[기고] 남은음식물의 자원화로 탄소 네거티브 실현하자

글. 부성안 (사)한국음식물류폐기물수집운반업협회 연구원장
박영복 기자 | pyoungbok08@naver.com | 입력 2021-11-04 11:24:59
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▲ 부성안 (사)한국음식물류폐기물수집운반업협회 연구원장

 

남은음식물을 자원화해야 하는 이유와 방법
우리가 먹고 폐기물로 버려지는 남은음식물은 2005년 473.6백만톤, 2014년 482.6백만톤, 2018년 572.5백만톤으로 점진적으로 증가하고 있다. 2014년 기준으로 재활용되는 양은 97% 정도로서 25%가 사료화(전체 남은음식물의 24.3%), 44%가 퇴비화, 14%가 바이오가스화 되고 있고 17%가 소각, 파쇄/탈수, 하수병합처리 등으로 처리되고 있다(환경부, 2017: 환경부, 2019).


▲ 수집·운반 후 혼합되어 처리장에 투입된 남은음식물 <제공=부성안 연구원장>
그러나 아프리카돼지열병(ASF)의 확산으로 인하여 하루에 발생하는 남은음식물 15,900톤 가운데 돼지사육농가로 가는 1,200톤 정도의 습식사료가 2019년 7월부터 전면 금지됨으로써 남은음식물 중 섬유질이 풍부한 최상의 퇴비나 사료의 원료인 밥류가 제대로 재활용되지 못하고 있으며, 수집 과정에서 염분이 많은 장류와 섞임으로써 재활용률을 낮게 만드는 것이 현 실정이다. 거기에 더하여 우리가 흔히 사용하는 ‘음식물쓰레기’나 ‘음식물류폐기물(폐기물관리법상의 용어)’이라는 용어가 남은음식물의 재활용에 걸림돌이 되고 있으므로 환경부에서는 이를 ‘남은음식물’로 변경 사용하고 있고 필자도 이에 적극 동의하는 바이다.

 

남은음식물의 퇴비화에 있어서 최대 문제점은 부숙이 완료되지 못하거나 품질자체가 낮은 상태에서 유통되는 퇴비나 석회처리비료로 인하여 악취 발생과 토양·지하수 오염 문제가 야기된다는 점이다. 미부숙퇴비를 토양 내에 사용할 경우 지속적으로 부숙(=발효)이 이루어지므로 이 과정에서 토양 내 온도가 60~70℃로 상승하면서 산소와 영양분을 소모하게 되고 유해가스가 발생하여 온실가스 발생의 원인이 되고 있다.

 

또한 부숙 중인 퇴비 속의 질소는 탄소를 분해시키기 위하여 자체 소비되며, 부숙 중 토양 내에서는 유해미생물이 번식하면서 퇴비와 토양 내의 질소를 먹어버림으로써 유기물대질소비(C/N)를 40 이상으로 대폭 상승시키므로 토양 내 질소부족현상을 유발시킨다. 특히 토양에 유입되는 탄소량과 C/N 비율은 토질 생태계에서 탄소 억제측면에서 볼 때 여러모로 매우 중요한 고려사항이며 대기 중에서 지구온난화가스 증가를 억제하기 위해서는 토양에 탄소 억제 저장 능력을 늘리는 것이 매우 중요하다(박태준, 2004)고 하겠다.

 

▲ 식당에서 배출된 남은음식물 수거하는 사진 <제공=부성안 연구원장>
남은음식물은 반탄화과정을 거치면 바이오차(Biochar)와 같은 물질로 만들어지고 이를 퇴비나 토양개량제로 토양에 사용하면 공기 중 탄소를 포집하여 가두어두는 작용을 하므로 탄소중립을 넘어 이산화탄소 순 배출량을 마이너스로 만드는 탄소 네거티브(Carbon negative) 실현이 가능하다.

 

수집 과정에서 염분이 많은 장류와 섞인 대부분의 남은음식물은 잔존하는 염류성분으로 인하여 연료화에 걸림돌이 되고 있으나, 남은음식물을 탈수하여 생산된 음폐수는 바이오가스로 활용하는 기술이 개발됨으로써 공공 및 민간 생산시설이 급격히 확충되고 있다. 2021년 환경부 탄소중립 이행계획을 보면 2050 탄소중립 실현을 위하여 음식물바이오가스화처리 비율을 2019년 13%에서 2025년 30%로 확대하여 지구온난화에 대비하고 있는 것을 알 수 있다.

남은음식물의 배출형태
먹고 남은 음식물의 배출형태를 보면 크게 세 가지 형태로 구분할 수 있는데, 첫 번째로 교도소, 군부대, 대형 병원, 학교 등에서 장류가 거의 섞이지 않고 배출되는 밥류가 있다. 이들 재료는 섬유질이 풍부한 최상의 사료 원료로서 일본, 유럽 등에서는 일반 식당에서 발생하는 남은음식물 중 유해물질(이물, 병원균 등)이 확실히 제거되는 것을 부산물 사료(Eco Feed) 범위에 포함하여 사료로 재활용하고 있다. 두 번째 배출형태는 대형마트, 대형 조리업체 등에서 조리전에 배출되는 농수산부산물류가 있는데 이들 재료 역시 섬유질이 풍부한 최상의 퇴비 원료로 최적의 자원화 물질이 된다. 세 번째 배출형태는 식당 등에서 상위에 남은 모든 밥과 반찬을 한꺼번에 섞어서 배출시킴으로써 장류와 섞여 재활용⋅재순환이 매우 어려운 형상의 재료이다.

남은음식물의 자원화·선순환 시스템 시범 시행의 필요성
현재 환경부에서는 한국폐기물협회, 한국음식물류폐기물수집운반업협회와 공동으로 2021년 하반기에 ‘남은음식물 전자관리시스템 구축’을 완료하였으며 연내에 이를 제도화할 수 있도록 노력하고 있다. 이 시스템이 정상적으로 작동된다면 배출업소에서 발생되는 양질의 남은음식물(주로 밥을 말함)이 일부 위법한 수집운반업체에 의해 농장으로 유입되는 사례를 차단할 수 있을 것이며, 배출업소⋅수집운반업체⋅처리장에 있어서 정확한 배출⋅운반 통계자료 확보가 가능할 것이다. 또한 배출업소와 수집운반업체가 수행해야하는 배출신고와 실적보고 등의 행정처리가 간편해지는 것은 덤이다.


남은음식물이 배출형태별로 수거⋅운반된다면 첫 번째와 두 번째 배출형태의 남은음식물은 자원화가 쉽지만 현재까지는 마구 혼합되어 수거⋅운반⋅처리되고 있으므로 자원화를 어렵게 하고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 <그림 1>과 같이 남은음식물을 배출형태별로 수거⋅운반⋅처리하는 제도를 도입 활용하는 것이 바람직하다고 여겨진다. 

 

▲ 제공=부성안 연구원장

 

남은음식물의 자원화⋅선순환 시스템은 대형마트(대형병원, 학교, 교도소, 군부대 등 포함) 등에서 배출되는 성상이 좋은 재료인 첫 번째와 두 번째 배출형태의 남은음식물을 별도로 수집하여, 전용 처리장 및 퇴비장에서 양질의 퇴비를 만든 후 이를 농가에 보급하고, 이들 농가에서 수확한 농산물을 다시 배출처인 대형마트 등에 제공하여 판매 또는 사용토록 하는 시스템을 말한다<그림 2 참조>. 이 시스템은 남은음식물의 적정 관리를 구현하여 남은음식물 자원을 양질의 퇴비로 재활용.재순환시킴으로써 국민에게는 안심할 수 있는 먹거리를 제공하면서 온실가스배출량을 대폭 감소시켜 2050 탄소중립 목표를 달성하는데 기여하는 것을 목표로 환경부에서는 2020년 하반기에 시범사업으로 추진하였었다. 그러나 COVID-19로 인하여 대량배출업소에서의 남은음식물 배출량 대폭 감소와 배출업소⋅수집운반업체⋅처리장에서의 준비 미흡 등으로 인하여 시범 도입이 불발된 바 있다.

 

▲ 제공=부성안 연구원장


남은음식물의 자원화⋅선순환 시스템 시행은 밥류나 유통임박 식품류 등 양질의 남은음식물을 사료나 퇴비로 재활용하는데 꼭 필요한 방법이며, COVID-19 사태가 진정될 경우를 대비하여 남은음식물의 재활용 방안에 대하여 긴밀한 논의가 이루어져야 할 것으로 보인다. 일본은 에코피드 시스템(Eco Feed System, 부산물 사료자원 활용)을 적용 후 농후사료 자급율을 9%에서 14%로 향상시켰으며, 2017년 현재 27%인 전체 사료 자급율을 향후 10년 이내에 40%로 증가시키는 것을 목표로 하고 있다(2018, 국립축산과학원).

남은음식물 자원화로 탄소 네거티브 실천
남은음식물을 반응기(Reactor)를 이용 생화학칼슘반응처리를 하면 80~120℃의 온도에서 5~25분 동안의 단시간에 수화반응이 발생하면서 미생물은 사멸된다. 이후 1, 2차 발효과정을 거치면 스스로 광합성을 해서 유기물을 만들어 에너지를 생산해내는 독립영양미생물인 시아노박테리아(Cyanobacteria)가 활성화된 퇴비, 인공 피트(Neo Peat), 인공 휴머스(Neo Humus) 등을 만들 수 있는 특허 기술도 개발되어 있다(부성안 외, 2021). 활성화된 시아노박테리아는 유기물 투입이 없어도 질소 기체를 암모니아로 전환하는 질소고정 능력을 가지고 있으므로 남은음식물의 재활용을 위하여 이 방법을 적극 이용하면 온실가스 감축효과도 클 것으로 여겨진다.


바이오차, 바이오차의 일종인 테라 프레타(Terra Preta), 그리고 바이오차와 테라 프레타의 혼합물인 휴머스(Humus)는 토양에서 탄소를 저장하는 능력이 인근 경작지에 비해서 약 2~2.5 배 많은 탄소를 고정할 수 있으며, 이들은 미생물에 대한 분해와 변환이 거의 일어나지 않으므로 오랜 기간 동안 토양 내의 탄소를 대기에 배출하지 않고 존재할 수 있는 것으로 알려져 있어 토양에 탄소 억제 저장 능력을 늘려주는 물질로는 최적이라 하겠다. 그러나 바이오차를 생산하기 위해 나무를 태워서 만드는 방법은 제조과정에서 도리어 온실가스를 생산하므로 권장할 방법은 아니라고 본다.  

 

특히 <그림 3>과 같이 음폐수를 이용한 수소가스 생산 과정에서 남은잔재물과 남은음식물을 탈리시키고 남은 케익은 반탄화장비를 이용하여 바이오차를 만들어 토양개량제 등으로 사용한다면 2050 탄소중립(탄소배출량=탄소흡수량)에서 한 발 더 나아가 이산화탄소 순 배출량을 마이너스로 만드는 탄소 네거티브(탄소배출량<탄소흡수량)를 이룰 수 있다.

 

▲ 제공=부성안 연구원장

 

남은음식물을 소각⋅매립함으로써 낭비되는 폐기물 자원을 효과적으로 자원화 하는 방법을 모색하는 것은 꼭 필요한 일이지만 엉터리로 만든 남은음식물 퇴비는 악취는 물론 침출수로 인하여 지구환경을 심각하게 오염시키므로 절대로 제조해서도 사용해서도 안 될 것이다. 이제 우리는 남은음식물을 잘 활용하여 탄소배출량을 줄이고 에너지를 절감하는 등 지구온난화를 방지하는 적극적인 삶의 실천이 필요할 때이다.

 

<참고자료>

국립축산과학원, 2018, 부산물 사료자원 활용(ECO FEED system) 기술 및 사료 안전성 확보 기술 조사, 일본국외출장귀국보고서(외부공개용)
박태준, 2004, 토양에서 탄소 격리 저장 능력 향상을 위한 연구
부성안, 김혜경, 2021, 유기성폐기물 자원화 방법 및 이를 이용한 친환경 고기능성 피트(특허)
부성안, 김혜경, 주식회사 황금의땅, 2021, 유기성폐기물 자원화 방법 및 이를 이용한 친환경 고기능성 퇴비(특허)
환경부, 2017, 음식물류폐기물 처리실태 조사 및 관리방안 연구
환경부, 2019, 전국폐기물 발생 및 처리현황

※ 외부 필자의 원고는 본지의 편집방향과 일치하지 않을 수 있음을 밝힙니다. 

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