전북 고창 가축분뇨 바이오가스 열병합발전소
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전북 고창 가축분뇨 바이오가스 열병합발전소
  • 취재=한관우/사진=김경미 기자
  • 승인 2017.08.18 09:44
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가축분뇨, 축산악취, 해결방법은 없을까?<6>

홍성·내포신도시·예산, 가축분뇨로 인한 악취문제 해결방안
고창 가축분뇨 바이오가스 열병합발전소 전경

가축분뇨로 전기생산, 액비는 전액 무상으로 농가에 공급
축산분뇨 48시간 발효, 70%이상 고농도의 메탄가스 생산
발전시설 가동 시간당 80kw, 연 630Mkw의 전기를 생산
전기의 생산이 우선되기 보다는 가축분뇨처리가 우선돼야



저탄소 녹색성장의 일환으로 정부차원에서 추진 중인 다양한 에너지 저감과 활용대책이 쏟아지고 있는 가운데 축산분뇨를 이용한 바이오가스 열병합발전시설에 관심이 쏠리고 있다. 전북 고창군 신림면 반룡리 소재 농협경제지주(주) 종돈개량사업소에 들어선 축산분뇨 바이오가스 열병합발전소는 정부의 저탄소 녹색성장 산업으로서 그린에너지 총아로 불릴 만큼 관련업계의 관심이 뜨겁다. 특히 그동안 각종 민원을 제기하며 축산업계의 경제적 부담으로 처치 곤란했던 축산분뇨가 천연에너지인 바이오가스로 재생산, 발상의 전환으로 새로운 에너지원을 얻어냈다는데 큰 의미를 두고 있다.

고창 바이오가스 열병합발전소는 축산폐수 처리 시 악취와 혐오시설 설치로 인한 환경민원을 해소하고 고농도 축산분뇨 유기물 활용을 통한 유효에너지를 생산하는 곳이다. 고창군은 지난 2007년 지식경제부의 지원을 받아 그린에너지산업 육성을 위해 고창군 신림면 농협경제지주 종돈개량사업소에 축산분뇨 바이오가스 열병합발전시설을 지난 2009년 말 완공했다. 국비 12억 원, 도비 3억 원, 자부담 2억 원을 포함해 종돈개량사업소와 고창군이 5억 원을 추가로 투자해 총 20억 원의 사업비를 들여 분료 처리와 발전시설 및 액비보관탱크 4000톤을 증설했다.

열병합발전소는 그동안 축산분뇨 악취로 인한 민원발생을 근원적으로 해결하고 6개월 이상 발효시켜 생산된 기능성 액비는 농가에 무상으로 보급해 친환경 농법을 지원할 수 있게 됐으며, 축분 위탁 처리비 절감 효과와 전기 생산으로 녹색에너지 발전을 통한 저탄소 녹색성장에 한걸음 다가서게 됐다. 이곳에서는 1일 50㎥의 축산분뇨를 처리해 553㎥의 가스를 축출, 8900kca의 열량과 하루에 총 2000kw의 전기를 생산하고 있다.


 

농협경제지주(주) 조홍배 부장.


■가축분뇨 자원화 전기·비료 만든다
생산방법에 대해 농협경제지주(주) 조홍배 부장은 “축산 농가에서 운반된 돼지 등의 분뇨는 전용파이프를 통해 우선 ‘유량 조절조’로 들어온다. 넓은 목장에서 방목되는 소에 비해 돼지는 좁은 공간에서 사육돼 분뇨수집이 쉽다는 장점이 있다. 분뇨에 포함된 유기물의 농도도 높다. 분뇨와 함께 섞여 들어온 톱밥과 사료 등 굵은 불순물은 여기서 걸러진다.

‘고체·액체 분리기’를 통과하면서 직경 1㎜를 넘는 자잘한 이물질도 빠져나간다. 이 과정을 거친 걸쭉한 액체가 ‘산 발효조’와 ‘메탄 발효조’등 1~3 발효조를 거쳐 미생물에 의해 분해되면서 메탄가스가 발생한다. 여기서 발생되는 가스를 이용해 발전을 하고, 난방 등 열공급과 액비로 분리하는 시스템”이라고 설명하고 “결론적으로 설명하자면 수거된 축산분뇨를 밀폐된 발효조에 48시간 발효시켜 유기물 분해를 거치면 순도 70%이상의 고농도의 메탄가스를 생산하는 단순한 시스템이다.

열병합발전소 시설로는 2400톤의 발효조를 비롯해 가스저장조, 80kw급 열병합발전시설 1기, 5만Kcal급 보일러, 축산분뇨 저장시설인 3000톤급 액비저장조 등 신재생에너지를 일괄적으로 생산할 수 있는 시설을 갖췄다. 이렇게 생산된 가스는 열병합발전시설로 이동, 보일러를 이용한 발전시설을 가동시켜 시간당 80kw, 연 630Mkw의 전기를 생산하게 되며 메탄발효 후 남은 액비는 전액 무상으로 고창군내 농가들에게 공급된다. 여기서 생산되는 모든 자원은 한국에너지관리공단에서 인증하는 ‘대체에너지설비 인증제품’으로 인정받고 있다”고 설명했다.

경제적인 측면에서도 바이오가스 열병합발전소의 운영은 타 산업에 비해 수익이 보장된다. 연간 전기생산량으로 얻은 수익은 7500만 원, 축분위탁처리비 1억 8000만 원 등 총 2억 5000여만 원이지만 비용은 액비위탁처리비 1억 2000만 원과 설비유지보수비를 제하면 연간 6800만 원의 산술적인 순 수익금이 발생한다.

그러나 열병합발전소 가동으로 연간 군내 농가에게 무상으로 보급될 1만8250톤의 기능성 고농도 액비생산과 사무실에서 온열과 온수로 이용할 수 있는 폐열회수 활용, 축산분료의 위생처리로 인한 민원발생 제거 등 단순한 수치로 계산할 수 없는 사회적 수익이 발생하기 때문에 지역사회에 미치는 경제적 효과는 상상을 초월한다는 설명이다.


 

고창 가축분뇨 바이오가스 열병합발전소 배치도. ①집수조 ②제1발효조 ③제2발효조 ④제3발효조 ⑤배관실 ⑥발전실 ⑦액비저장소.


■가축분뇨 이용한 바이오가스열병합발전
가축분뇨를 이용한 바이오가스 열병합발전소에 대해 박 부장은 무엇보다도 “우선 발효를 어떻게 잘할 것이냐가 관건”이라며 “중요한 것은 바이오가스를 잘 만들려면 미생물의 활동이 활발하도록 만드는 것이 중요하기 때문에 온도와 산성도(pH)를 조절하는 것이 바이오가스 생산 공정의 핵심”이라며 또한 “가축분뇨를 이용한 바이오가스 열병합발전소는 행정적 제재가 필요하며, 공공으로 가야한다는 것이 필수적이다. 냄새저감까지 할 수 있도록 경제적이어야 하고 기술적 측면이 우선돼야 한다”고 강조하고 “업체보다 발주시공자가 내용을 알고 있어야 한다. 바이오가스 열병합발전소는 설계과정부터 연기처리를 잘해야 한다. 축산=냄새이듯 열병합발전=배기가스, 즉 연기문제다. 실험실과 현장과는 맞지 않는 경우가 많기 때문에 데이터 자료요구가 필수적이다. 대부분 자료가 없는 경우가 많은데 현장에 맞는 자료가 있어야 인정할 수 있기 때문에 데이터 자료가 없는 경우에 신뢰할 수 없고, 따라서 열병합발전은 실패하기 마련”이라며 “가축분뇨를 이용한 바이오가스 열병합발전은 전문적 기술이 필수적이고 여기에 컨설팅과 자문이 필요하다. 업체에만 맡기면 결과적으로 고장이 잦아 하자보수기간이 지나면 어떻게 할 수도 없고 결국 생산성이 떨어지는 원인이 된다”는 설명이다.

또한 에너지 측면과 환경적 측면, 자원활용 차원에서 본다면 고창군 바이오가스 열병합발전소는 지구전체 환경보호의 공동관심사인 지구온실 가스로 인한 대기오염과 지구 온난화를 막고 향후 신재생 에너지 활용에 신기원을 이루었다는 평가를 받는데 “바이오가스 열병합발전소는 축분을 포함해 앞으로 음식물쓰레기 등 악취로 인한 민원발생의 우려가 있는 다양한 폐기물을 활용 가능한 신재생 에너지원으로 바꿀 수 있다”고 강조했다.

현재 바이오가스 열병합발전사업에 참여하는 고창군내 양돈 두수는 8000여두로 연간 2만5100여 톤의 축산분뇨를 처리하고 있지만 앞으로 한우를 포함해 젖소, 돼지 닭 등 군내 전체 양계, 양돈, 축산농가로 확대되면 환경오염 방지는 물론, 축산업자의 생산비 절감을 통한 지역에 미치는 경제적 파급 효과는 더욱 커질 것으로 보인다고 전망했다.

박 부장은 “축산문제에는 반드시 분뇨문제가 따르고 분뇨처리과정에서 냄새는 계속 나기 마련”이라며 “소가축일수록 냄새는 심하기 때문에 축사주변에 사는 주민들의 민원은 계속될 수밖에 없다. 따라서 축산인들의 주인의식과 환경의식이 깨어 있지 않으면 변화를 기대할 수 없다”며 “가축분뇨를 이용한 바이오가스 열병합발전은 빠른 추진보다는 주민들이 함께 공유할 수 있는 방향설정이 먼저이고, 중요한 문제는 전기를 생산하는 것이 우선되기 보다는 가축분뇨처리가 우선돼야 할 것”이라고 주문했다.

축산폐수 처리 시 악취 및 혐오시설 설치로 인한 환경민원 해소와 고농도 축산분뇨 유기물 활용을 통한 유효에너지의 생산 이용이 열병합발전소로 어느 정도 해소될 수 있을 것으로 전망하며, 친환경 축산 구현과 친환경 녹색성장 및 경종농가의 수익증대를 위해서는 꼭 필요한 사업이라고 밝혔다.

결과적으로 가축분뇨를 이용한 바이오가스 열병합발전소로 인해 이곳 종돈개량사업소에서 발생하는 축산분뇨처리는 환경문제와 경제적인 문제를 동시에 해결할 수 있는 두 마리 토끼를 모두 잡은 셈이라는 설명과 함께 산술적인 수익은 미비하지만 경제적인 면이나 환경 및 자원 활용측면에서는 무한가치를 누릴 수 있는 사업이 축산분뇨를 이용한 열병합발전소의 장점이라고 밝혔다.

따라서 가축분뇨를 자원으로 적절히 재활용할 경우 토양환경 개선과 자연순환형 친환경 농업이 가능하나, 적정하게 관리하지 않을 경우 가축분뇨에서 나오는 고농도의 유기물질이 물과 땅에 스며들어 환경오염이 발생하게 된다. 특히 장마철에 분뇨는 집중호우가 내리면 물에 스며들어 오염시킬 가능성이 높아 집중관리대상이 되기도 한다.

환경적인 측면에서 축산업에 대한 국민적 시각이 비판적인 것도 그런 이유에서일 것이다. 앞으로 지자체와 축산인들이 가축분뇨를 이용한 바이오가스 열병합발전에 대한 현명한 대처가 필요한 이유다.

<이 현안과제 기획기사는 2017년 충청남도지역언론지원사업의 지원을 받아 취재 보도합니다>


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이희용 2021-07-07 07:04:17
열병합발전소 건설업체를 알려주시면 감사하겠습니다