산업혁명 이후 환경파괴라는 페달로 치닫기만 하던 발전 이데올로기에 녹색성장이라는 화두는 최초의 브레이크 역할을 하고 있다.

성장이라는 동전의 한쪽과 녹색이라는 또 다른 한쪽을 한마디로 표현하면 유기물자원화 또는 바이오매스로 집약된다.

인구증가와 고도의 산업사회가 만든 최종부산물이 쓰레기 매립장이라면 쓰레기 매립장에서 메탄가스를 추출, 에너지원으로 이용하는 것은 단순한 재활용의 단계를 넘어선 재창조라 할 수 있다.

유기물자원화와 바이오매스를 이야기할 때 연상되는 것은 ‘휘어진 차원’이다. 자연에서 체득한 자원을 이용하는 과정의 최종 말단인 쓰레기와 천연자원의 시발점인 에너지원이 구부러진 채 만나는 사이클의 접점에는 유기물자원화 또는 바이오매스가 자리하고 있다.

파괴일변도인 종전의 산업화에 종지부를 찍고 새로운 패러다임을 정립하는 동인으로써의 유기성 자원화에 대해 살펴본다.

결과에 대한 안정성 부족이 발전장애

유기성자원화와 관련하여 빼놓을 수 없는 분야의 하나가 혐기성 소화공정이다.

혐기성 소화공정은 상당부분 확립된 기술로써 하수처리 공정 등에 이용되고 있으며 쓰레기 매립지, 늪지, 하천의 퇴적층과 같은 무산소 환경 조건에서 진행되는 생물학적 반응과정이다.

이러한 반응과정에서 메탄균과 같은 각종 미생물이 다양한 유기성물질을 연속적으로 분해하여 에너지 자원의 일종인 메탄이나 이산화탄소가 주성분인 매립지 가스 또는 늪지 가스와 생물학적으로 안정화된 슬러지 등을 생산한다.

바이오가스는 가스 복합발전, 보일러, 가스연료용 냉방기기 연료로 사용된다. 바이오가스를 이용한 복합발전의 경우 열을 활용할 수 있다는 부가적인 이점이 있으며 세계 각국에서는 연료전지 발전연료로써 바이오가스를 활용하는 방법을 연구 중에 있다.

혐기성 소화공정에서 얻어지는 슬러지는 퇴비나 비료로 활용되어 자연 생태계의 순환과정 속에서 바이오 매스를 재생산하는 역할을 담당하며 또한 혐기성 소화공정을 통하여 에너지로서의 메탄생산, 각종 병원성 미생물과 악취저감 효과를 얻을 수 있다.

국내의 하수처리과정이나 악취발생요소에서 혐기성소화조가 별 주목을 받지 못한 이유는 결과물의 안정성이 없다는 것이고 또 다른 이유는 유기성물질에 대한 올바른 이해가 부족해서 생기는 오해에서 비롯된 것이다.

안정성이 없다는 이유는 생물학적인 수치로서의 불확정성이 가장 큰 문제인데 최근 미생물제재를 이용한 보조요인의 발달로 이러한 불확정성은 차츰 안정화의 길을 찾고 있다.

혐기성과 호기성의 주된 차이는 산소의 작용인데, 혐기성소화의 실패요인으로 꼽히는 밀폐, 밀봉의 실패가 혐기성소화의 잠재능력을 저평가시키는 상황이다. 용기의 밀봉정도가 혐기성 소화의 가장 큰 요소 중의 하나임에도 이를 소홀히 한 결과의 책임은 혐기성소화에게 집중되고 있다.

하지만 물리화학적인 방법으로는 비용이 점점 늘어나는 경제적인 문제를 고려하지 않을 수 없고 생태계 순기능적이지 않을 것이라는 일반인식의 한계에 부딪혀 동력을 상실하고 있는 상황이다.

이러한 패러다임의 전환이 생물화학적인 방법으로의 회귀에 힘을 실어주고 있다.

유기성 물질의 자원화를 가장 반기는 분야는 정화·재생 분야이다.
정화·재생 분야는 크게 물로 대변되는 액상계와 흙으로 대변되는 고형계, 악취로 대변되는 기체계, 이 모든 것을 아우르는 복합계로 슬러지 등이 있다.

액상계는 상수, 하수로 다시 구분이 되고 고형계는 토양정화, 고체연료, 퇴비화 등의 분야가 있고 기체계는 악취감소, 바이오가스 등이고 복합계로는 상하수슬러지, 쓰레기매립, 음식물쓰레기 등이 있다.

생물화학적 처리방법에는 혐기성과 호기성으로 나눌 수가 있는데 혐기성은 앞서 말한 성장의 페달을 밟아 가속시키는 것이고 호기성은 ‘슬로우’로 표현되는 자정작용으로 대변된다.

음식쓰레기·슬러지·농업활용화가 화두

유기성 물질의 순환 매커니즘에서 다룰 수 있는 것 중 가장 최근에 이슈되고 있는 분야는 음식물쓰레기와 슬러지 그리고 농업 분야에서의 활용방법일 것이다.

음식물쓰레기의 경우 한국형 분리수거 종량제는 세계적으로도 사례를 찾기 어려울 정도로 잘 꾸며지고 있다. 분리수거의 단계를 넘어 음식물쓰레기의 처리에도 많은 잠재효과가 있다.

상하수도, 하수슬러지, 매립지, 고형연료, 음식물 분쇄기 디스포저, 바이오가스, 도시농업 등 많은 연관 분야가 있다.

슬러지의 경우도 음식물쓰레기, 고형연료, 디스포저, 매립복토, 관거개선, 하수처리장, 퇴비화, 발전용 에너지원 등 산업전반에 절쳐 다양한 상관관계를 구성하고 있다.

농업부문에서는 소극적인 의미로 유기농에서 적극적인 의미로의 유기성농업까지 그리고 음식물쓰레기 비료화, 비료물질의 개발, 도시농업 등 세계경쟁력을 갖추기 위한 다양한 접근이 시도되고 있다.

폐기물 에너지 기술 중 핵심기술로 분류된 것은 4가지(고형연료, 열분해 유화, 가스화, 소각열 회수)이다. 고형연료(RDF·Refuse Derived Feul)는 폐기물을 만들어 석탄대용으로 사용한다.

열분해 유화는 섭씨 400~550℃의 무산소 공간에서 합성가스로 분해 후 액상의 연료 유(油)를 생성하는 기술을 말한다. 가스화는 폐기물을 처리하여 가스를 생산하고 생산된 가스를 이용하여 에너지를 얻는 방법이다.

가스화 처리과정은 생산→정제→생산→잔류물처리로 기술이 나누어진다. 소각열 회수는 소각로에서 처분할 시 발생하는 연소열로 증기 온수 전기와 같이 이용 가능한 에너지로 회수된 모든 형태의 에너지를 포함한다.

유기성 자원화는 협의의 환경분야가 총망라되어 있을 뿐 아니라 마시고 먹고 숨 쉬고 결국 죽어서 땅으로 묻히는 생물의 일생이 고스란히 함축하고 있는 지구상의 모든 작용을 포괄하는 광범위한 분야이다.

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