바이오에너지 생산과 순환 바이오 경제

[사무국]

환경·건설·지구해양 분과 홍지형
       
탄소 중립을 달성하는 실현 가능한 대안은 폐기물 바이오매스 혐기 소화 및 반탄화 통합형 프로세스 바이오가스와 바이오차(biochar)를 재활용하는 가스 또는 증기터빈에서 열병합 발전하여 수송, 산업, 건물에 바이오 에너지를 생산 이용하는 것이다. 우리나라의 당면 과제는 폐기물 바이오매스 에너지 생산 기반에 저 비용과 에너지 효율화 바이오에너지 산업 환경 개발 및 순환 바이오 경제 달성으로 환경오염 방지와 온실가스 배출 감축이다.  

  재생에너지 범위는 폐기물 바이오매스, 태양광, 물, 풍력, 지열 등으로서 생산한 전기로 규정하고 있다. 우리나라 산업은 바이오에너지 사용을 더 이상 외면해서는 어떤 기업도 글로벌시장에서 살아남을 수가 없다. 살아남기 위해서 RE100에 가입해야 하는 국내 기업 수는 앞으로 더 빠르게 늘어날 것이다. 재생에너지 인프라를 조기에 구축하지 못한다면 한국 수출산업은 위기에 봉착할 수 있다.

  도시 인구 집중과 생활 수준 향상으로 음식물 쓰레기 등의 농식품 폐기물 바이오매스 대량 배출이 늘어만 가는 추세이며, 한편으로는 화석연료 공급으로 기후 위기가 문제가 되어, 폐기물 바이오매스 에너지화 환경산업과 순환 바이오 경제 정책개발이 필요한 실정이다. 

  전통적인 바이오 폐기물처리 방법은 매립, 퇴비화, 혐기 소화 및 동물 사료화 등이 있으나, 이러한 방식은 악취와 온실가스 배출, 대규모 사업장, 환경오염과 낮은 효율이 문제가 되고 있다. 폐기물 바이오매스 혐기 소화와 반탄화 통합형 재활용 프로세스 바이오에너지 변환은 환경 사회적 관점의 순환 바이오 경제와 탄소 중립에 중요한 국가전략이다. 바이오매스 재활용 플랜트의 비용과 에너지 효율화 및 환경오염 방지와 온실가스 배출 감축에 라이프 사이클 평가 분석과 순환 바이오 경제 모델링 결합은 친환경적이며 지속이 가능한 가장 유력한 방안이다.

  우리나라는 축분, 음식물 쓰레기 및 하수 슬러지 등의 고수분 폐기물 바이오매스 혐기 소화와 열분해 통합형 재활용 플랜트가 지방자치 단체중심으로 지역별 소형 규모가 필요한 형편이다. 매일 발생하는 폐기물 바이오매스 재활용은 혐기 소화에서 발생하는 바이오가스를 소화액 반탄화 건조와 탄화 처리 에너지원으로 공급하고, 혐기 소화 소화액 반탄화로 생산된 탄화 바이오매스는 1) 고형 바이오 연료(solid biofuel)로서 지역 분산형 열병합발전 바이오 전기 생산에 재활용, 및 2) 바이오차로서 토양개량재, 수질오염물질 흡착, 바이오가스 촉매 및 바이오차 퇴비 등에 재활용한다. 온실가스 배출 방지와 암모니아 가스 발생을 저감하여, 저탄소 순환 바이오 경제 달성에 바이오차 표준화가 시급히 필요한 실정이다. 

필자소개  
일본 홋카이도대 농학박사 (생물환경공학)
순천대 융합 바이오시스템 기계공학과 명예교수
한국 도시환경 공학회 고문 
한국 환경산업 기술원 IP