바이오가스?

바이오가스?

바이오가스란, 가축 분뇨나 생활쓰레기등의 바이오매스(biomass; 유기물)를 메탄발효시킴으로써 얻을 수 있는 가스이며, 주로 메탄(CH4：약60%)과 이산화탄소(CO2：약40%)로 구성된다.

원료로는 다양한 유기성 폐기물(가축 분뇨, 가정·식품 산업에서 발생하는 음식물쓰레기, 식품 산업에서 발생하는 유기성잔차, 하수오니 등)을 이용할 수 있지만, 가축분뇨의 유효 활용 방법 중 하나로 주목받고 있다.

메탄 발효 후 남는 원료를 소화액이라고 하는데, 소화액에는 비료 성분이 남아 있기 때문에 액체 비료(액비) 혹은 퇴비로 이용할 수 있다.


바이오가스를 생성시키는 설비를 바이오가스플랜트라고 한다. 바이오가스플랜트에는 여러가지 유형이 있다.

첫 번째 유형은 가축분뇨만을 원료로 하는 경우이다. 일본의 대부분의 바이오가스플랜트는 이 유형에 속한다.


두 번째 유형은 음식물쓰레기를 원료로 하는 경우이다. 최근 일본에서는 "식품리사이클법(식품순환자원의재생이용등촉진에관한법률)"이 시행되면서 음식물쓰레기를 원료로 바이오가스를 생성시키는 경우가 있는데 이것이 이 유형에 속한다.


세 번째 유형은 가축분뇨와 음식물쓰레기등의 유기성폐기물을 원료로 하는 경우이다. 가축분뇨와 유기성폐기물을 혼합하여 발효시키는 것의 가장 큰 이점은 가축분뇨만을 원료로 하는 경우보다 더 많은 바이오가스를 생성시킬 수 있다는 점이다. 대부분의 덴마크 및 독일의 바이오가스플랜트는 이 유형에 속한다. 유기성폐기물뿐만 아니라 하수오니를 원료로 하는 경우(독일의 라데베르그플랜트)도 있다. 이 유형의 경우 유기성폐기물에 대한 위생처리기준을 정할 필요가 있다.

네 번째 유형은 바이오가스를 획득하면서 동시에 비료성분인 질소, 인, 가리를 추출하는 경우이다. 덴마크의 브란드스트롭플랜트는 이 유형에 속한다. 이와같이 바이오가스 플랜트는 여러 가지 옵션이 있고, 필요에 따라 옵션을 선택할 수 있다는 점이 특징이다.

그리고 바이오가스의 활용방법도 바이오가스 플랜트안에 CHP(Combined Heat & Power) 또는 발전기를 설치하여 바이오가스를 연소시켜 발전(폐열을 회수)함으로써 전기와 열을 얻어 플랜트에서 자급하거나 판매하여 수익을 획득할 수도 있고, 바이오가스를 지역난방회사등에 판매하여 수익을 획득할 수도 있다.

덴마크의 경우 정책적으로 지역난방회사의 원료를 천연가스에서 바이오가스로 전환하고 있는 가운데, 조사한 바이오가스플랜트는 바이오가스를 지역난방회사등에 판매하여 수익을 획득하고 있다.

 

바이오가스 이용의 장단점

<장점>

메탄을 에너지원으로 이용: 바이오가스의 발열량은, 약5,500kcal/m3이며, 도시가스 5A규격에 해당한다. 바이오가스를 연소시킴으로써, 전기와 열을 얻을 수 있다. 그리고 스웨덴에서는 바이오가스를 자동차 연료로 이용하고 있다.
지구 온난화 가스 삭감: 메탄 발효의 경우, 밀폐된 발효조 안에서 발효하기 때문에, 메탄을 대기중에 방출하지 않는다. 그리고 메탄을 에너지원으로 이용함으로써, 화석연료의 소비를 삭감할 수가 있으며, 화석연료의 연소 과정에서 발생하는 지구 온난화 가스를 삭감할 수 있다.
유기성 자원의 순환적 이용: 소화액은 분뇨원액에 비해 성분이 안정되어 있고, 취급이나 살포가 용이하다. 그리고 고온 발효(50~60℃)의 경우, 잡초 종자나 병원균이 박멸되기 때문에 안전한 비료로서 사용할 수 있다.
악취 확산 방지: 소화액을 살포할 때 냄새가 거의 나지 않기 때문에 일반 시민들로부터 불평이 감소한다.
수질오염의 방지: 가축 분뇨의 농지환원이 적정하게 실시됨으로써, 수질 오염을 방지할 수 있다.
<단점>

소화액 처리 필요: 메탄 발효후 남은 원료를 소화액이라고 하며, 소화액의 절대량은 원료 투입량과 거의 동일하기 때문에 소화액을 처리할 필요가 있다. 처리방법으로는 농지에 환원하거나 하수종말처리하는 방법이 있다. 소화액에는 비료 성분이 남아있어서 화학비료를 대체할 수 있지만 소화액을 살포할 농지를 확보하는 것이 관건이다. 그리고 하수종말처리할 경우 비용이 수반되는 문제가 존재한다