탁 동 수 교수((주)이레농업회사법인)
저장시설 없이 성형·건조 거쳐
전용 보일러 통해 에너지화
방역·환경·민원 문제 대응
대형화 보단 농가단위 접근
자체 발생 축분, 자체 활용케
축산의 규모가 부업축산에서 전업화, 기업화로 확대되면서 농장에서 사육하는 규모도 확대되고 있다.
축분뇨 하루 발생량 90% 자원화
2014년도 농식품부 통계에 따르면 가축분뇨는 하루 17만5천톤 발생하고 있으며 이 중 약90%가 자원화 되고 있고 10%가 정화처리되고 있다.
자료를 살펴보면 농식품부나 환경부에서 우려할 정도는 아니다라고 밝히고 있다. 그러나 실상 파악하면 가축분뇨에 의한 토양의 오염도가 높고, 지역별로 일정 성분의 영양성분이 과잉임을 볼 수 있다.
축산농가, 공동자원화시설, 농식품부, 환경부, 지자체에서는 화학비료에 이어 축산에 환경적 사회적 문제점들을 지적하고 있으며 이러한 문제들을 해결하기 위하여 농식품부에서 TF팀을 구성하고, 농촌진흥청 축산과학원 환경과, 국립환경관리원 등은 국가연구개발사업에 많은 관심과 천문학적 돈을 쏟아 부었다.
이제는 해답을 찾기위한 대안으로 축산분뇨가 갖고 있는 에너지를 활용하자는 취지에서 고형연료에 관심을 갖기 시작했다.
분석기관인 강원대 이귀현 교수를 비롯한 연구진은 한우 40마리를 키우는 횡성군 청일면 소재 한 축산농가에 축분연료화 설비를 갖춰 시범운영한 결과 한우 40마리에서 생산된 연간 축분연료의 발열량이 3만2천444㎏으로 1만2천688리터의 보일러 등유와 13만2천40㎾의 전력, 2만5천234㎏의 무연탄을 대체할 수 있는 것으로 분석했다.
이를 보더라도 바이오가스의 단점을 해소하고 저렴한 비용으로 에너지를 얻고 과잉 생산되는 축분을 소멸시킬 수 있어 새로운 시장으로 검토를 해야 한다.
현재 법적으로는 축분고형 연료의 사용처가 발전소, 제철소, 시멘트공장 등과 같은 대형 산업체에서만 사용할 수 있게 되어있다. 이런 실정에서 현재 축분 고형연료를 에너지로 사용하기엔 축산업계의 현실을 감안할 때 쉽지 않다고 판단된다. 그래서 환경부에서 축분고형연료의 활성화 방안에 대해서 과제로 진행 중인 것으로 알고있다.
고형연료로 사용 할 경우 바이오매스에 비해 시설비가 저렴하며 바이오매스의 가스 저장시설이 없이 고형성형과 건조과정을 거쳐 보일러를 통해 바로 에너지를 얻을 수 있다.
바이오매스의 전기생산은 현재 35%, 열은 전환 80%까지 얻을 수 있으나 열의 원거리 이송에 대한 투자비로 원거리 이송이 불가능하기 때문에 결국 가축분뇨 에너지화 시설에서 생산된 에너지는 35%수준만 활용하기 때문에 에너지생산을 통한 경제성을 높일 수 없다.
우분은 충남 당진소재 현대제철에서 친환경 제선기술을 통해 자원화한 75톤의 우분을 미분탄(석탄)을 대체해 당진제철소 고로 1, 2기에 나누어 투입했었다.
환경부의 승인을 얻어 세계 최초로 진행된 이번 우분의 고로 투입은 화석연료를 대체하는 친환경 연료로서 우분의 환경성과 조업성 등을 측정하기 위한 실조업 적용가능성 평가사업으로 현대제철은 우분을 미분탄(석탄)과 혼합해 사용하면 고로 내부의 연소효율이 높아져 화석연료 사용이 줄어들어 평가사업으로 최대 113톤의 이산화탄소(CO₂) 저감 효과를 거두었다고 밝혔다.
축분 에너지화 설비의 핵심은 축사에서 배출된 축분을 발효조에 투입해 발효와 건조화 과정을 거쳐 고형화 고체연료로 만들어내 이를 열원으로 활용하는 것이다. 단순히 축산분뇨를 퇴비와 액비 처리하기 보다는 고체연료로 만들어 전용보일러를 통해 에너지화하는 친환경 자원재활용 시스템으로 시설재배농가의 연료비 절감에 크게 도움을 주게 된다.
이 뿐만이 아니다. 미생물 발효에 의해 수분 및 악취가 제거돼 경종농가에서는 퇴비로 이용할 수 있어 자연 순환형 농법의 모델로 손색이 없다는 평가다.
활성화를 위해 축산업의 특성상 농장 자체적으로 발생되는 축분을 대체 에너지화해 사용하는 것이 가장 효율적이라 판단된다.
축산농가의 사용에너지를 살펴보면 관리사의 냉·난방 에너지와 축사내 급수설비, 전기장치 등 기타 에너지가 필요하다.
축산농가에서 축분 고형연료 활용이 가능한 부분은 관리사나 착유실의 난방과 온수 사용이 있으며 무엇보다 겨울철 가축들의 급수설비에 사용되는 순환식 온수이다.
뿐만 아니라 축사에 필요한 난방에너지로도 사용 가능하며 축종에 따라 조금씩 다르지만 온풍난방도 가능하다.
이와 같이 농가자체 소모에너지를 제외하고 남는 연료가 있다면 주변에 있는 시설원예하우스 등에도 사용이 가능하다.
현재 축분처리사업을 대형화로만 추진하는 것을 개별 농가단위 축분고형 연료화 사업으로 계획하여 농가에 지원하면 현재 대형화 지원보다 더욱 효율적일 것이며 축분 이동으로 발생되는 방역이나 환경적문제 등이 상당히 감소될 것이며 민원의 요소도 감소 할 것이다.
현재 축산농가에서 발생되는 가축분뇨의 고형연료화 기술이 아직까지 바이오가스화에 비해 상대적으로 낮은 수준이지만, 그 기술의 확대가 용이할 뿐 만 아니라 연소화에너지 활용면에서도 유리한 것으로 분석되고 있다.
선진국 축분전용 발전소 운영 ‘주목’
전 세계적으로 에너지 가치 상승, 바이오 등 신재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있는 추세와 함께 미국, 캐나다, 네델란드, 일본의 축분전용 발전소 운영에 주목해야 한다.
가축분뇨 발전사업의 경우 설비용량은 10㎿미만급 1기로, 연간 6만2천㎿의 전력을 1만8천가구에 공급할 수 있고 석탄 등 연료를 수입대체 할 수 있다.
발효 과정에서 냄새가 제거되며 펠릿 성형으로 만들어진 축분 연료는 한우 100두를 사육 기준으로 했을 때 연간 발생되는 축분(우분)의 량은 109톤으로 축분 연료로 생산되는 량은 78톤에 달한다. 총 발열량은 381Gcal로 한국석유공사 석유정보기준으로 환산시 경유 42㎘, 등유 42㎘, 무연탄 84톤, 심야전기 317㎽, 우드펠릿 84톤 해당하는 에너지를 대체한다.
이로써 지역별 양분총량제 등으로 생기는 문제 또한 해소 될 것이다.
