바이오 가스 플랜트 | [글로벌 경제] 가축분뇨로 전기를? ‘바이오가스’ 주목 / Kbs뉴스(News) 답을 믿으세요

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세계 움직임 알아보는 시간이죠.
〈글로벌 경제〉 조항리 아나운서와 함께하겠습니다.
어서 오세요.
최근 미세먼지 농도가 다시 높아지면서 걱정하는 분들 참 많은데요.
오늘 주제가 이 미세먼지의 주범, 이산화탄소와 관련이 깊다고요?
[답변]네, 전 세계가 기후 변화에 대처하기 위해 이산화탄소 배출량을 줄이는 데 안간힘을 쓰고 있죠.
디젤 차량 대신 전기나 수소로 가는 친환경 차를 선택하고 있고, 전력 생산 또한 풍력, 태양광 에너지로의 전환을 서두르고 있습니다.
그런데 요즘 미국과 유럽에서 친환경 에너지로 주목받는 주인공이 따로 있다고 합니다.
영상으로 만나보시죠.
미국 캘리포니아주에 있는 한 농장입니다.
우유 생산을 위한 손길이 분주한데요.
이곳을 운영하는 조이 씨는, 지난해부턴 다른 곳에서도 소득을 얻고 있습니다.
가축분뇨와 폐수를 관을 통해 보내기만 하면 된다는데요.
[조이 에어로소/젖소 사육 농민 : \”정말 잘된 일입니다. 지난해 8월부터 가스를 생산해 보내고 있습니다.\”] 공장으로 보내진 가축분뇨 등은 여과 과정을 거쳐 바이오가스로 다시 태어나는데요.
이 바이오가스는 현재 캘리포니아주 전역 주택과 공장에 전력을 공급하는 에너지원 가운데 하납니다.

가축 농가에서 그대로 버려지는 가축분뇨와 폐수가 전기 에너지가 된 거네요?
[답변]그렇습니다.
가축 농가에서 나오는 폐기물뿐 아니라 음식물 쓰레기로도 바이오가스를 만들 수 있는데요.
비밀은 미생물에 있습니다.
화면 보시면요.
유기성 폐기물을 이처럼 커다란 탱크에 모은 뒤, 미생물을 이용해 바이오가스를 뽑아내는 건데요.
차량이나 난방 연료는 물론 전기 에너지로도 바꿔 사용할 수 있습니다.
[미국 천연가스 회사 관계자 : \”바이오 메탄 또는 재생 천연가스는 현재 가스관의 천연가스와 전혀 다르지 않습니다.\”] 바이오가스가 차세대 에너지원으로 주목받으면서, 미국에선 생산량이 꾸준히 증가하는 추센데요.
미 천연가스 최대 생산 업체는 2030년까지 바이오가스 공급량을 20%까지 늘릴 계획입니다.

가축을 기르는 농가에선 그동안 골치였던 폐수를 처리하면서 동시에 돈도 버는 셈인데요.
우리 환경에도 도움이 된다고요?
[답변]네, 전체 온실가스 배출량의 9%를 차지하는 메탄의 경우, 절반가량이 가축에서 발생하고 있죠.
전문가들은 이 바이오가스로 축산농가에서 나오는 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
[샤론 톰킨스/미 천연가스 회사 부사장 : \”에너지로 변환시켜 사용 가능합니다. 기후변화 문제를 해결하는 데 정말 중요한 역할을 할 것으로 기대합니다.\”] 세계 여러 나라가 이미 버스나 자동차에 바이오가스를 연료로 활용하는 것도 같은 이유에선데요.
한 조사에 따르면 바이오가스로 대체할 경우 연간 10만 톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는데, 이는 자동차 2만천 대가 뿜어내는 양과 같습니다.

바이오가스는 특히 유럽에서, 오래전부터 농업 분야에 적극적으로 활용하고 있는 것으로 알고 있는데요, 최근 동향은 어떤지 궁금합니다.
[답변]네, 독일이 가장 대표적인 곳이죠.
현재 독일 전역에 9천 5백여 개의 바이오가스 시설이 있는데, 주로 농업 폐기물을 활용해 전기 에너지로 바꿔 사용하고 있습니다.
전체 전력 용량만 약 6.6GW(기가 와트)에 달합니다.
우크라이나 농가에서도 이 바이오가스가 효자 노릇을 톡톡히 하고 있습니다.
마을에서 기르는 돼지 분뇨를 바이오가스로 만든 뒤 난방에 활용하고 있는 건데요.
덕분에 이곳 주민들은 지난 2년 동안 난방비 한 푼 내지 않고도 따듯한 겨울을 보낼 수 있었다고 합니다.
[바딤 크라코프스키/돼지 사육 농민 : \”바이오가스를 사용하여 부지 난방과 돼지 사육 그리고 곡물을 말립니다.\”] 남은 찌꺼기도 비료로 재활용되는데요.
보통 당근과 사탕무를 재배하는 데 쓰이는데, 마을 주민들의 든든한 겨울철 식량입니다.
[바딤 크라코프스키/돼지 사육 농민 : \”저희 소들이 생산한 것을 밭에도 사용하는 거죠. 천연 비료이기 때문에 품질은 보장할 수 있

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‘탄소 중립’으로 부상하는 「바이오가스 플랜트」 – 축산경제신문

바이오가스 플랜트는 유기성 폐자원을 활용한 에너지순환 생태계 조성 및 농업·농촌 부문의 탄소중립 이행에 기여하고 있다. 규모마다 다르지만 연간 1000 …

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Source: www.chukkyung.co.kr

Date Published: 7/27/2022

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창녕 바이오 가스 플랜트(100톤/일 처리)

<독일 농가형 중옦 바이오가스플랜트>. 독일 : 집중형 16기와 농가형 4,000여기 이상 운영 중. ◇ 바이오가스 젂기를 연갂 7,339 GW 젂기생산,.

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Source: www.keei.re.kr

Date Published: 9/5/2021

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[연재] ②국내외 바이오가스 생산현황과 이용세계 … – 가스신문

<표1>의 전국 바이오가스플랜트 운영 현황을 살펴보면 2020년 기준 시설용량은 67,449톤/일, 처리량은 53,473톤/일로 가동효율이 79.3%이다. 이는 2019년 …

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Source: www.gasnews.com

Date Published: 6/23/2021

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축산분뇨를 이용한 바이오가스 플랜트 – KoreaScience

본 연구에서 수행한 바이오가스 플랜트는 개. 2. 의 혐기소화조로 이루어진 공정으로써 각 혐기소. 화조 사이에. 을 구축하여 충격부 recovery system. 하에 민감한 혐기성 …

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Source: www.koreascience.or.kr

Date Published: 1/20/2021

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바이오 가스 플랜트는 어떻게 운전됩니까? – Weltec Biopower

잔류 물은 고품질 비료로서 이용 될 수 있다. 장점 : 바이오 가스 분뇨는 점도가 낮기 때문에 더 빨리 땅에 침투합니다. 또한, 발효 잔류 물은 종종 더 높은 비료 값을 …

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Source: www.weltec-biopower.kr

Date Published: 6/3/2022

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[보고서]시설물 IoT 기반 바이오가스플랜트 공정 및 안전진단 …

핵심기술시설물 IoT 센서 및 이미지센서 기반 Leakage detection 기술 개발을 통하여 바이오가스플랜트의 공정 및 안전진단 통합 솔루션 제시최종목표○ 시설물 IoT …

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Source: scienceon.kisti.re.kr

Date Published: 9/9/2021

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최동석 본부장 “청양 양돈농가, 바이오가스 플랜트로 분뇨 처리 …

향후 우분 처리 및 바이오차 생산 증설 계획’. 칠성에너지 영농조합 법인은 국내 최초 ‘농가형 바이오가스 플랜트’를 건설한 여양농장의 최명복 대표와 …

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Source: www.pigpeople.net

Date Published: 11/26/2022

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주제에 대한 기사 평가 바이오 가스 플랜트

• Author: KBS News
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• Date Published: 2019. 10. 30.
• Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=XMtYjYybwW0

‘탄소 중립’으로 부상하는 「바이오가스 플랜트」

필요하지만 ‘주민 설득’ 최우선

탈원전 등으로 전기료 인상

인근 주민에 값싼 전기 공급

탄소 배출 억제 효과도 탁월

‘마을단위 에너지 자립’ 가능

수익성 떨어지고 비용은 증가

암모니아 등 부식 속도 빨라

갈수록 개보수 비용 부담 커

혐오시설 오해 유치에 반대

충남 홍성군 결성면 원천마을에 위치한 가축분뇨에너지화 시설. 신재생에너지인 바이오가스 생산으로 부가가치를 창출하고 있다.

[축산경제신문 한정희 기자] 정부가 지난해 12월 10일 ‘2050 탄소중립 비전’을 선언한 이후 신재생에너지에 대한 사회적 관심이 한층 높아졌다. 이에 맞춰 농림축산식품부와 환경부 등 정부는 가축분뇨 바이오에너지시설 관련 법령 및 지침 제·개정, 설치비 지원 등을 추진하고 있다. 그러나 이러한 시설 확대 보급을 위해서는 주민 설득 등 해결해야 할 과제가 산적한 상황이다.

# 탄소배출 억제 효과

정부는 2012년 해양투기가 금지된 △음식물쓰레기 △하수슬러지 △가축분뇨 등 유기성 폐자원을 활용한 재생에너지(바이오가스 플랜트) 정책을 추진하고 있다. 이후 탈원전 등으로 전기료 인상이 예상되면서, 바이오가스 플랜트가 하나의 해결책으로 인식되고 있다.

바이오가스 플랜트는 유기성 폐자원을 활용한 에너지순환 생태계 조성 및 농업·농촌 부문의 탄소중립 이행에 기여하고 있다. 규모마다 다르지만 연간 1000톤에서 3000톤 정도의 탄소배출억제 효과가 있는 것으로 파악된다. 퇴비화와 비교했을 때 온실가스 저감 효과도 있다.

바이오가스 플랜트는 인근 주민에게 저렴하게 전기를 공급할 수 있다. 풍력과 태양광발전은 기상과 일조 변화에 영향을 받지만 바이오가스 플랜트는 보다 안정적인 전력 생산이 가능하다. 메탄(CH4)을 발생시켜 품질 개선 과정을 거치면 도시가스로도 활용 할 수 있다.

이러한 장점을 잘 활용할 경우 농촌지역에 바이오가스 플랜트 보급을 통한 마을단위 에너지자립을 기대할 수 있다. 또 축산 및 원예 등 영농과정에서 필요로 하는 에너지를 저렴하게 공급할 수 있다.

농식품부는 올해 가축분뇨 에너지화 시설을 기존 6개소에서 8개소로 확대하고, 환경부는 20개소 이상의 가축분뇨 처리시설에 바이오에너지화 시설을 도입한다는 계획이다. 전북은 도내 에너지화시설을 통해 돼지 분뇨 발생량의 8.7%인 680m3/일을 처리할 수 있도록 할 계획이다. 이를 위해 공동자원화시설 공모 시 에너지화시설을 우선 신청하도록 했다. 제주도는 가축분뇨와 음식물류 폐기물을 병합해 2025년까지 가축분뇨 350m3/일, 음식물류 폐기물 150m3/일을 병합해 처리하는 시설을 확충할 계획이다.

# 해결 과제들

바이오가스 플랜트의 수익성은 점차 낮아지고 경영 및 유지비는 증가하는 추세다. 시설 확대 보급을 위해서는 대책 마련이 요구된다.

산업통상자원부와 에너지공단은 3년마다 REC(신·재생 에너지 공급 인증서) 가중치를 개편한다. 2012년 신재생에너지공급의무화제도 수립 이후 2014년과 2018년에 개편한 바 있다. 지난 6일 세 번째 개편안을 내놓았다.

발전 용량이 3MW(메가와트) 이상 대규모 태양광과 소규모 수상태양광을 비롯해 해상풍력 등 풍력 전반에 부여하는 가중치를 상향한 반면, 기타 바이오에너지에 포함되는 바이오가스 가중치는 1.0으로 그대로다. 또 REC 가격이 3만 원대까지 하락했고, 계속 하락할 것으로 예상된다.

바이오가스 플랜드는 분뇨에서 발생하는 암모니아 등으로 인해 시설 부식 속도가 빠르다. 시간이 지날수록 개보수 비용이 급증한다. 소화액 수요처를 찾는데 애로사항이 많은 상황으로, 이를 활용할 수 있도록 혐기소화액 비료 사용을 위한 법적 근거가 요구된다.

무엇보다 주민들의 반대와 갈등 해결이 필요하다. 이러한 갈등으로 인해 바이오가스 플랜드 건립 계획이 백지화된 경우도 있다. 시설 유치를 반대하는 가장 큰 이유는 땅값 하락으로 주민들을 합리적으로 설득해 공감대를 이끌어내는 작업이 중요하다. 이러한 해결 과제들에도 불구하고 탄소중립, 전기료 상승 등의 이유로 바이오가스 플랜트 필요는 지속적으로 확대 될 것으로 전망된다.

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[연재] ②국내외 바이오가스 생산현황과 이용세계 바이오가스 생산, 1990년부터 연 10% 이상씩 증가

연재순서 ① 바이오가스 생성 원리와 친환경 효과 ② 국내외 바이오가스 생산 현황과 이용 ③ 바이오가스 적용 사례와 최신 기술

중국 산시성의 바이오가스 플랜트 전경.

[가스신문 = 양인범 기자] 바이오가스는 다른 신재생에너지원(풍력, 태양광 등)에 비해 간단한 설치 및 운영이 가능하다는 장점 때문에 친환경 분야에 많은 투자를 하고 있는 선진국뿐만 아니라, 개발도상국에서도 온실가스 배출을 저감하기 위한 가장 효율적인 기술로 인식되고 있다.

이번 기획에서는 국내외 바이오가스 생산 및 활용 현황과 최신 기술 개발 현황에 대해서 자세히 안내하고자 한다.

유럽, 바이오가스로 가스수요 충당 계획

1990년부터 2015년까지 25년간 전 세계 바이오가스 생산량 증가율은 연평균 12.8%에 달한다. 유럽바이오가스협회(EBA)는 2030년까지 EU 내에서 350억㎥의 바이오메탄을 생산한다는 목표를 발표했다. 이는 현재 유럽 가스 수요의 20% 이상을 차지한다. 유럽의 바이오가스 생산 증대 목표는 결국 에너지 안보와 관련이 있다. 지난 2월말부터 시작된 우크라이나 전쟁 이후 유럽 각국은 러시아로부터의 천연가스 공급 의존에서 벗어나기 위해 에너지 공급 다변화를 꾀하고 있다.

EU의 바이오메탄 생산 목표는 2050년 경 1,000억㎥를 훌쩍 넘기고 EU 전체 가스 수요의 30~50%를 계획하고 있다.

해외에서는 바이오가스 생산을 크게 3가지로 나눠서 보고 있다. 소형 소화(Micro Digesters), 소화 전기 발전, 소화 바이오메탄 생산이 그것이다. 소형 소화 과정은 주로 개발도상국의 시골에서 이뤄진다. 넓은 땅에서 농사를 지으면서 얻는 유기성 폐기물이 주 원료가 된다.

현재 전 세계에는 약 5천만개가 넘는 가정용 바이오가스 생산 설비가 있다. 이 가운데, 4300만개가 중국에 있고, 나머지 490만개는 인도에 있다. 70만개의 바이오가스플랜트가 다른 아시아, 아프리카, 남아메리카 지역에서 쓰이고 있는 것으로 추산된다.

가정용 생산 설비에서 만들어진 바이오가스는 차콜, 화목과 같은 고형 연료를 대신해 취사와 난방에 쓰인다. 누적된 5천만개의 바이오가스 스토브는 전 세계 1억2600만의 인구가 사용하고 있다. 이중 중국이 1억1200만명, 인도가 1천만명을 차지하고 있다. 중국은 2016년에 취사를 위해 1300만㎥의 바이오가스를 생산했고, 인도는 2백만㎥를 생산했다.

바이오가스를 통한 전기 생산 역시 세계적으로 널리 쓰이고 있다. 이것은 CHP(Combined Heat&Power Plant)엔진에서 열을 생산하기 위해 주로 쓰인다. CHP엔진은 어떤 혐기성 소화조에도 연결이 가능하다. 또한 매우 작은 사이즈로 만들 수 있기에 경제적이다. CHP 엔진은 바이오가스를 연료로 쓰면, 전기와 열, 냉기를 모두 생산할 수 있다.

2015년 기준으로 중국에서는 110,448개의 바이오가스 시스템이 운영 중이며, 이 가운데 6,972개가 대형 스케일이다. 유럽은 2017년 기준 17,783개의 10.5GW규모의 플랜트가 설치되어 있다. 독일은 10,971개 플랜트를 운영해 가장 많은 비율을 차지하며, 이탈리아가 1,655개, 프랑스가 742개, 스위스가 632개, 영국이 613개를 운영 중이다. 미국에서는 2,200개의 혐기성 소화조가 설치되어 977MW의 전력을 생산하고 있다.

인도에서는 약 300MW의 전력을 생산하는 것으로 추정되고, 캐나다는 180개의 소화조에서 196MW의 전기를 생산한다. 소형, 중형, 대형 스케일의 소화조는 전 세계에서 약 132,000개가 운영 중에 있다.

<그림1>은 IRENA(International Renewable Energy Agency)의 바이오에너지 통계 자료로, 2010년부터 2020년까지 전 세계 바이오가스 발전량이 증가하고 있음을 나타낸다.

중국은 19세기 말엽 남서 해안 지역에서 소화조를 이용해 바이오가스를 처음 생산하기 시작했고, 1920년에는 타이완에서 최초의 수압 바이오가스 소화조를 만들었다.

중국 정부는 1970년대부터 농촌 지역의 에너지 부족을 해결하기 위해 국가적으로 장기 개발 계획을 세웠다. 2003년부터 중국 정부는 국가채무 지원 프로그램을 통해 바이오가스와 농업 플랜트에 대해 직접 지원을 시작했다. 이는 2003~2005년 10억 위안에서 2006~2007년 25억 위안으로 2배 이상 증가했으며, 2006년 중국의 신재생 에너지법이 통과된 후 바이오가스 엔지니어링 프로젝트에 대한 관심이 증가했다.

중국 내의 바이오가스 지원은 2010년 50억 위안에 이르렀으며, 2003년 1,100만명에서 2013년 4,300만명으로 21세기 첫 10년간 바이오가스 사용자들이 급격히 증가했다. 이는 2003년 2,300개에서 2013년 약 1만개로 바이오가스 엔지니어링 프로젝트 수가 증가한데 따른 것이다.

2009년부터 중국은 바이오가스 프로젝트 전체 비용의 25~45%를 지원하고 중국 중서부 지역의 프로젝트에 많은 자금을 할당해 기술 지원을 강화하고 있다. 발전소의 발전 촉진을 위해 공급 관세와 유사한 정책이 수립되었으며, 바이오가스 생산 및 활용 효율성 개선을 위해 현지 서비스 시스템이 구축되었다.

유럽과는 달리 중국 바이오가스 플랜트의 경제적 가치의 약 3분의 2는 유기 비료에서 나오며, 에너지 생산의 3분의 1에 달한다. 중국정부는 현재 재생에너지 성장을 촉진하고 물과 대기질 개선을 위해 농업플랜트의 대규모 배치를 추진하고 있다.

국내 바이오가스 미활용 비율 16.8%

국내에서는 유기성폐기물을 주 원료로 바이오가스화 플랜트를 가동하고 있다.

유기성 폐기물로부터의 바이오가스 생산은 폐기물의 처리와 동시에 에너지를 생산할 수 있는 친환경적 장점 때문에 2008년 38개소에 불과했던 바이오가스 시설이 2013년 61개소, 2020년 110개소로 지속적인 증가를 보이고 있다.

또한, 2019년 아프리카 돼지열병의 발병에 따라 음식물쓰레기의 습식사료화가 전면 금지되면서, 이에 대한 대안으로 바이오가스화 처리는 더 늘어날 것으로 예측되고 있다.

<표1>의 전국 바이오가스플랜트 운영 현황을 살펴보면 2020년 기준 시설용량은 67,449톤/일, 처리량은 53,473톤/일로 가동효율이 79.3%이다.

이는 2019년 시설용량 64,436톤/일, 처리량 61,079톤/일, 가동효율 94.8%에서 가동효율이 상당히 감소한 수치다. 환경부의 2020년 통계에 따르면 처리 실적은 19,519천톤/년으로, 2019년 22,295천톤/년 대비 2,776천톤 감소한 것이다.

이러한 가동효율 감소는 2019년 대비 2020년 2개 시설의 하수슬러지 처리량이 다량 감소한 것이 원인이다.

또한, 음식물류폐기물과 가축분뇨의 가동효율은 각각 56.3%, 45.7%로 전체 가동효율 81.8% 대비 현저히 낮은 것으로 나타나고 있다. <표2>를 살펴보면, 국내 바이오가스 생산·이용 현황은 2008년을 시작으로 급격하게 증가한 것을 확인할 수 있다. 이 가운데, 가장 높은 비중을 차지하는 것은 바이오가스를 생산해 외부에 공급하는 것이 27.6%, 자체 이용이 31.4%다.

바이오가스 생산에서 여전히 문제가 되는 것은 미활용가스(잉여가스)의 발생인데, 상기 표에서 보듯이 2020년 기준 미활용가스는 60,714천㎥/년으로 전체 생산량의 약 16.5%에 해당한다. 미활용가스는 기존에도 지속적으로 발생했는데 계절적 또는 기술적인 원인으로 바이오가스 소화조가 불규칙하게 운영되거나 활용처가 없을 경우에 연소해 처리했다.

환경부는 올해 2월 14일 음식물류폐기물, 가축분뇨, 하수찌꺼기 등 유기성 폐자원을 이용하는, ‘통합 바이오가스화 시설’에 대한 시범사업 대상 지자체로 서울, 순천, 구미, 청주 등 4곳의 도시를 선정했다.

이번에 선정된 시범사업 설비가 2026년에 완공될 경우 하루 1,660톤의 유기성 폐자원을 처리할 수 있으며, 하루 약 14만N㎥의 바이오가스를 생산할 수 있다. 이는 약 9만 2천 가구가 도시가스로 사용할 수 있는 분량이다.

환경부는 앞으로 현재 110곳인 바이오가스화 생산시설을 2030년까지 150곳 이상으로 확대할 예정이다.

How does a biogas plant work?

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[보고서]시설물 IoT 기반 바이오가스플랜트 공정 및 안전진단 통합 솔루션 개발

초록

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핵심기술

시설물 IoT 센서 및 이미지센서 기반 Leakage detection 기술 개발을 통하여 바이오가스플랜트의 공정 및 안전진단 통합 솔루션 제시

최종목표

○ 시설물 IoT 센서 기반 Leakage De…

핵심기술

시설물 IoT 센서 및 이미지센서 기반 Leakage detection 기술 개발을 통하여 바이오가스플랜트의 공정 및 안전진단 통합 솔루션 제시

최종목표

○ 시설물 IoT 센서 기반 Leakage Detection과 카메라(이미지센서) 기반 시설물 보안 및 Leakage Detection 기술 개발을 통하여 바이오가스 플랜트의 Leakage Detection 데이터를 수집/분석/시각화 기술을 개발하여 공정 및 안전진단 통합 솔루션을 제시

○ 시설물 IoT용 융복합 통신 솔루션(LoRa/WiFi/ZigBee 등) 기반의 바이오가스 플랜트 제어 알고리즘 개발을 통해 유입원료 및 Biogas 생산 수율 관측에 따른 Leakage Detection 기술 개발과 최적 제어 운영 및 안전 제어 시스템, 원격 제어 기술 개발

개발내용 및 결과

○ 시설물 IoT 센서 기반 Leakage Detection 기술 개발

– 효율적인 Leakage 위치 데이터 전송을 위한 프로토콜 개발 및 이미지 센서 기반 시설물 보안 및 액상 Leakage Detection 기술을 개발하였음. Leakage Detection 데이터를 수집 및 분석하고 이를 시각화함.

○ 바이오가스 플랜트 통합 안전관리 운영 시스템 구축

– 바이오가스 플랜트 제어 알고리즘 개발을 통해 유입 원료 및 바이오가스 생산 수율을 관측하고 시설물 IoT 센서 원격 제어기술을 개발하여 바이오가스 플랜트의 전반적인 제어 기술을 개발함. 또한, 이미지 센서 기반 시설물 보안을 위한 영상 모니터링 기술 개발을 통해 바이오가스 플랜트 내 통합적인 안전관리 운영 시스템을 구축함.

○ 상황진단 및 공정제어 Test-bed 구축

– 상호 유기적인 Test-bed 구축을 위한 통합 안전관리 운영 시스템 도입을 통하여 실험실 규모의 관련 기술 시스템의 핵심 성능을 평가함. 또한 Test-bed 운영을 통해 사업화 요소 및 기술개발 검증 Test 수행함.

기술개발배경

최근 신재생에너지에 대한 정책이 강화됨에 따라 바이오가스를 생산하는 혐기성소화 기술의 수요가 증가함에 따라 바이오가스 플랜트의 수요도 증가하게 됨. 또한 악취 및 공중보건위생상의 문제로 혐오시설로 인식되는 플랜트를 지하화하고 상부 부지를 공원으로 조성함에 따라 지역 주민들에게 녹지 공간 제공 및 휴식·교육·문화공간으로 활용하는 추세임. 그러나 노후화된 시설 및 안전관리의 미흡으로 인하여 가스 누출 및 폭발사고 등 안전사고가 발생하고 있으며, 사고에 대한 수동적인 대응으로 인해 대처가 늦어지는 현상이 발생함. 따라서, 이러한 안전사고를 예방하고 사고발생 시 빠른 대응을 위하여, 인공지능 자동제어를 이용하여 실시간 모니터링을 통해 공정의 누수·누출을 감시하고 사고 발생 시 즉각적인 대응을 하기 위해 본 과제를 수행함

핵심개발기술의 의의

바이오가스플랜트 시설물 내 안전진단 솔루션 개발기술은 현재 전무한 실정이며, 안전진단 및 제어에 대한 국가의 규제 및 가이드라인 또한 제시되어 있지 않은 실정임. 본 연구개발을 통해 개발된 기술은 IT분야, 바이오분야, 시설물 건설분야, 하수처리 분야 등 다양하게 적용될 수 있음. 또한 MOU 기업과의 협업을 통해 IT 및 바이오, 건설 등 다양한 분야와의 융복합이 가능할 것으로 판단됨. 핵심 요소기술을 도출하여 국내 융합 기술의 시장을 확보하고, 해외 기업과의 주기적인 기술교류 및 설명회 등 해외 시장 진출을 위한 발판 마련을 통해 다양한 기업과의 사업화 연계활동을 추진 중에 있음. 현재 안전진단 솔루션 기술을 기반으로 우즈베키스탄 현지에 기술 적용을 위한 테스트를 진행하였으며, 현지 개발기술의 인프라 확장을 통해 사업화 추진을 지속할 예정임.

적용분야

○ 바이오가스 플랜트 안전진단 및 공정 제어 분야

○ 하폐수처리장 및 소각장 등 환경기초시설의 안전진단 및 통합관리 제어 시스템 분야

○ 지하화 시설 및 유독가스 배출시설의 안전관리 분야

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

최동석 본부장 “청양 양돈농가, 바이오가스 플랜트로 분뇨 처리 걱정없다”

칠성에너지 영농조합 법인은 국내 최초 ‘농가형 바이오가스 플랜트’를 건설한 여양농장의 최명복 대표와 청양군 양돈농가들이 만들었습니다. 현재는 여양농장의 2세 최동석 본부장이 맡아서 운영하고 있습니다. 자체적으로 축산분뇨를 해결하는 칠성에너지 영농조합의 성공 사례는 미래 지속가능한 축산의 대안으로 집중 조명되고 있습니다.

양돈농가들로부터 충남 청양에 있는 칠성에너지 영농조합법인(이하 칠성에너지)에 가보라는 취재 요청이 이어졌습니다. 한 양돈농가는 “국내에 여러 바이오가스 플랜트가 있지만, 퇴액비를 잘 만들지 못한다”라며 “칠성에너지는 에너지뿐만 아니라 퇴액비도 잘 만든다”라고 귀띔해 주기도 했습니다.

칠성에너지는 기자에게도 구면인 곳입니다. 3년 전 환경단체 회원들과 동행하여 칠성에너지를 취재한 바있습니다(관련 기사). 허허벌판에 위치한 바이오가스 플랜트를 처음 보고 느꼈던 생소함은 지금까지도 뇌리에 강하게 남아 있습니다.

9월 첫 주 어느 날 두 번째 칠성에너지 방문에서 가장 먼저 눈에 들어온 것은 칠성에너지 진입로 입구에 서있는 비석이었습니다. ‘증. 주민 일동’ 인근 주민들이 감사의 표시로 만들어주었다는 사실은 나중에 알게 되었습니다.

비석이 신기해 사진을 찍는 사이 ‘칠성에너지’라고 적힌 분뇨수송차량이 지나갔습니다. 차량을 뒤따라가니 이내 넓은 들판에 빼곡히 자란 이름 모를 작물의 풍광이 펼쳐졌습니다. 그 사이로 낯익은 건물이 나타났습니다.

칠성에너지 ‘최동석 본부장’이 반갑게 맞아 주었습니다. 반가운 인사를 마치자마자 궁금함을 참지 못하고, 작물의 이름을 물었습니다. 최 본부장은 ‘수단그라스’라는 조사료라고 알려주었습니다.

3년 전 황폐한 화성에 서있는 우주 기지 같던 칠성에너지는 지금은 광활한 들판을 조사료로 꽉 채우고 풍요롭게 반짝거렸습니다. 칠성에너지를 둘러보며 최 본부장과의 일문일답을 이어갔습니다.

항상 바쁘신 것 같은데 현재 맡고 있는 일은 무엇인가요?

6,000두 규모의 개인 농장(여양농장)과 칠성에너지를 운영하고 있습니다. 외부에서 맡은 직함은 대통령 직속 농어업·농어촌특별위원회(이하 농특위) 간사, 농식품부 농업정책자문기구인 농업정책포럼 환경에너지분과 간사, 한국바이오가스 협회 부회장 등을 맡고 있습니다.

외부 활동을 활발히 하시는 것 같은데 특별한 이유라도 있나요?

양돈산업의 모든 문제가 그렇듯 바이오가스 플랜트 또한 녹록지 않습니다. 수익을 떠나서 제도적으로 밑받침되어있지 않다보니 운영하기 어려운 구조입니다. 이러한 문제를 해결하기위해 농특위에서 활동 중입니다. 전망은 밝다고 생각합니다.

바이오가스 플랜트 1세대로 알고 있는데 관심을 가지게 된 계기가 있었나요?

여양농장과 칠성에너지에 각각 바이오가스 플랜트가 있습니다. 여양농장에 있는 농가형 플랜트는 2005년에 연구과제로 선정되어 2007년에 준공되었습니다. 제가 고등학생일 때 일로 부친(최명복 대표)께서 초석을 다졌다고 할 수 있습니다.

80~90년대에 선진국 농업 기술을 배우기 위한 해외 연수가 많았는데 부친께서 독일 바이오가스 플랜트를 보고 미래 한국에도 필요하겠다는 생각을 하셨다고 합니다. 시설 비용이 너무 많이 들어 여러 기업을 찾아다니다가 신재생 에너지 전문업체인 ‘유니슨’과 정부(산업통상자원부) 과제를 만들어 국내 최초로 만들게 되었습니다.

칠성에너지는 어떻게 설립되었나요?

칠성에너지는 2009년 5인의 조합원으로 액비유통센터 법인으로 출발했습니다. 2014년에는 청양군의 양돈농가를 조합원으로 하여 공동자원화시설을 준공하였고, 2017년 에너지화 시설까지 설치해 오늘날의 모습이 되었습니다. 현재는 최초 축산환경전문컨설턴트 및 공무원 교육 시설로 등록되어 있습니다.

칠성에너지 설계에도 참여하신 것으로 아는데 칠성에너지 만의 장점이 있다면…

독일 농업연구소에서 1년간 바이오가스 플랜트에 대한 교육을 받았습니다. 그 이후에도 지속적으로 공부를 하다보니 설계에도 참여하게 되었습니다. 칠성에너지의 장점이라고 하면 시설의 효율성이 높다고 생각합니다.

청양지역 양돈농가들은 어떻게 분뇨를 처리하나요?

청양군 농가들은 정화방류 농가가 하나도 없습니다. 33여 농가 모두 바이오가스 플랜트에서 일괄 처리하고 있습니다. 청양군 모든 양돈농가들은 칠성에너지의 조합원입니다.

농장에서 분뇨를 처리하기 위해 따로 연락하는 일은 없습니다. 칠성에너지에서 각 농장별 분뇨 생산량을 알기 때문에 정기적으로 분뇨수송차량을 통해 분뇨를 운반해오고 있습니다.

칠성 에너지의 일일 처리량과 수익은 어떻게 되나요?

일일 평균 처리량이 250톤입니다. 가축분뇨가 200톤, 음식폐기물이 50톤입니다. 직원은 저 포함 16명이며, 25톤 차량 6대와 크레인, 200마력 트렉터 등 장비도 많이 구비하고 있습니다.

연 매출은 45억 원 정도 나오는데 수익 전부를 퇴액비 홍보와 시설 투자 등에 쓰고 있습니다. 퇴액비를 이용하는 농가에게는 드론 방제를 무상으로 해 주는데 일년에 1억 원 정도 듭니다. 또한, 지역 신문을 통해 홍보하기도 하고, 팜플렛, 달력 등 홍보물을 제작·배포하기도 합니다.

특별히 지역 홍보에 힘쓰는 이유가 있나요?

사실 분뇨를 에너지화하는 것보다 지역 내에 퇴액비로 얼마나 잘 자원화하느냐가 더 중요합니다. 이 때문에 가축 분뇨에 대한 오해를 불식시키고, 경종농가와 상생하며 좋은 이웃이 되기 위해 특별히 힘을 쏟고 있습니다.

노력한 결과는 있었나요?

오랫동안 청양에서 살았기 때문에 주민들과 기본 신뢰 관계가 있습니다. 청양군 경종농가들이 칠성에너지에서 생산한 퇴액비를 잘 받아주고 있습니다. 바이오가스 플랜트의 기술적인 면보다 더 우선해야 할 부분은 지역 주민을 얼마나 잘 이해시키느냐입니다. 회사의 수익과도 관계가 있습니다.

기존 공동자원화시설에 비해 바이오가스 플랜트의 장점은 무엇인가요?

사람마다 생각이 다르겠지만, 제 경험으로 보면 바이오가스 플랜트에서 먼저 전처리로 가스를 통한 에너지 회수를 하면 농도가 낮아져서 액비 만드는데도 훨씬 수월해집니다.

또, 다른 면으로 바이오가스 플랜트는 시설이 자체적으로 수익이 나면서 스스로 운영이 되는데 반해, 공동자원화 시설은 계속적으로 세금이 들어가야 합니다. 음식 폐기물 반입 비용이 높기 때문에 바이오가스 플랜트에서 수익이 많이 나면 양돈 분뇨 반입 비용도 낮출 수 있는 여지가 생기기도 합니다.

청양군에서 바이오가스 플랜트에 대한 평가는 어떠한가요?

농가에서 분뇨가 생기면 빨리빨리 칠성에너지로 옮겨와 처리하기 때문에 관내 냄새로 인한 민원이 많이 줄었다는 평가가 있습니다. 담당 공무원의 말에 따르면 민원이 10분의 1로 줄었다고 합니다.

바이오가스 플랜트를 운영하면서 어려운 점은 무엇인가요?

분뇨가 한 달만 쌓여도 7천 500톤입니다. 농지에 작물이 심어져 있을 때 칠성에너지는 비수기입니다. 그래서 이런 때를 대비해서 주변 농지를 구입해 수단그라스 등의 조사료를 키우며, 자체적으로 퇴액비를 뿌릴 수 있도록 했습니다. 매출액 대비 인력이 많이 필요한 것도 어려움입니다.

앞으로 계획이 있다면…

우분도 처리하고, 나아가 바이오차(Biochar)를 만드는 등의 증축 계획을 갖고 있습니다. 관내 우분 역시 큰 골칫거리입니다. 바이오차는 비료는 아니지만 지력을 높이는 숯과 같은 토양 개량제입니다. 처리하고 남은 돈분과 우분 등을 바이오차로 만들어서 자원화하는 것을 검토하고 있습니다. 아직까지 고형연료는 해결해야 할 문제가 많아서 고형연료보다는 수월한 바이오차로 나가는 것이 좋다고 생각합니다.

이근선 기자([email protected])

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