안녕하세요.
인천 탄소중립 청년 서포터즈
에코커넥트팀의 강희수입니다.
이번에 다룰내용은 친환경 에너지의 일환으로서,
바이오가스에 대한 설명과 더불어
최근 환경부에서 시행한 법령, 그리고
김해시에서 하수처리장에 적용하여
탄소중립을 위해 실천하는 노력에 관한
내용까지 담아보았습니다.
바이오가스란?
바이오가스, 출처: 환경뉴스
바이오 가스는 농업 폐기물, 음식물 쓰레기, 하수 슬러지 등 유기성 폐기물이 미생물에 의해 분해되어 생성되는 가스로, 주로 **메탄(CH4)**과 **이산화탄소(CO2)**로 구성됩니다. 이는 자연적인 생물학적 과정에서 생성되며, 특히 혐기성 소화(산소가 없는 환경에서 이루어지는 미생물 활동)로 생산됩니다.
바이오 가스는 단순한 폐기물 처리에서 그치는 것이 아니라, 환경 친화적 에너지로서 새로운 자원 순환의 가능성을 제시하며 주목받고 있으며 특히 탄소중립과도 관련이 깊답니다.
바이오 가스 vs 바이오 에너지
바이오 가스는 바이오 에너지의 한 형태이지만
두 용어는 특정 의미에서 차이를 갖습니다.
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구분 |
바이오 가스 |
바이오 에너지 |
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정의 |
유기 폐기물을 분해해 생성된 메탄과 이산화탄소로 이루어진 가스 |
바이오매스(목재, 식물 등)에서 생산된 모든 에너지 형태 |
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생산 과정 |
혐기성 소화(산소 없는 환경에서 미생물 분해) |
바이오매스 연소, 발효, 가스화 등 다양한 방법 포함 |
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형태 |
가스 형태 |
전기, 열, 연료 등 다양한 에너지 형태 포함 |
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활용 |
주로 난방, 전기 생산, 연료로 사용 |
바이오 연료(에탄올, 바이오디젤), 발전, 난방 등 광범위 |
바이오 가스의 생성 원리
바이오가스 생성원리, 출처: 한국바이오연료포럼
바이오 가스는 세 가지 주요 단계를 통해 생성됩니다.
가수분해
유기물(탄수화물, 단백질, 지방)이 미생물에 의해 작은 분자로 분해됩니다.
산성 생성
가수분해된 물질이 더 작은 유기산, 알코올, 수소 및 이산화탄소로 변환됩니다.
메탄 생성
메탄 생성균이 유기산과 수소를 메탄과 이산화탄소로 변환하며 바이오 가스가 생성됩니다.
바이오 가스의 활용 방법
바이오가스 이용기술, 출처: 한국바이오연료포럼
바이오 가스는 다양한 분야에서 활용 가능하며, 그 적용은 실생활과 산업 전반으로 확장될 수 있습니다.
가정용 에너지
소규모 바이오 가스 시스템을 설치해 음식물 쓰레기와 가정 폐기물에서 에너지를 생산 주로 요리, 난방 등에 사용할 수 있죠.
농업 분야
농장에서 발생하는 가축 분뇨와 폐기물을 활용해 난방과 전력 생산 생산된 잔여물(바이오슬러지)은 비료로 활용 가능하답니다.
전력 및 난방
바이오 가스를 연소하여 전기를 생산하거나 지역 난방 시스템에 공급. 도시 단위에서 바이오 가스 시설을 통해 지역 폐기물 문제 해결할 수 있도록 합니다.
교통 연료
바이오 가스를 정제해 자동차 연료(CNG 대체)로 사용. 차량 배출가스 감소와 친환경 대체 연료 제공.
산업용 에너지
대규모 산업 공정에서의 에너지 공급. 예를 들어, 발전소 연료 또는 공장의 난방 시스템으로 활용.
바이오가스의 장점과 단점
바이오가스 리포밍, 출처 : 한국바이오연료포럼
장점
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환경 보호
유기 폐기물을 에너지로 전환하며, 메탄이 대기로 방출되는 것을 방지하며 탄소 배출량 감소 및 지속 가능한 에너지 제공할 수 있습니다.
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자원 순환
농업 및 음식물 쓰레기를 에너지와 비료로 재활용하며 이로인해 폐기물 처리 비용 절감에도 영향을 끼칩니다..
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에너지 자급 가능
지역사회에서 독립적으로 에너지를 생산하여 에너지 수입 의존도를 낮출 수 있죠
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다양한 활용성
그외에도 전기, 열, 자동차 연료 등 다방면에 활용 가능하다는 점이 특지입니다.
단점
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초기 설치 비용
바이오 가스 소화조 및 설비 구축에 높은 초기 투자 비용 발생합니다. 이때문에 쉽사리 시작하지 못하는게 상당히 큰 문제이죠
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유지 보수
소화조 관리와 미생물 상태를 유지하기 위한 전문적인 관리 필요합니다.
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가스 품질 문제
메탄 함량이 낮거나 불순물이 포함될 경우 에너지 효율 저하가 생길가능성이 높습니다.
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제한된 원료 공급
폐기물 원료가 일정량 이상 확보되지 않으면 효율적으로 운영하기 어렵기에 인프라가 매우 중요합니다.
바이오가스법과 탄소중립
전북 정읍 바이오가스 처리시설, 출처: 환경뉴스
환경부는 2023년 12월 31일부터 ‘유기성폐자원을 활용한 바이오가스의 생산 및 이용 촉진법(바이오가스법)’의 하위법령을 시행한다고 발표했습니다. 이는 유기성 폐자원을 활용해 바이오가스를 생산하고 이용을 촉진함으로써, 2050년 탄소중립 목표 실현을 위한 중요한 정책 방향성을 제시합니다.
1. 바이오가스 생산 의무 대상
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민간 의무생산자
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돼지 사육두수 2만 5천두 이상인 가축분뇨 배출자.
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국가/지자체 지원을 받은 처리용량 200㎥/일 이상의 가축분뇨 처리시설 운영자.
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연간 1천 톤 이상의 음식물류 폐기물 배출자.
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공공 의무생산자
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유기성폐자원 처리 책임이 있는 전국 지자체.
2. 바이오가스 생산목표율
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공공 의무생산자
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2025년: 50% 시작 → 2045년: 80% 목표.
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민간 의무생산자
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2026년: 10% 시작 → 2050년: 80% 목표.
이는 유기성 폐자원에서 생산 가능한 바이오가스의 최대 생산량 기준으로 설정된 목표 비율입니다.
3. 바이오가스 생산·이용 촉진을 위한 지원
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통합 바이오가스화 시설 지원 확대
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유기성 폐자원을 통합 처리하는 시설에 대한 예산 지원을 2024년 8곳으로 확대(2023년 4곳).
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민간 의무생산자 지원
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바이오가스 생산·이용 시설의 설치·개선·운영비 지원 법적 근거 마련.
4. 과징금 및 생산 목표 달성 유연성
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과징금 부과 기준
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바이오가스 생산목표를 달성하지 못한 경우 과징금 부과.
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유연한 목표 달성
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직접 생산 외에 위탁 생산 또는 타 생산자의 실적 구매를 통해 목표 달성 가능.
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초기 의무생산자의 부담 완화를 위해, 시설 공사 착공 중이거나 일부 설치 지연 시 과징금 감면.
5. 바이오가스센터 및 종합정보시스템 구축
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환경부는 한국환경공단 내 바이오가스센터를 설치하고, 바이오가스 생산·이용 업무를 효율적으로 수행할 예정이구요 2024년부터 2026년까지 바이오가스 종합정보시스템을 단계적으로 구축한다고 합니다.
김해시의 하수처리장과 탄소중립
화목맑은물순환센터, 출처: 김해시
김해시는 2023년, 공공하수처리장을 탄소중립 하수처리장으로 개선하는 사업을 추진하였고 24년 초 모든 설비가 완료되어 본격적으로 탄소중립을 위해 노력하고 있답니다.
화목·장유·진영 3개 처리장에 86억 원(국·도비 90%)을 투입하였었답니다. 하수처리장에서는, 하수찌꺼기를 감량하는 과정에서 발생하는 바이오가스 생산을 늘림과 동시에 슬러지 처리시설의 벙커A 열원을 전량 바이오가스로 대체하여 에너지효율뿐만 아니라 하수찌꺼기를 감량화 할 수 있게 되었답니다.
또 여기에 더해 화목·장유 등 5개 하수처리장 유휴부지에는 50억 원(국비 25억 원)을 들여 총 1,742㎾ 규모 태양광 발전설비까지도 설치가 완료되어 이와 함께 2개 처리장(화목·장유)의 고전력·저효율 노후 기자재를 저전력·고효율 기자재로 전환하는 온실가스 감축설비 지원사업에도 총사업비 54억 원(국비 27억 원)을 투입하였답니다. 이들 3개 사업을 통해 이번 2024년 기준으로 이전대비 연간 4,784톤의 온실가스 감축과 7,000㎿h 소비전력 감소 효과를 기대하고 있다고 합니다.
실제로 현재까지의 자료에 따르면 이전보다 연간 3억 7200만 원 절감하고 있다고 하는데요 온실가스 1t을 줄이면 잣나무 310그루를 심은 것과 같아, 이는 잣나무 52만 2970그루를 심은 효과와 맞먹을 정도라고하니, 국내에서는 가장 탄소중립과 관련하여 눈부신 발전을 하는 곳 중 하나이기도 하답니다.
시는 계속된 온실가스 감축설비 사업을 발굴해 2024년 사업에 도내 지자체 중 유일하게 선정돼 총사업비 10억 1600만 원(국비 4억 6200만 원, 시비 5억 5400만 원)을 확보하는 등 공공기관 참여가 가능해진 2019년부터 2024년까지 매년 한 번도 빠지지 않고 공모에 선정되는 성과까지 낸다고합니다.
이렇듯, 단순히 친환경에너지 이라고만
알고 있었던 바이오가스가 이렇게
탄소중립과 연관이 깊었는 줄은
저도 이번 자료조사 및 글을 작성하면서
알게되었는데요.
점차 김해시의 사례처럼 전국 각지로
바이오가스를 활용하여
탄소중립 목표에 가까워졌으면 하는 바람입니다.
이상으로 글을 마치겠습니다.
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