(포스코건설 신기술개발그룹 송한철)
오늘날 유기물로부터 순환 가능한 에너지를 얻을 수 있는 바이오매스는 국외에서 화석연료를 보완 할 수 있는 에너지로써 각광받고 있다. 이전에 단순 폐기물에 지나지 않았던 바이오매스는 이제 자연 순환 시스템을 복원시키는 재생에너지이다. 바이오매스의 정의는 재생 가능한 생물에서 유래한 유기성 자원으로 화석 자원을 제외한 모든 물질을 말하며 최대장점은 재생 가능한 에너지라는데 있다.
또한 바이오매스는 쉽게 얻을 수 있고 최소의 자본으로 이용할 수 있는 기술의 개발이 가능하다. 자원으로써 원자력 등과 이용할 때 환경보전적으로 안전하며 무엇보다도 친환경적이다. 일찍이 국외에서는 바이오매스의 장점을 인식하고 바이오매스를 자원으로서 활용화 연구에 대해 활발하게 진행하였다. 그러나 바이오매스의 선진국인 유럽과 일본의 경우 바이오매스를 자원화하는데 있어 약간의 차이가 있다. 유럽의 경우 바이오매스를 에너지의 형태로 자원화하고 있는데 반해 일본의 경우는 에너지로 사용하거나 제품으로 만들어 바이오매스를 자원으로 활용하고 있다.
해외 선진국의 사례
바이오매스의 선두주자 유럽
EU에서는 바이오매스를 에너지원으로 보는 각도가 지배적이다. 유럽의 경우는 가장 먼저 재생에너지인 바이오매스 이용에 박차를 가 하였었다. 바이오가스에 의한 열병합 발전, 바이오매스를 이용한 열과 전기의 생산 연구에 많은 투자와 활발한 연구가 이루어졌다. 또한 바이오매스를 에너지원으로 이용 활성화시키기 위해 법률이나 보조금지원 등의 제도를 정비, 보급에 앞섰다. EU는 바이오매스의 에너지를 크게 바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오가스, 그리고 대개 목질계 유기성폐기물의 직접연소열의 4가지 형태로 본다.
바이오매스의 선진국 독일
독일은 일찍이 90년대 시점에서 이산화탄소 배출을 ’90년을 대비로 하여 ’05년까지 25% 삭감한다는 목표를 설정하였다. 바이오매스가 지구 온난화 가스 감축수단으로 적합하다는 것을 인식하고, 목표량치 이산화탄소 삭감은 화석연료 대신 바이오매스의 자원화를 통하여 이산화탄소량을 감축시키려고 하였다.
바이오가스
특히 독일에서는 바이오매스 연구에서 사업화 단계에까지 이르러 유기성폐기물을 이용한 바이오가스 발전부문에 대한 사업이 활발히 진행되고 있다. 발생한 전기를 전력회사에 파는 농가들이 급속하게 증가, 현재는 약 1만여 가구에 이르고 있다. 이는 전기 사업자에 대한 재생가능 에너지를 비용회수 할 수 있는 가격으로 사는 것을 법률로 규정한 정책이 큰 몫을 하였다. 500kW까지 설비에서 약 97원/kWh, 5000kW까지는 약 82원/kWh로 20년간 구입할 수 있게 하였다.
이밖에도 재생에너지법, 시장자극프로그램, 주요보조금 정책이 바이오매스 이용을 더욱 촉진시켰다. 독일의 바이오가스 플랜트는 ’00년 이루 급속하게 확대되어 바이오가스 소비량은 ’10년에 80만톤(석유환전)으로 확대할 것으로 예상하고 있다.
바이오디젤
유럽 국가들 중에서 독일은 바이오디젤에 가장 적극적으로 대처 하고 있다. 93년에는 1만톤에 지나지 않았던 것이 ’05년에는 무려 167만톤을 생산, 유럽 전체의 절반 이상을 생산하고 있다. 바이오디젤의 보급배경에는 독일의 엔진 업체들이 발 빠르게 보급활동에 참여한 것을 들 수 있다. 이미 1991년에 프라이부르크시에서 택시로 이용테스트를 개시하고 폭스바겐사도 1994년에 시작, 1996년 이후 모든 디젤차 모델로 성능 보증을 발표하였다.
독일의 바이오매스 관련 대표회사로는 Farmatic Biotech Energy와, MWW가 있다. Farmatic Biotech Energy사는 본래 기기업체였지만 현재 바이오가스 솔루션 기업으로 변신하였다. 바이오가스 플랜트 건설뿐 아니라 바이오가스 사업계획 입안, 운전과 보수 점검, 폐기물 처리, 열과 전기 판매 등으로 높은 수익률을 얻고 있다. MWW사의 경우는 바이오매스 발전량에서 최고를 기록하고 있다. 독일 전역에 7개의 바이오매스 발전소를 건설한 이 회사의 매출은 ’03년, 약 14억 3800만 유로에서 ’05년 16억 5200만 유로로 뛰었다.
수송용 연료에 집중한 스웨덴
스웨덴의 경우는 특히 바이오매스를 바이오가스 연료부문에 집중하여 직접 수송수단에 활용하고 있다. 스웨덴의 경우 하수 처리시설 140곳(생산량 69.3ktoe)과 쓰레기장 60개 시설(생산량 35.8ktoe)에서 바이오가스를 생산하고 있다. 다른 EU국가들이 전력 또는 열을 생산하는데만 치중하고 있다면 스웨덴은 수송용 연료 개발에 또한 초점을 맞춰 특화된 바이오매스 활용을 보여 주고 있다. 스웨덴은 바이오가스를 연료로 하는 버스 779대, 자동차도 4,500대 이상 보유하고 있으며 바이오가스와 천연가스의 혼합연료로 달리는 열차까지 소유하고 있다.
또한 스웨덴은 ’06년 말 하수 처리 시설에서 나오는 세계 최대규모의 바이오가스(연간 생산량 5.159ktoe)시설을 건설하여 바이오매스를 활용한 바이오가스 이용에 박차를 가하고 있다.
바이오매스의 성장가능성을 주시한 영국
’03년, 영국의 재생에너지원의 사용을 보면 전체 열과 전기발생의 87%가 바이오매스로부터 발생하였다. 영국은 특히 바이오매스의 성장가능성을 주시하고 이용활성화를 위해 바이오매스 ’05년 태스크포스 팀을 구성해 재생가능 에너지 의무구입제도, 비화석연료 에너지 의무구입제도 등의 각종정책을 통해 바이오매스를 이용을 촉진시켰다.
그 결과 바이오디젤의 경우 ’05년과 ’06년 대비 바이오연료의 판매량은 82.1%가 증가하였으며, 바이오 디젤의 경우 영국내 138개 충전소에서 이용이 가능케 하였다. 바이오가스 1차 생산량(ktoe)에 있어서도 총생산량이 1,782.6(ktoe)를 생산하여 EU 국가 중 1위를 차지할 정도로 영국은 바이오매스 자원화의 선진국이라 할 수 있다.
일본 바이오매스 종합전략- 현실적이고 구체적
일찍이 선진국들이 1980년대 이후부터 바이오매스에 대해 연구해오고 준비해온데 비해 일본은 다소 바이오매스의 연구와 실천 시작이 늦은 편이다. 일본은 ’02년 12월 27일 농림수산성을 중심으로 환경성, 내각부, 문부과학성, 경제 산업성, 국토교통성이 공동으로 ??일본 바이오매스 종합전략??을 발표하였다.
??일본 바이오매스 종합전략??은 일본 바이오매스의 낮은 인지도와 얇고 넓은 분배의 특성을 갖고 있는 바이오매스 환경을 고려하여 보다 현실적인 바이오매스를 자원화하는 전략을 세웠다. 첫 번째로 일본은 ’20년까지 바이오매스의 이용 및 활용의 전개방향을 보다 구체적으로 제시하고(바이오매스의 고효율 수집/ 변환 기술의 발전) 적용시켜 바이오매스를 100%자원화 시키는 바이오매스의 캐스케이드적 이용<그림 1-2> 을 장려하였다.
두 번째로 일본의 바이오매스 실현을 위한 기본 전략을 크게 일반적 관점의 전략, 바이오매스의 생산, 협력 , 수송의 전략, 바이오매스 변화의 전략, 바이오매스 변환 후의 바이오매스 이용의 전략으로 나누어 각 전략마다 구체적 행동계획을 내세워 바이오매스의 이용을 보다 현실적으로 실행할 수 있도록 하였다. 이 기본전략에는 ’10년까지 바이오매스타운 500개 건설이라는 획기적인 정책도 포함되어있다.
국내의 바이오매스
우리나라의 바이오매스 이용은 미미하다. 현재 우리나라의 하, 폐수 슬러지 발생량은 18,501톤/일(’05년), 음식물 폐기물발생량이 11,398톤/일(2004년), 국내 축산분뇨 150,000톤/일, 이외의 기타 바이오매스 발생량은 ’03년 기준으로 65,315톤/일 가량정도로 그 양이 어마하지만 바이오매스를 처리하기 급급하였다.
이러한 바이오매스 처리방안에는 소각, 해양투기의 방법이 있지만 이러한 방법도 점차 금지시키고 있는 추세이다. 지금까지 세계는 바이오매스를 자원화 하는 추세까지 왔으나 아직까지 국내는 외국과 같은 활용이 부족하였다. 지난해 환경부에서는 바이오매스 활용을 위해 바이오매스 ’20이라는 정책을 내놓았지만 바이오매스에 관한 인식과 기술이 부족하여 선진국의 추세를 따라가지 못하고 있다.
포스코 건설 바이오매스 사업에 박차
포스코건설의 R&D 센터내의 신기술개발그룹은 국내의 바이오매스의 대부분은 유기성폐기물이 대부분임을 인지 하고 외국의 바이오매스 자원화의 흐름에 발맞춰 기술의 개발과 사업화에 박차를 가하고 있다.
1차로 국내의 대표적 유기성폐기물인 하수슬러지를 연료(이하 ‘슬러지탄’)로 자원화하는 기술을 개발하고 1일 10톤의 하수슬러지 처리 데모플랜트(그림1)를 광양제철소 내에 완성하여 현재 운영 중에 있으며, 생산된 슬러지탄은 화력발전소에 투입하고자 연소능시험을 통하여 경제성 및 환경성을 검증하고 또한 법제화를 추진 중에 있다. 또한 2차로 슬러지탄 생산에 가장 많은 에너지를 소모하는 건조공정에 바이오매스(음식물쓰레기, 축산폐수, 하수슬러지 등)를 이용하여 바이오가스를 생산, 슬러지탄 생산과정에 이용코자 현재 연구 및 데모플랜트를 설계 중에 있다.
포스코건설은 위와 같은 연구개발에 막대한 비용을 투자하여 업계의 선두기업으로서의 위상을 드높이고 향후 국내의 유기성폐기물 폐기물자원화 사업에 선두에 서고자 불철주야 노력하고 있다.
또한 포스코 그룹은 바이오매스 단지에서 생산된 바이오가스를 정제, 압축하여 운송용 연료화를 위한 연구를 진행 중이며, 현재는 경제성이 떨어지는 연료전지에도 연구개발비를 투자하여 향후 100MW급 발전소 건립계획을 차근차근 추진 중에 있다. 포스코그룹의 바이오매스사업은 국내의 지속 가능한 자원순환형 사회 체계구축에 기여할 것이며 다가오는 미래사회에서 책임을 다하는 국민기업으로 오늘도 최선을 다하고 있다.
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