이 누리집은 대한민국 공식 전자정부 누리집입니다.
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식사를 하면서 남은 잔반은 어떻게 처리될까? 대부분 깊게 생각하지 않았을 것이다. 이러한 폐기물들은 대부분 퇴비로 사용되거나 동물들의 사료로 사용됨을 어렴풋이 생각하고는 한다. 이처럼 음식물 쓰레기는 단순 처리되는 것이 아니라 자원순환이 되고 있다. 이와 대조적으로 우리 일상생활에서는 음식물 뿐만 아니라 동물들의 배설물, 음식점에서 배출하는 음식물, 식품 공장에서 배출하는 많은 유기성 폐기물들이 발생된다. 이러한 자원들을 기존의 퇴비화 혹은 사료가 아닌 다른 방식의 자원순환이 이루어지고 있다.
어제는 음식물 쓰레기, 오늘은 다양한 에너지 자원으로
유기성 폐기물은 쉽게 부패하는 생물학적 폐기물을 말한다. 음식물뿐만 아니라 가정과 음식점에서 발생하는 폐기물, 식품 공장에서 배출되는 유기성 폐기물 그리고 동물 배설물까지 그 범위는 매우 넓다. 기존에는 이러한 폐기물을 주로 퇴비화하거나 동물 사료로 활용했지만, 최근에는 더 다양한 방식으로 자원순환이 가능하다는 점에 주목하고 있다. 퇴비, 사료뿐 아니라 열에너지부터 전력에너지, 바이오메탄까지 생산이 가능하다. 이처럼 우리가 아는 음식물 쓰레기는 다양한 자원으로 변신이 가능하다. 최근에는 이러한 바이오메탄을 활용해 수소를 생산하는 방법까지도 주목받고 있다.
이제는 음식물쓰레기로 바이오수소를 생산?
한국에서는 여러 경로를 통해 바이오가스를 활용할 수 있지만, 대부분의 바이오가스가 미이용 상태로 연소되고 있는 실정이다. 2023년 기준으로 약 3.8억 m³의 바이오가스가 생산되었으나, 이 중 약 15%가 수요처를 찾지 못하고 미사용되고 있다. 이는 약 5만 가구에 공급할 수 있는 분량이 소각 처리되고 있는 셈이다.
연도별 바이오가스 생산 및 이용량 현황(단위: %) (사진=한국폐기물협회, 기자 재구성)
이에 따라 정부는 기존에 액비 퇴비화나 동물 사료화에 사용되던 유기성 폐기물을 고부가가치로 전환하고, 미연소 가스를 활용할 수 있는 방안을 모색하고 있다. 가장 대표적인 방법으로는 바이오가스에서 분리된 바이오메탄을 바이오수소로 전환하는 방식이 있다. 한국의 경우 생산된 바이오메탄을 열에너지원, 전력에너지, CNG 버스 충전, 도시가스 등으로 공급망 포트폴리오를 구축했지만 15-20% 정도의 가스가 활용되지 못하고 연소를 시키고 있기 때문에, 남은 바이오메탄을 바이오수소로 전환하는 방법을 적극 추진하고 있다.
다양한 유기성 폐기물로부터 생산되는 바이오가스와 수소의 생산과정 (사진=NREL)
동시에 수소 생산과 공급까지… ‘마더스테이션’
수소 생산과 공급 인프라의 중심지로 떠오르고 있는 ‘마더스테이션’은 전기차나 수소차를 위한 충전 인프라를 제공하는 시설이다. 이 시설은 대규모 에너지 저장 및 분배 기능을 수행할 수 있어, 자원순환뿐만 아니라 수소차 충전에도 활용될 수 있다. 또한 국내 수소 생산 및 유통망을 강화함으로써 해외로부터의 수소 수입 의존도를 줄일 수 있다.
충주 바이오 융복합 충전소(마더스테이션) 개념도 (사진=충북도청 보도자료, 기자 재가공)
마더스테이션의 장점을 활용하면, 단순 자원순환 혹은 미연소가 되던 가스는 수소 등의 수소차 충전에 활용할 수 있을 뿐만 아니라 해외로부터 수입해야 했던 경로뿐만 아니라 국내에서 수소 생산 및 유통이 가능한 새로운 공급망을 구축할 수 있다. 또한 기존에 유기성 폐기물 처리 시설과 수소차 충전 인프라를 각각 설치해야 했다면, 이제는 부지 낭비 없이 해당 시설들을 설치하여, 부지 비용 및 인프라 설치 비용도 절감이 가능하다.
‘그린 수소 산업 규제 자유특구’를 활용한 수소 충전소 확대
마더스테이션의 장점을 활용한 지역이 대표적으로 ‘충주’이다. 충주는 ‘그린 수소산업 규제자유 특구’로 지정된 이점을 적극적으로 활용하고 있다. 기존에는 바이오가스 제조사업자가 스스로 제조한 도시가스를 수조 제조사업자에게 직접 공급을 하는 것이 법으로 허용되지 않았지만, 예외적으로 ‘그린 수소 산업 규제 자유특구’에 지정된 곳이면 직접 공급이 가능하다.
충주바이오 수소융복합발전소 및 수소청소차 실증을 위한 업무협약 (사진=충주시청)
기존 바이오가스는 도시가스사업법에 따라 도시가스로 묶여있어, LPG 관련 설비를 갖춰야 하고, 메탄 누출로 인한 안전한 식별을 위해 부취제* 또한 추가로 넣어야 했다. 하지만 자유특구는 이러한 규정으로부터 자유롭다.
*부취제: 부취제는 냄새가 없는 기체에 인위적으로 냄새를 추가하여 그 기체가 누출되거나 새어나가는 것을 쉽게 감지할 수 있게 하는 물질이다.
현재 판매되는 수소 중 가장 저렴한 바이오가스
현재 한국에서 유통되는 수소는 석유화학단지 등에서 생산된 부생수소를 통해서 수소를 공급하고 있다. 반면 그린 수소 산업 규제 자유특구에서 바이오가스로부터 생산된 수소는 2024년 9월 기준으로 1kg당 7,700원이다. 이는 전국에서 가장 최저가이다. 또한 한국이 시범사업을 통해 정식 사업으로 지정한다면 전국적으로 바이오가스 유래 바이오수소 생산에 대해 규모의 경제를 이룰 수 있고, 가격이 인하될 수 있다고 전망한다.
지역별 수소차 충전 가격 단가 및 충주시 판매가격 (사진=수소유통전담기관)
유기성 폐기물을 적극적으로 활용할 계획을 준비 중인 환경부, 버려지는 자원 적극적으로 활용해야…
현재 환경부는 해당 시범사업을 바탕으로 23년 기준 3.8억m^3의 바이오가스 생산을 넘어 26년엔 5.0억m^3, 30년엔 8.9억m^3의 바이오가스를 생산할 계획이다. 하지만 현재 한국은 전체 유기성폐자원의 5.7%만 바이오가스화되고 있으며, 약 76.7%가 퇴액비화되고 있는 실정이다. 하지만 반대로 생각한다면, 현재 바이오가스 및 바이오수소 시장 잠재성이 매우 크다는 것을 보여주며, 유기성 폐자원이 에너지화될 수 있는 추가 확대 여력이 크다고 볼 수 있다. 실제로 신재생에너지를 적극적으로 활용하는 유럽 국가들의 경우 한국보다 훨씬 더 큰 바이오가스 생산량을 보이고 있으며, 에너지화 하는 비율이 매우 높다.
유기성 폐자원 발생 비중 및 폐자원 처리 및 활용비중 (사진=환경부)
국가별 바이오가스 생산량 비교 (사진=환경부)
과거에는 단순하게 자원순환으로 비용처리만 발생했던 유기성 폐기물이지만, 탄소중립으로 향하기 위해 유기성 폐기물은 바이오가스, 바이오수소로 탈바꿈하여 탄소중립과 수소 경제에 한 발자국 더 나아갈 수 있는 중간다리 역할을 해줄 것이다.
넷제로프렌즈 청년기자 백승일
본 글은 넷제로프렌즈의 개인적인 의견으로, 탄녹위 공식 입장과 다를 수 있습니다.
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