K-eco,바이오가스 활용 '청정수소' 생산 추진
송옥주, 임이자 의원 바이오가스 촉진법 발의
프리미엄 수소원산지 인증화 바짝 다가갈 수
한국환경공단 난지 통합 바이오가스화 추진중
[환경데일리 김영민 기자]음식물류폐기물(음폐수), 가축분뇨, 하수슬러지의 새로운 패러다임인 그린수소 생산의 주원료화가 한 발짝 다가왔다.
환경부는 유기성 폐자원 처리 문제를 해결하고 에너지로 재활용하는 바이오가스화 확대에 구체화되고 있다.
21년 6월과 9월 송옥주 민주당 의원과 임이자 국민의힘 의원이 유기성 폐자원을 활용한 바이오가스의 생산 및 이용 촉진법안을 대표 발의했다. 환경부는 유기성 폐자원의 통합 바이오가스화 처리를 통해 2050 탄소중립 이행 촉진 및 신재생에너지 생산 기반 구축하는 촉매역할이 됐다.
현재 대상시설은 음식물류폐기물, 가축분뇨, 하수찌꺼기, 분뇨, 기타(동식물성잔재물 등) 유기성 폐자원을 2종 이상 통합해 바이오가스화 처리 시설을 구축하고 있다.
환경부는 현대자동차, 고등기술연구원, 한국환경공단(K-eco)과 청주시 하수처리장에서 발생한 바이오가스를 활용해 청정수소를 생산하는 시설 설치사업에 대한 업무협약을 21일 서면으로 체결한다.
바이오가스 생산과정에서 발생한 CO2는 생물기원으로 온실가스 배출량 산정 제외한다. 이번 총사업비는 100억원(국고보조율 50%)이 투입된다. 사업 기간은 2023년부터 24년까지다. 이곳 시설 용량은 하루 수소 500kg을 생산 예정이다. 이번 협약은 3월 21일 민간보조 사업자로 선정된 현대자동차(청주시 소유 하수처리장)와 고등기술연구원, 한국환경공단, 환경부 등 관련 기관 간 역할과 책임을 정하기 위해 마련됐다.
해당 청정수소 생산시설 설치사업은 하수찌꺼기 등 유기성 폐자원에서 발생한 일일 4000Nm3의 바이오가스에 대해 메탄(CH4) 비중(60% → 95%이상)을 높이고, 하루 500kg(넥쏘 100대 충전 가능)의 청정수소를 생산하는 것이다.
지역 내 공급하는 바이오가스를 활용해 청정수소를 생산하는 이번 설치사업은 올해 하반기에 시설 설계를 시작으로 2024년까지 시설을 준공하고 2025년부터 청정수소를 생산할 계획이다. 바이오가스인 메탄(CH4) + 수증기(2H2O)를 통해 청정수소(4H2)와 생물기원 이산화탄소(CO2)를 뽑아낸다.
환경부는 청주시 하수처리장 이외에도 보령시 축산분뇨처리장에서 발생한 '바이오가스 활용 청정수소 생산시설 설치사업'을 2024년 준공, 2025년 수소 생산을 목표로 추진 중에 있다. 이 사업비는 120억원(국고보조율 70%), 사업기간은 24년까지, 시설용량은 하루 수소 500kg 생산한다.
고등기술연구원 송형운 박사는 "국내 바이오가스시설은 110개소로 재생에너지 기반 그린수소 생산 조건을 갖췄다."며 "그린수소 생산량은 연간 약 13만톤 생산이 가능하다."고 말했다.
고등기술원이 밝힌 수소생산 설계를 보면 바이오가스 이용 듀얼압력 수소 공급이 가능한 수소융복합충전소 구축 및 실증이 곧 마무리할 예정이다. 하루 500kg의 수소(H2) 생산을 위한 통합공정 시스템 엔지니어링을 통해 700bar 수소버스(차) 충전서비스와 450bar 튜브트레일러 수소공급 시스템 구축한다는 로드맵을 마쳤다.
수소융복합충전소 가동율 90% 및 실증운전 60일(1500hr) 이상 가동할 수 있게 하고, 이를 통해 최종 수소판매가격 kg당 7000원으로 부생수소 가격 경쟁과 함께 실증 자립화도 정착할 방침이다.
K-eco 관계자는 "충남 서산시에서 나오는 유기성폐자원을 안정적으로 처리하고, 처리과정에서 발생하는 부산물(바이오가스, 탈수찌꺼기)을 자원으로 활용할 수 있는 친환경적인 환경기초시설 설치를 구축했다."며 "이 프로젝트에는 환경부 유역총량과, 폐자원에너지과, 생활하수과와 함께 진행했다."고 말했다.
서산시에 이어 한국환경공단은 서울(난지) 통합 바이오가스화 시설을 26년까지 추진중이다. 사업규모는 하루 350톤(음식물류폐기물 300, 농축분뇨 50) 처리해 바이오가스 생산량은 하루 약 45,000 N㎥ 정도다.
이 사업의 기대효과에 대해 환경공단측은 공공처리로 민간위탁 처리 대비 처리비 절감과 최종부산물 판매를 통한 경제적 이익, 처리시설 지하화로 악취 감소, 음폐수 연계 처리를 통한 수계오염부하 저감까지 일석사조의 효과를 얻을 수 있게 된다고 밝혔다.
난지외도 전남 순천시, 청주시, 창원시-전주시(바이오가스 수소개질화), 구미시도 동시에 시범사업화되고 있다.
K-eco 환경공단 환경에너지시범시설처는 순도 95%이상의 메탄가스를 원료로 촉매반응기를 거쳐 순도 99.995% 이상의 수소를 추출하는 설비, 바이오가스를 이용한 고순도 메탄가스의 용량을 고려해 설계에 반영했다."면서 "향후 그린수소에서부터 그레이수소, 블루수소까지 프리미엄 수소원산지에서 대한민국의 인증화에 바짝 다가갈 수 있겠다."고 강조했다.
박연재 환경부 대기환경정책관은 "수송부문 탄소중립을 달성하기 위해서는 청정수소의 안정적 공급이 중요하다."며, "바이오가스를 활용한 지역자립형 청정수소 생산사업을 지속적으로 확대할 계획"이라고 말했다.
