년부터 음식물폐기물, 축산분뇨와 같은 유기성 폐기물의 해양투기가 전면 금지되는 등 친환경적인 처리방법이 필요하다는 생각에 설치를 결심했다.

바이오에너지 전문업체인 미랜이 개발한 이 플랜트는 고농도의 음폐수 40톤을 혐기소화시켜 발생하는 메탄가스 2400㎥를 자체적으로 필요한 에너지원으로 공급할 수 있다. 퇴비를 만들 때 가동하는 건조기의 연료를 대체하고, 소화 후 발생하는 소화액을 건조시키는데 필요한 에너지원으로 사용하는 것. 이달부터 플랜트가 본격 운전에 들어가면 연간 해양투기 비용 7억원과 건조기 유류비용 2억원 등 총 9억원의 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

지난 4일 플랜트 설치 현장에서 만난 박용우 미랜 대표는 “넉달간의 시스템 안정화 기간을 거쳐 최적의 시스템 운영조건을 찾아냈다”며 “세계 어디에서도 찾아보기 힘든 한국형 음폐수에 맞는 한국형 바이오에너지플랜트를 개발했다”고 말했다. 
그는 이어 “전국의 지자체는 물론 다른 음식물폐기물 처리업체들도 엄청난 관심을 보이고 있는데 네팔, 영국 등 외국에서도 견학을 오거나 문의전화를 해 와 하루가 어떻게 가는지 모를 정도”라고 덧붙였다.
미랜은 추석 직후 환경부, 지경부, 지자체와 관련 업계를 대상으로 대대적인 시연회를 개최할 예정이다.

 

▲ 유기성폐기물 처리, 해법 찾아라
“2013년 해양투기 금지조치에 대비하기 위해서는 지자체들이 최소한 내년부터 실질적인 대책수립과 실행에 들어가야 한다. 그렇지 않으면 불법 매립 외에 대책이 없는 실정이다. 불법매립이 이뤄지면 토양오염은 하천과 바다로 이어질 우려가 크다” 한 환경전문가의 지적이다.
해마다 발생하는 가축분뇨는 4800만톤, 이중 259만톤이 바다에 버려지고 있다. 음폐수는 더 심각하다. 매년 300만톤의 음폐수 중 200만톤이 해양투기된다. 음폐수 해양배출분 200만톤을 에너지로 활용하면 1억 5800만㎥의 바이오가스를 얻을 수 있다. 여기서 생산가능한 전력은 360GW, 원유로 환산하면 52만여 배럴에 달한다. CDM사업을 통한 600억원 이상의 부가수익도 기대할 수 있다.

“2013년 해양투기 금지조치에 대비하기 위해서는 지자체들이 최소한 내년부터 실질적인 대책수립과 실행에 들어가야 한다. 그렇지 않으면 불법 매립 외에 대책이 없는 실정이다. 불법매립이 이뤄지면 토양오염은 하천과 바다로 이어질 우려가 크다” 한 환경전문가의 지적이다. 해마다 발생하는 가축분뇨는 4800만톤, 이중 259만톤이 바다에 버려지고 있다. 음폐수는 더 심각하다. 매년 300만톤의 음폐수 중 200만톤이 해양투기된다. 음폐수 해양배출분 200만톤을 에너지로 활용하면 1억 5800만㎥의 바이오가스를 얻을 수 있다. 여기서 생산가능한 전력은 360GW, 원유로 환산하면 52만여 배럴에 달한다. CDM사업을 통한 600억원 이상의 부가수익도 기대할 수 있다.

 

 

특히 정부차원의 수거체계를 갖고 있는 우리나라는 전세계에서 유일하게 음식물 쓰레기를 자원화 할 수 있는 인프라를 갖고 있는 셈이다. 하지만 음식물폐기물은 축산분뇨나 하수슬러지 보다 훨씬 많은 유기물질을 포함한 고농도 오염원으로 혐기소화에 의한 발효가 매우 까다롭다. 하지만 이를 뒤집어보면 훨씬 많은 양의 메탄가스를 얻을 수 있다는 뜻이다.
이에 따라 독일, 스웨덴 등 외국의 바이오에너지 기업들이 앞다퉈 한국시장에 진출하고 있다. 하지만 축산분뇨에 대한 기술만을 갖고 있는 외국기업이 성공적으로 사업을 수행한 경우는 아직까지 없는 실정이다. 국내에서도 대기업과 지자체가 나서 시범사업 등을 통한 기술개발을 추진해 왔으나 액비 처리 문제 해결, 음폐수 혐기성소화는 성공한 사례가 없다.

현재 국내에서 주로 적용되고 있는 유럽식 바이오가스플랜 트의 경우 소화기간이 한 달 정도로 매우 길어 대규모 설비와 유지 관리비용이 소요된다. 침전물을 제거하기도 쉽지 않다. 특히 메탄가스를 추출한 후 남은 소화액을 수처리, 해양투기, 액비 등으로 처리해야 하는 것이 단점으로 지적되고 있다. 액비의 경우 시비기간이 봄, 가을로 정해져 있고, 뿌리기가 어려워 농가로부터 외면당하고 있는 상황이다.
한 신재생에너지 연구소 관계자는 “실증테스트 없이 유럽식 발효기술을 국내 실정에 맞게 변형해 실증테스트 없이 한국시장에 진출하려는 것을 지자체나 대기업이 일단 받아

들인 후 개조하겠다는 생각은 위험한 발상”이라며 “턴키 발주, SOC 형태 사업은 얼핏 보면 편리하고, 외자유치 성과로  보일 수 있지만 실제 플랜트 운영에서 나타날 문제에 대처하기 어렵다”고 지적했다.








마르지 않는 가스전
유기성폐기물 바이오가스 플랜트

이번에 미랜이 개발한 ‘한국형 바이오에너지 플랜트’의 가장 큰 특징은 ‘고농도 음폐수의 혐기성소화 기술과 소화액 처리기술 결합’이라고 할 수 있다.
박용우 대표는 “지난 10여년간 음식물쓰레기 처리사업을 하면서 누구보다도 한국 음식물폐기물의 특성을 잘 알고 있다”며 “그만큼 친환경적인 처리방법과 자원화의 필요성을 절감해왔다”고 이번 플랜드 개발 동기를 설명했다. 덴마크, 독일, 스웨덴 등 선진국을 방문하면서 국내 실정에 적합한 기술을 찾아내고 이를 바탕으로 한국형 바이오에너지플랜트를 개발한 것. 

이번에 개발한 플랜트는 파일럿 플랜트가 아닌 일일 40톤의 음폐수를 처리할 수 있는 상용화급 플랜트로 메탄 순도가 72%로 매우 높다. 한 미랜 관계자는 “메탄 순도 측정을 위해 구입한 계측기 업체 영업사원이 수치를 보고는 매우 놀라더라”고 전했다.
이번에 개발된 혐기성소화시스템은 소화조 내의 유기물 분해 박테리아와 바이오가스 생성 박테리아가 군집형으로 모여 살 수 있도록 4단계의 사각 수평형 소화조로 구성돼 있다. 소화기간을 2~5일로 크게 단축시킨 것이 장점이다. 소화조의 크기도 기존 설비보다 20% 이내로 작고, 이를 모듈화해 실내에도 설치가 가능하다. 이는 소화조 온도를 섭씨 37도로 유지하는데 필요한 운영비용을 최소화하도록 해준다.설치면적도 30% 이상 줄였다. 바닥을 ‘W형‘으로 제작해 침전물도 필요할 때마다 제거할 수 있다.

소화액은 액비로 처리하지 않고, 메탄가스를 열원으로 하는 입상형 특수건조기로 건조해 양질의 건조유지 비료로 만든다. 이 과정에서 발생하는 응축수는 지자체가 보유하고 있는 일반하수처리장에서도 처리가 가능할 정도로 오염도가 낮다.
박 대표는 “인도네시아, 네팔 등 아시아 지역에서도 음식물 폐기물 처리 문제로 몸살을 앓고 있다”면서 “2030년 11% 신재생에너지 보급목표를 달성하고, 신성장동력으로서 바이오에너지 산업을 수출산업화하는데 기여하겠다”고 포부를 밝혔다.