바이오가스 수소화

남광현 ​​​​​​​대구경북연구원 선임연구위원

하수찌꺼기, 분뇨, 가축분뇨, 음식물폐기물, 동·식물성 잔재물 등의 공통점은 무엇일까? 즉각적인 반응은 머리에 떠오르기도 불편한 혐오스러운 쓰레기들로 우리 일상생활에서 즉시 사라져야 할 것들이라 생각할 것이다. 그런데 환경부는 이들을 에너지 잠재력이 큰 유기성 폐자원으로 새롭게 보고 있다. 신재생에너지 발전목표를 2030년에 21.5%로 설정한 우리나라 보다 2배나 높은 40%대를 웃도는 독일은 이런 유기성 폐자원을 이용해 2030년 신재생에너지 발전비중을 80%나 상향했다. 그야말로 독일은 버린 똥도 다시 보고 버리면 똥이지만 사용하면 돈이 된다는 개념이 확고하다.

우리나라 유기성 폐자원 발생량은 생활수준의 향상과 함께 2010년 이후 10년간 15%정도 증가하였으며, 이중에서 가축분뇨가 차지하는 비율이 85%이상으로 가장 높고, 음식물폐기물이 8%이고 하수찌꺼기가 6.5%정도이다. 그런데 이것들은 지금까지 사료로 이용되거나 퇴·액비화되는게 대부분이고, 겨우 5.7% 정도만 바이오가스로 에너지화되어 왔다. 그런데 음식물폐기물은 가축전염병 예방 등을 위해 사료화가 점차 제한되고 있고, 하수처리장에 연계 처리도 시설용량 한계 등으로 많은 어려움을 겪고 있다. 가축분뇨는 퇴액비화 방식으로 농경지에 과다 살포하여 작물로 미쳐 흡수되지 못하고 하천으로 유입되어 녹조 등 하천오염 문제의 가장 큰 원인이 되고 있다.

이러한 유기성 폐자원으로 인한 환경적 부담은 줄이고 사회적 효용성을 높이는 방식으로 유기성 폐자원을 재활용할 필요가 있는데, 그 대표적 방식이 바이오가스로 재활용하는 것이다. 바이오가스 생산과 이용은 에너지 잠재력이 큰 유기성 폐자원의 효율적 이용을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 폐기물 분야에서 탄소중립을 달성하기 위한 최적의 방식이다. 그래서 지난 2021년 6월 30일 송옥주 국회의원 대표발의로, 2021년 9월 1일 임이자 국회의원 대표발의로 ‘유기성 폐자원을 활용한 바이오가스의 생산 및 이용 촉진법안’이 발의 되었는데 바이오가스의 생산과 소비 의무화 등이 규정되어 있다.

바이오가스는 유기물이 공기가 없는 상태에서 미생물에 의해 분해(혐기성소화)되어 생성되는 가스로 주요성분으로는 메탄이 50~60%, 이산화탄소가 25~50%로 구성된다. 우리 몸이 음식을 섭취하면 위와 대장을 거치면서 유기성분이 분해되고 몸에서 가스(방귀)가 생겨서 배출되는 것과 같은 원리이다. 이러한 원리로 생성되는 바이오가스는 앞서 언급된 유기성폐자원 2종이상을 혼합처리할 경우 상호보완작용을 하게 되어 소화효율 향상으로 가스생산량이 증대될 것으로 기대하고 있다. 환경부는 유기성폐자원 개별시설을 하나의 시설로 통합하는 시범사업을 전개하고 국고보조율도 높였다.

최근 탄소중립 수단으로 바이오가스에서 그린수소를 추출하여 연료로 활용하는 기술이 상용화되고 있다. 대구는 수소를 생산할 수 있는 바이오가스 자원이 광역도시 중 최대 규모이고, 경북은 풍부한 수소산업 인프라를 갖추고 있어서 수소의 생산과 공급 관점에서 서로 협력하는 것이 바람직하다.