독일 뮌헨의 축산 농가에서 부업으로 운영하는 바이오가스 발전소

우리나라는 에너지자원의 95% 이상을 해외에서 수입해서 사용하고 있다. 따라서 해외 석유가격이 국내 물가에 미치는 영향이 대단히 큰 편이며 석유가격 급등락으로 국내 국민경제에 악영향을 미치고 있다. 그리고 안정적인 에너지 확보를 위해서 해외 석유생산국과의 안보 차원에서 긴밀한 협조체제를 유지하고 있다.

이런 상황에서 우리나라는 화석연료 사용을 중단시켜 나가야 되는 탄소중립을 추진해 나가야 한다. 더욱이 에너지 비중이 큰 중화학공업이 다른 나라보다 월등히 높기 때문에 여러가지 어려움이 겹쳐 국민경제는 어럽게 만들고 있다. .

화석연료사용을 중단시켜 나가려면 무엇보다도 대체 에너지로의 전환이 가장 큰 당면과제이다. 그런데 우리나라는 재생에너지 비중이 전체 전력생산에 7%정도 차지하고 있어 세계에서 가장 낮은 수치를 보이고 있으면서 정부는 좁은 국토에서 태양광발전이나 풍력발전은 우리나라에 맞지 않는다면서 이를 소홀히 취급하고 있다. 다행스럽게도 뒤늦게 유기성 폐자원을 활용하여 바이오가스 생산에 주력하겠다고 생산목표제를 도입하는 바이오 가스법을 제정하여 이를 실행하기에 이른 것이다.

바이오가스 활성화가 지난 6월 20일, 국무회의 국가현안 과제로 제기되어 2025년부터 공공부문에 대한 생산목표제 도입, 그리고 민간부문에 대한 생산목표제는 2026년에 도입하겠다고 발표하였다.

유기성 폐자원의 경우 최종 처분방법으로 소각, 매립, 재활용 등의 방법이 있다. 그렇지만 소각의 경우 대기오염, 매립지 확보의 어려움과 함께 침출수에 의한 지하수, 지표수 오염 등으로 인해 폐기물의 최종처분을 재활용화, 재자원화쪽으로 전환시켜 나가야 한다는 정부의 정책을 수립하지 않을 수 없다. 더욱이 폐기물 에너지화는 탄소중립에도 기여하고 자원순환체제 구축에도 이바지할 수 있는 방안이 되기 때문에 이를 적극적으로 활용해 나가야 한다.

사실 우리나라는 1995년 폐기물 종량제를 시행한 이래, 국내 재활용률이 점차 증가해 2020년에는 87.4%의 폐기물이 재활용되는 것으로 나타났다. 하지만, 폐기물의 높은 재활용률에 비해 실제적으로 이를 상품화나 활용도가 낮아 실제적으로 큰 도움이 되지 못하고 있는 실정이다. 즉 음식쓰레기의 경우 농지의 비료화, 사료화를 추진하고 있으나 실질적으로는 이를 활용하지 못하고 그대로 폐기되는 부문이 많은 실정이다.

최근 10년간 국내의 유기성 폐자원 발생량은 14.7%증가하였으나 대표적인 유기성폐자원인 음식물, 가축분뇨. 하수 찌꺼기 등의 전체적인 바이오가스화는 5.7%정도로 매우 미미한 수준이다.

더욱이 대부분 퇴, 액비로 재활용되고 있다고 하지만 최근에는 수요처 부족으로 2차 오염 야기에 따른 문제가 있고 하수 찌꺼기의 경우는 소각 및 매립 등으로 48.3%나 처리되고 있다.

이같은 많은 문제점을 안고 있어 국내에서는 전반적인 유기성 폐자원을 100% 에너지화로 전환 하는 기술개발을 통하여 한국형 바이오에너지화의 기틀을 마련해 나가야 한다.

국내에는 유기성 폐자원의 대표적인 음식물쓰레기, 축산분뇨, 하수슬러지 등을 제외하고도 재활용화, 재자원화에 활용해 나가야 될 바이오매스들이 엄청나게 널려 있다.

우선 농업작물 (유채, 옥수수, 콩, 사탕수수, 고구마 등), 농임산 부산물(임목 및 임목부산물, 볏짚, 왕겨, 건초, 수피 등), 또는 유기성 폐기물 (폐목재, 펄프 및 제지(바이오매스 부문만 해당), 펄프 및 제지 슬러지, 동/식물성 기름, ,식물류폐기물 등) 등으로 생물기원의 유기물을 포함되는 바이오매스들도 에너지원으로 활용할 수 있다.

지금까지 재활용화나 재자원화 되기 이전에 매립시설 및 소각시설 등을 통하여 폐기물로서 처리되고 있는 바이오매스들을 재활용한다면 탄소중립이나 대체 에너지 전환에 크게 기여할 수 있다고 여겨진다.

즉 바이오폐기물을 연료로 하여 고형연료화, 액화, 가스화, 직접연소, 혐기발효 등의 공정을 통해 얻어지는 바이오에너지는 지역 냉난방, 발전, 자동차 연료 등 다양한 용도로 활용될 수 있다.

이를 위해서는 무엇보다 농사를 짓는 농민들이나 임업종사자들이 각종 부산물이 재생에너지원이라는 사실을 인식하고 이를 적극적으로 활용하여 자원의 순환체제의 기틀을 마련해야 한다는 차원에서 적극적으로 참여할 수 있는 여건을 조성하여 이들이 주도적으로 폐기물 에너지화에 나설 수 있는 제도적인 장치가 마련되어야 한다.

환경선진국인 독일은 이미 폐기물 에너지화에 민간부문에서 적극적으로 나서서 이를 성공적으로 추진하고 있는 사례가 있어 이를 소개하고자 한다.

솔마이어씨는 독일 뮌헨에서 40km 떨어진 슈타인키르헨 지역에서 농가의 부업으로 조그만 가스발전소를 운영하고 있다. 그의 본업은 65ha의 농지와 젖소 100여마리를 기르는 농축산업을 영위하는 농부이다.

최근 가축분뇨와 농지에 심은 옥수수를 발효시켜 메탄가스를 발생시킨 뒤 이를 이용해 용량이 40kW인 발전기를 가동 시키는 바이오가스 생산을 부업으로 실시한 뒤 가계 수입이 큰 보탬이 되고 있다고 한다.

숄마이어는 1kW당 16유로센트(약 200원)를 받고 전기를 팔고 있다. 이는 순전히 자신의 집에서 나오는 축분이나 옥수수를 이용해 발전하고 있기때문이다,

독일에서는 2023년 8월 이후 새로 지은 발전소는 kW당 최고 17.5유로센트(약 220원)로 보다 높은 가격에 전기를 매입하고 있다. 이밖에 돼지에서 나오는 분뇨와 음식물쓰레기를 이용해 발전을 하는 민간업자들도 많이 있다.

프랑크푸르트 인근 지역에서 600kW 규모의 바이오가스 발전소를 운영하는 마티아스 프로이스너씨는 주변의 음식물쓰레기를 전문적으로 수거해 처리한다.

하루에 20t 정도의 음식쓰레기를 t당 30유로씩 받고 수거하고 이 가운데 40%는 돼지 먹이로 사용하고 나머지 60%는 돼지 축분과 섞어 바이오 가스를 생산하여 발전용으로 쓰고 있다.

알고이 지역 농가 지붕에 설치된 태양광 전지판. 1년에 약 3만kWh의 전기를 생산해 1kW당 57.6유로센트(약 730원)에 판매한다. 알고이 지역 농가 지붕에 설치된 태양광 전지판. 1년에 약 3만kWh의 전기를 생산해 1kW당 57.6유로센트(약 730원)에 판매한다.

이같이 독일에서 바이오가스 발전이 붐을 일으키자 최신형 설비를 갖추고, 너도 나도 재생에너지 발전사업에 적극적으로 참여하고 있다

바이에른주의 비딩엔 지역에서 가동 중인 한 가스발전소는 완전 기업형이었다. 스타이너와 마리너씨는 합작해 2024년 4월부터 전기를 생산하고 있는 이 발전소는 시설을 갖추는 데 모두 90만유로(약 11억원)가 들었다.

용량 190kW짜리 발전기 2기를 가동하는 이 발전소는 하루에 500kg 정도의 밀을 축분과 섞어 발효시킨다. 물론 주로 사용하는 원료는 옥수수를 통째로 잘게 썰어 저장한 사일리지이다. 여기에 밀을 넣는 것은 밀이 탄수화물이 많아 발효가 잘 되게 하기 때문이다.

아무리 그래도 사람이 먹는 밀을 축분과 섞어 썩히는 것은 심하지 않느냐는 질문에 스타이너는 “이곳에서는 밀 100kg에 9유로(약 1만1천원)밖에 안 된다”며 “밀을 그냥 파는 것보다 이를 이용해 전기를 만들어 파는 것이 훨씬 더 경제적이다”라고 답변하였다.

한편 110마리의 젖소를 기르고 있는 피헬은 연간 70만ℓ의 유기농 우유를 생산해 우류값으로만 약 20만유로(약 2억5천만원)를 벌어들인다. 젖소를 기르면서 나오는 축분 등을 이용해 연간 80만kWh의 전기를 생산해 kW당 17.5유로센트를 받고 판매한다. 그리고 민박집 등 건물 난방은 발전 과정에서 나오는 열로 쓰고도 남는다.　

축분이나 옥수수 사일리지 등을 발효시켜 메탄가스를 발생시키고 나면 들어간 원료만큼의 묽은 비료(액비)가 나온다. 이 액비는 발전용 원료로 쓰이는 옥수수나 목초를 기르는 농지에 뿌려지고, 액비를 먹고 자란 옥수수 등은 다시 발전용 원료로 사용된다.

자연순환 사이클이 완벽하게 완성시킬 수 있다. 하지만 액비를 아무 때나 마음대로 뿌릴 수는 없으며 1년에 4차례씩 작물이 생장하는 기간에만 액비를 살포할 수 있고 것도 1㏊당 20㎥ 이상은 뿌리지 못하게 돼 있다.

액비를 뿌릴 만한 자기 땅을 가지고 있지 않으면 오히려 손해를 봐야 한다. 그래서 펠마이어씨는 “액비의 75%를 남의 땅에 공급하고 있는데, 1㎥당 3.5유로(약 4400원)를 받지만 수송비 등이 4유로(약 5천원) 정도 들기 때문에 손해”라고 말했다.

이같이 독일에서는 민간인들이 가계의 부업으로 바이오 가스를 생산하는 발전업에 종사하고 있으면서 각종 농업 부산물을 완벽하게 자원순환체제를 완성시켜 나가고 있다. 이는 정부가 제도적으로 민간인들이 참여할 수 있는 각종 여건을 조성하여 이를 지원해 주고 있기 때문에 가능한 일이다.

우리나라에서는 2023년 말부터 바이오가스법이 시행되면서 본격적인 바이오가스 생산목표제를 도입하고 있다. 그렇지만 유기성 폐자원을 의무적으로 처리할 책임을 부담시키는 강제성만으로 이 제도가 정착될 수는 없는 일이다.

여기에 관련된 민간인들도 부담없이 참여하여 부업으로 이를 영위할 수 있는 여건이 조성되어야 성공할 수 있는 기틀이 마련되는 법이다.

탄소중립이란 재생에너지 전환, 에너지 효율성 향상, 그리고 자원순환체제 확립으로 완성될 수 있다는 사실을 인식하고 정부는 정책적으로 이를 뒷받침할 수 있는 제도적인 장치 마련에 최선을 다해야 할 것이다.