보도자료 | [연재] ②국내외 바이오가스 생산현황과 이용 세계 바이오가스 생산, 1990년부터 연 10% 이상씩 증가
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작성자 최고관리자 작성일22-06-09 14:01 조회1,047회 댓글0건관련링크
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[연재] ②국내외 바이오가스 생산현황과 이용
세계 바이오가스 생산, 1990년부터 연 10% 이상씩 증가
유럽, 2030년 바이오메탄 30BCM 생산 목표
가정용 생산설비 세계에 5천만개 이상
국내 바이오가스플랜트, 12년 간 3배 증가
올해 서울 포함 전국 4개시 시범사업
연재순서
① 바이오가스 생성 원리와 친환경 효과
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.
출처 : 가스신문(http://www.gasnews.com)
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.
출처 : 가스신문(http://www.gasnews.com)
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