’07년말 현재 하수처리시설 운영 현황은 전국 357개 하수처리장에서 일일 2,382만톤의 하수가 처리되고 있는 것으로 나타나 있는데 이중 65개소 하수처리장에 처리시설 소화조가 설치되어 있으며, 이중 57개 처리시설에서 소화조가 운영되고 있으나 국내 소화조의 효율은 유입수질 저하, 운영 관리 미숙 등으로 인해 미국 등 선진국의 4분의 1수준으로 에너지 이용률이 미미한 것으로 조사되었다. 하수처리시설 에너지 소비 현황을 살펴보면 ’07년말 현재 전체 하수처리시설에서 연간 395,121TOE(Ton of Oil Equivalent, 석유환산톤) 에너지를 소비하며, 이 중 전력 사용량이 전체 소비의 98.6% 차지하고 있으며, 하수 처리량당 전력원단위 0.29(KWh/㎥ ), 제 거 BOD당 전 력 원 단 위 는 2.353(KWh/kg·BOD)으로 나타났다. 하수처리시설 전체 전력 사용량 중 생물
반응조의 포기조 송풍기에서 40.1%, 유입펌프에서 21.3% 순으로 차지한 것으로 조사되었다.하수처리시설 신재생에너지 설비 도입 현황은 ’07년 말 현재 하수처리시설의 에너지 자립율은 0.8%, 16개 처리시설에서 신,재생에너지 설비를 운영되고 있는 것으로 알려져 있는데 이는 소수력발전, 풍력발전, 태양광발전 등 다양한 형태로 신재생에너지 설비를 운영하고 있는 선진국에 비교해 매우 낮은 수치다. 일본의 경우 소화가스 발전은 ’84년부터 도입하여 ’05년 기준 26개 처리장에서 운영하여 전체 하수처리장 전력 소비량의 1%를 충당하고 있으며, 가나가와현 북부오니자원화센터는 소화가스 발전시설을 이용, 에너지 자립율이 69% 확보할 정도로 높은 효율성을
자랑하고 있다. 하수열 이용 분야에서도 20개소에서 하수 처리장 관리동 냉난방시스템으로, 6개소에서 지역 냉난방시스템의 열원으로 공급 이용 하고 있으며, 소수력 발전 분야에서는 4개 하수처리시설에서 방류수를 이용한 소수력 발전시설을 운영해 전력 자급율은 0.2% ˜ 13.6%에 이르는 것으로 알려져 있다. 미국의 경우 ’97년 세계에서 처음으로 Yonker 하수처리장에서 소화가스를 연료로 하는 200kW급 연료전지를 설치해 운영 중에 있으며, 워싱턴주 King County 하수처리장은 ’01년부터 1MW급 연료전지를 운영 전력의 15%를 대체하고 있고 하수처리시설 지붕 및 침사지 복개를 통한 태양광발전시설 도입 운영하여 높은 효과를 거두고 있다. 그 밖에 네덜란드, 캐나다 등에서도 소화가스를 이용한 발전시설 운영하여 에너지 효율을 끌어 올리고 있다. ’30년까지 3.5조 투입의 중장기 정첵 수립 이번에 마련한 에너지 자립화 계획은 2030년까지 하수처리시설 에너지 자립율 50% 달성을 목표로, 3단계에 걸쳐 에너지 고효율 설비 도입 지원, 미활용 에너지(소화가스, 소수력, 하수열) 이용 지원, 자연 에너지(풍력, 태양광) 생산 지원 등을 추진할 계획으로 이를 통해 에너지 자립율 100%이상 38개소, 50%이상 85개소, 20%이상 220개소를 구축한다는 방침이다.‘하수처리시설 에너지 자립화 기본계획’의 주요내용은 에너지 절감 대책 추진과 에너지 이용 생산 확대, 에너지 자립화 기반 마련 등으로 구성되어 있는데 환경부는 에너지 자립화 추진을 위해 1단계 2015년까지 5,426억원, 3단계 2030년까지 총 3조 4,666억원이 소요될 예정하고 있으며, 2030년까지 에너지 자립율 50% 달성으로 907GWh/년의 전력대체 및 558, 000CO2톤/년의 온실가스 감축 효과, 연간 510억원의 경제적 효과가 기대될 것 으로 예측하고 있다. 에너지 절감 대책 추진 정책으로는 운영효율 개선을 통한 에너지 절감 추진 방안이 추진되는데 에너지 절감 기술 및 정보를 체계적으로 정리한‘하수처리시설 에너지 절감 가이드북’개발 보급할 계획이다. 하수처리시설 저에너지 고효율 시스템 최적화를 지원하기 위해 최적운전 기술지원 및 교육 실시, 하수처리시설 에너지 소비 산정 예측 프로 그램을 개발한다. 또한 에너지 절감 시스템 구축 시범사업을 적극적으로 추진, 초미세기포 산기장치, 저에너지·고효율의 탈수기, 송풍기, 교반기 등 적용 가능 에너지 고효율 기기 설비 진단 및 적용 모델 개발, 에너지 고효율 기기 설비의 교체 및 도입 시범사업을 내년까지 추진한다. 이밖에 신설 하수처리시설의 에너지
절감 시스템 구축 확대를 위해 저에너지 고효율 설비,기기를 하수도 시설기준 등에 반영하고 하수처리시설에너지 고효율 시스템 적용 모델에 따라 에너지 고효율 기기 설비의 단계적 교체 및 도입 확대 추진하는 에너지 절감 시스템을 구축 확대해 나갈 계획이다. 에너지 이용 생산 확대 정책으로는 선도적 적용이 적합한 지자체를 대상으로 이용 가능 에너지원을 결합한 패키지형 시범사업이 진행되는데 올해부터 수원, 춘천, 마산에 에너지 자립화 시범사업이 본격적으로 추
진된다. 이와 함께 에너지 이용 생산 사업 확대 추진을 위해 ‘하수처리시설 에너지 잠재력 지도’가 올해부터 작성 되는데 이 지도에는 하수처리시설별 이용 가능한 에너지 잠재력의 종류, 양, 지역내 수요자 공급자의 현황 규모 등의 내용이 정리되어 담길 예정이다. 또한 에너지 이용 생산 사업이 확대 추진될 계획으로 시범사업 분석·평가, 에너지 잠재력 지도를 바탕으로 적용기준 및 모델 등을 마련하여 단계별 에너지 이용 생산 사업이 추진된다. 에너지 이용 생산 확대 정책은 하수처리과정 연계 미활용 에너지 이용과 하수처리장 부지 활용 자연 에너지 생산 분야로 나뉘어 진행되는데 이 정책안에는 소화가스, 소수력, 풍력, 태양광 등 다양한 형태의 에너지 생산 방법이 동원된다. 다양한 에너지 회수방법으로 효율 극대화 추진 소화가스 이용 에너지 회수 확대의 방법으로는 소화 가스 발생량이 일일 2,000N㎥ 이상인 기존 소화조 설치 26개소를 대상으로 기준을 정하되 집중적인 소화가스 이용 사업 추진으로 연간 157GWh 이상 전력을 오는 '15년까지 생산한다는 목표이며, 처리용량이 일일 10만톤 이상의 소화조 미설치시설에 대해 소화조 신규 설치를 점차적으로 추진할 계획이다. 소수력 발전 분야에서도 방류수 낙차 2m 이상, 발전
설비 용량 10kW 이상인 7개소에서 소수력 발전도입으로 연간 6GWh 이상의 전력을 오는 '15년까지 생산한다는 목표로, 저낙차 및 관거 유속을 이용하는 마이크로 소수력 발전을 도입할 방침이다. 하수열 이용 확대를 위한 제도 및 기술개발도 꾸준히 활용되는데 단기적으로 히트펌프 설치 확대를 통해 하수열을 관리동 냉난방 시스템 및 소화조 가온용으로 이용 추진되고, 중장기적으로 열수요지가 근접한 처리시설을 중심으로 하수 및 하수처리수를 지역 냉난방 시스템의 열원으로 공급 확대가 검토된다. 또한 강가 및 해안가에 위치한 연평균 풍속 5m/s 이상인 43개소에 풍력 발전기 도입으로 연간 97GWh 이상의 전력을 생산하고, 344개 하수처리시설의 침전지, 생물반응조, 관리동 지붕 등에 태양광 발전을 도입하여 연간 390GWh 이상의 전력을 생산한다는 세부계획을 세워놓고 있다. 에너지 자립화 기반 마련 정책으로는 하수처리시설 에너지 자립화 계획 수립, 에너지 자립화 확대를 위한 관련 제도 개선, 에너지 자립화 관련 R&D 활성화, 에너지 자립화 전문가 포럼 운영, 저탄소 녹색성장 홍보 및 교육 기반 확대 등의 다양한 세부 정책들이 시행된다. 환경부는 하수처리시설 에너지 자립화 시범사업 대상을 공모하여, 부천, 안산, 아산, 군산, 문경시의 5개 하수처리시설을 선정하였는데 지난 1월부터 2월까지 시범사업 대상을 공모한 결과, 22개 시·군이 시범사업 추진을 희망하였으며, 신청서에 대해 시범사업 평가위원회에서 후보 지자체의 추진 역량, 에너지 자립 기여도, 사업 실현 가능성, 선도성 및 모델성 등을 평가하여 5개 지자체를 최종 선정하였다. 에너지 자립화 시범사업은 에너지 다소비 시설인 하수처리시설에 에너지 고효율 설비, 미활용 에너지 이용시설, 자연에너지 생산 시설 등의 설치를 지원하는 사업으로서, 2012년까지 선도적 적용이 적합한 지자체를 대상으로 시범사업을 실시하고 성공모델을 전 하수처리시설에 확대 적용하여, 2030년까지 하수처리시설 에너지 자립율 50% 목표를 달성할 계획이다. 선정된 5개 시범사업 계획의 주요 특징을 살펴보면, 부천시와 군산시는 하수찌꺼기로부터 바이오가스를 생산하여 열병합발전을 통해 전력을 공급하고, 정제과정을 거쳐 처리장내 하수찌꺼기 소각시설 등에 보조연료로 공급할 계획이며, 안산시는 바이오가스 이용 열병합
발전과 더불어 하수처리수의 온도차에너지를 이용하여 인근의 지역난방 보조열원으로 활용할 계획이다. 문경시는 축산 및 음식물폐기물 폐수와 같은 유기성 자원의 연계처리를 통해 바이오가스 생산량을 최대화 하는 계획이 특징적이며, 아산시는 태양광 및 소수력발전 시설이 이미 구축되어 있어 이번에 바이오가스 이용열병합발전 시설이 구축될 경우 하수처리시설에서 이용가능한 에너지 잠재력의 대부분을 이용하는 모델이 될 것으로 예상된다. 환경부는 이번에 선정된 시범사업의 추진을 위하여 2년간 400억원을 지원할 계획이며, 시범사업이 성공적 으로 마무리되면 하수처리시설별로 21%˜59%까지 에너지 자립율이 높아지고, 아울러 31,860MWh/년의 전력대체 및 20,836CO2톤/년의 온실가스 감축 효과, 연간 205억원의 경제적 효과가 기대된다고 밝혔다. 이런 환경부의 에너지 다소비 시설인 하수처리시설에 대한 에너지 효율화 정책을 통해 하수처리시설의 에너지 독립화의 가능여부에 귀취가 모아지고 있는 가운데 선진국 사례의 적극적인 검토와 도입을 통해 그간 에너지 먹는 하마와도 같았던 하수처리시설의 변모를 기대해본다.
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