[KNS뉴스통신=백영대 기자] 환경신기술은, 우수한 기술에 대해 신기술로 평가함으로써 현장 보급을 지원하고 신기술 개발 촉진 및 환경산업 육성을 위한 제도다
버리지 않고 ‘자원화’하는 ‘바이오가스’ 환경기술
한국화학연구원, 청해ENV㈜
전 처리공정을 거친 바이오가스의 메탄 및 이산화탄소를 저온·저압 조건에서 정제 회수하는 4단 분리막 재순환 공정기술
2015년 12월 우리나라를 비롯한 전 세계 195개국이 적극적인 기후변화 대응체제 수립을 위한 최종 합의문을 채택하고, 파리 기후협정이 발효되면서 '신(新)기후체제'가 출범했다.
산업 혁명 이후 지구의 온도가 높아지고 이에 따른 이상기온 현상이 지구를 위협하면서 기후변화 대응이 세계 각 국의 핵심 아젠다로 부각되고 있다.
실제로 미국 양대 과학기구인 국립해양대기청(NOAA)와 항공우주국(NASA)의 발표에 따르면, 지난 해 전 세계 육지와 바다의 평균 온도는 기상관측 사상 가장 뜨거운 해로 기록됐다.
이렇게 점차 뜨거워진 지구는 범지구적인 변화를 일으켜 결국 인류의 삶에 심각한 부작용을 초래할 것이 자명하기 때문이다.
2013년, 우리나라는 온실가스를 총 7억 톤을 배출했고, 미국과 일본 등에 이어 세계 6위를 기록했다. 2030년 온실가스 배출 목표를 5.4억 톤으로 정했는데, 이는 유엔 기후변화협약(UNFCCC)에서 전망한 8.5억 톤 대비 37% 수준이다.
‘2016 산업부문 에너지 사용 및 온실가스 배출량 통계(한국에너지공단)’를 보면 최근 5년간 광업·제조업 분야 온실가스 배출량은 오히려 8% 증가했고, 목표를 달성하는 것은 말처럼 쉽지 않아 보인다.
정부는 친환경 공정 가스 개발 및 냉매 대체, 혁신적 기술 도입 등에 박차를 가해 온실가스를 줄여간다는 방침이다.
작년 8월 환경부·한국환경산업기술원으로부터 신기술 인증을 제504호를 취득한 유기성 폐기물의 혐기성소화를 거친 바이오가스에서 메탄과 이산화탄소를 고순도, 고효율로 분리 회수하는 4단 분리막 바이오가스 정제기술이 그 초석이 될 수 있을 것으로 보인다.
기존에는 음식물쓰레기와 균주를 혼합해 발효시킨 뒤 여기서 나오는 바이오 메탄가스를 직접 발전용으로만 활용해 왔고, 이 경우 온실기체인 이산화탄소를 대량으로 배출하는 문제를 가지고 있다.
이러한 바이오가스내의 메탄과 이산화탄소를 고부가 화학 제품원료나 신재생 천연가스로 활용하기 위해서는 대부분 유럽의 바이오가스 분리정제기술에 의존해야 했기 때문이다.
본 환경신기술은 전처리(탈황, 탈암모니아, 탈실록산, 제습 등)을 거친 바이오가스에서 메탄 및 이산화탄소를 고순도 고회수율로 회수하기 위한 막분리공정이다.
압축기 한 대만을 이용한 단일 압축공정을 거쳐 고선택성 폴리설폰계 기체분리막을 4단으로 설치해 추가적인 압축공정 없이 연속흐름방식으로 재순환하는 저온·저압의 공급가스의 운전조건을 가진 4단 재순환 막분리 공정 기술이다.
특히, 도시가스(LPG)나 천연가스의 주성분은 메탄인데 이 기술을 적용하면 버려지는 음식물 쓰레기 및 축산 분뇨, 하수슬러지 등 유기성 폐기물에서 발생되는 바이오가스로부터 97~98% 순도로 메탄(회수율 92~95%이상)을 생산할 수 있어 도시가스로 바로 활용할 수 있다.
또, 회수된 95% 순도의 이산화탄소(회수율 90~95% 이상)는 탄소자원화 기술을 거쳐 메탄올· 에탄올·올레핀·초산 등의 고부가 청정연료 및 화학제품으로 활용될 수 있어 향후 온실가스 감축에 기여할 것으로 예상된다.
한국화학연구원과 청해ENV㈜가 보유한 이 환경신기술은 2011년부터 2016년까지 환경부 R&D를 수행했고, 현재 파주에 100Nm3/hr 규모의 파일럿 플랜트를 건설해 시범운영 중이다.
현재 인증을 마치고 기술검증을 진행 중인 이 기술은, 독일, 프랑스, 일본 등 일부 기술 선진국이 보유하고 있었던 바이오가스 정제 분리막 공정 기술을 국내 독자 기술로서 기술 자립을 이루고 선진국 수준으로 끌어올렸다는 점에서 의미가 큰 기술이다.
세계 시장을 주도하고 있는 2·3단 막분리 공정 경쟁 기술의 분리막 및 공정기술에 비해 동일한 분리성능에서 가격이 1/3분 정도 낮아 향후 수입 대체 및 수출 효과가 기대된다.
백영대 기자 kanon333@hanmail.net
