목재펠릿도 울고갈 소똥펠릿, 새만금 오염원 줄일까?[영상]

목재와 열량 비슷, 단가 낮아…연료적 가치 있어
빠르면 하반기, 실증단지 가동…상용화 도움
온실가스 감축, 양분 부하 등 환경 효과
전북도, 우분 연료화로 새만금 오염원 방지 기대
농가 소득원 기대는 아직…건조 기술 등 과제

핵심요약

■ 방송 : 전북CBS <라디오 X> (매주 금 17:30)
■ 진행 : 이균형 보도제작국장
■ 대담 : 농촌진흥청 국립축산과학원 이동준 연구사

최근 전북 김제에는 소 분뇨로 연료를 만드는 실증단지가 들어섰다. 펠릿 형태의 우분 고체 연료로 열병합발전소도 돌릴 수 있다고 하는데, 에너지원으로 어떤 효과가 있는지 농촌진흥청 국립축산과학원 이동준 연구사에게 직접 물었다.

◇ 진행자> 정말 소 배설물로 발전소를 돌릴 수 있는 겁니까?  

◆ 이동준> 가축 분뇨, 특히 우분을 가지고 고체연료를 만들어서 발전소에서 활용하고 있는 목재 연료의 대체재로 쓰거나 혼합해서 쓴다고 하면 발전소를 운영할 수 있는 에너지원으로 활용이 가능합니다.

◇ 진행자> 그렇게 화력이 센가요

◆ 이동준> 소의 연료적 가치를 말씀드리면, 국내에서 우분 고체연료에 대한 관심이 높아지고 있는데요. 우분에 대한 정의를 설명드리면, 소에서 배출된 분과 요 외에 우리가 소를 기르기 위해서 수분 조절제라고 하는 톱밥이나 왕겨 등을 많이 깔아놓습니다.

이것들이 혼합된 게 실질적으로 가축 분뇨이기 때문에 가축 분뇨도 연료로 가치가 있고 범위가 넓긴 하지만 고위발열량이라는 개념이 있습니다. 고위발열량 기준으로 한 3천에서 한 4400칼로리의 열량을 가지고 있는데, 목재가 한 4천에서 4500칼로리임을 고려했을 때 목재와 유사하거나 좀 더 낮은 수준의 열량을 보이고 있습니다. 물론 이것은 실질적인 저위발열량이라는 개념은 아니지만, 이렇게 연료적 가치가 있다는 것을 알 수가 있습니다.  

◇ 진행자> 소 배설물을 그대로 넣지는 않을 거고, 어떻게 연료가 된 건지 가공 과정을 좀 설명해 주실 수 있을까요?

◆ 이동준> 소에서 분뇨가 배출이 되면 수분 함량이 한 70-80% 수준을 가지고 있습니다. 수분 함량이 매우 높죠. 이렇게 배출된 우분은 축사의 저장 기간에 따라 짧게는 한 3개월에서 1년 동안 저장됩니다. 그 과정에서 유기물 분해와 함께 수분이 점차 감소해 최종적으로 수거할 때는 한 60% 수준의 수분 함량을 갖고 있습니다.

두 번째로는 건조 과정을 거칩니다. 자연건조를 하든 퇴비를 만드는 발효건조를 하든 혹은 열건조를 하든 다양한 건조 방식을 통해서 건조를 거치면 수분 함량을 한 20%까지 낮추고요.

가공을 거쳐서 펠릿 형태로 만듭니다. 참고로 말씀드리면, 우분 고체연료는 가축 분뇨 관리 및 이용에 관한 법률이라는 시행규칙에 규격이 설명되어 있습니다. 길이가 40mm 이하거나 각종 성분에 대한 규격 등이 이미 명시화되어 있습니다.  

◇ 진행자> 하루 발전소를 돌릴 정도면 양이 어마어마할 것 같은데, 어떻습니까?

◆ 이동준> 목재펠릿이나 하수 슬러지로 대표되는 바이오매스 등을 활용한 발전소는 크게 2가지 타입이 있습니다. 첫 번째는 석탄과 혼합해서 연료를 활용하는 혼소 방법이 있고요. 두 번째는 바이오매스만을 전적으로 활용하는 전소발전이 있습니다.

제가 국내 발전소를 대표적으로 예로 계산을 해봤는데요. 국내 전소발전소 약 300메가와트에서 쓰는 하루에 목재펠릿 양이 한 4천 톤 정도 됩니다. 이를 단순 열량가로만 계산했을 때는 우분 고체연료는 하루에 한 6천 톤이 필요하고요. 참고로 말씀드리면, 연간 우분의 발생량 총발생량은 2200만 톤입니다.

얘를 고체연료로 환산하고 계산을 하면 하루당 고체연료가 한 2만2천 톤이 나옵니다. 그럼 쉽게 말해서 아까 6천 톤이라고 말씀드렸으니까 하루 전체 국내에 있는 우분을 고체연료로 바꿨을 때가 2만 2천 톤이면 6천 톤은 30% 수준이다라고 판단할 수 있습니다.  

우분과 왕겨를 섞어 만든 펠릿. 조민교 인턴

◇ 진행자> 기존 연료에 비해서 열효율 또 가성비랄까요? 그 비용은 어떻습니까?

◆ 이동준> 가축 분뇨 고체연료가 현재 국내에서 실제로 거래된 적은 없습니다. 그리고 거래라는 게 기업 간 계약이기 때문에 제가 단가를 밝히긴 좀 어렵지만 열량 단가라는 개념이 있습니다. 발열량당 단순한 발열량 대비 가격인데요.  

◇ 진행자> 열량 단가

◆ 이동준> 쉽게 말해서 1칼로리당 가격이라고 생각하시면 되는데 그것을 봤을 때 목재펠릿의 3분의 2 수준이다  

◇ 진행자> 3분의 2

◆ 이동준> 70%라고 해야 되나요? 3분의 1 수준이라고 생각하시면 될 것 같습니다.  

◇ 진행자> 당장 하반기부터 시범 가동에 들어간다는데 이미 기술은 어느 정도 완료가 됐었던 상황인 모양이네요.

◆ 이동준> 가축 분뇨를 처리하거나 폐기물을 처리할 때 바이오가스와 함께 이미 상용화되어 있는 기술 중에 하나입니다. 그래서 우리가 하반기에 시범 연소를 한다 해서 기술적 제약이나 어려움이 있을 것으로 판단되지는 않습니다. 이미 해외에도 가축 분뇨를 이용해서 전소발전을 하는 발전소들이 있는 것을 봤을 때 참고가 될 수 있겠죠.

다만 우리가 우분 고체연료를 아직 해본 적이 없지 않습니까? 그렇기 때문에 하반기에 시범 연소를  하는 과정 중에서 아마 애로사항 등이 많이 도출되고 고체연료를 상용화하는 데 노하우가 많이 쌓일 거라고 저는 기대하고 있습니다.  

전북 김제에 생긴 우분고체연료화 실증단지. 조민교 인턴

◇ 진행자> 이런 좋은 기술이 있었는데, 그동안 왜 상용화되지 않았던 건가요?

◆ 이동준> 법적인 규제 규약을 설명을 드리면, 우분 고체연료를 사업으로 추진하기 위해서는 법적으로 가축분뇨 처리업이라는 것을 획득해야 됩니다. 처리업을 획득하기 위해서는 첫 번째는 전문 시설과 장비가 있어야 되고 두 번째는 전문 기술 인력이 3명 이상 있었어야 됐습니다. 이것이 실질적으로 우분 고체연료를 하고 싶은 사업자들한테 진입장벽을 높인 애로사항으로 작용했습니다.

하지만 전체적으로 봤을 때 작년부터 농식품부나 환경부 농협 등 관련 기관 등의 협업을 통해서 관련 전문 인력을 2명으로 낮추고 더불어서 대행업체를 맡긴다고 하면 그 전문 인력도 확보하지 않아도 향후에 우분 고체연료를 사업을 할 때 업계에 도움이 될 거라고 생각이 됩니다.

◇ 진행자> 비용도 비용이지만 환경적으로도 의미가 있을 것 같아요.  

◆ 이동준> 맞습니다. 저는 크게 2가지 측면을 말씀드리고 싶어요. 첫 번째는 축산 환경 개선적 측면이 있고요. 두 번째로는 우리가 화석연료 대체 탄소중립적 의미가 있을 것 같아요.

좀 더 구체적으로 설명해 드리면, 국내에서는 축산업이 70년대부터 전업화 규모화 되고 있습니다. 커지는 거는 뉴스를 보면 아시다시피 그렇죠. 그 과정에서 축사의 규모가 늘어나면서 가축 분뇨 발생량이 점점 늘어나겠죠.

국내 통계로 봤을 때 2020년을 기준으로 국내에 배출되는 가축 분뇨 발생량이 5천만 톤을 넘습니다. 국내 가축 분뇨 처리는 대부분 퇴비나 액비 같은 비료를 생산하는 걸로 처리를 하고 있습니다. 약 90% 수준을요. 그렇게 되면 우리가 품질 좋은 비료를 얻을 수 있다는 장점도 있지만 이것을 다 토양이나 수질의 양분 부하에 작용하게 됩니다.

그렇기 때문에 우분 고체연료를 통해서 그 비율을 낮춘다고 하면 실질적으로 토양의 양분 부하나 수질의 양분 부하를 저감하는데 크게 도움이 될 것으로 생각이 됩니다.  

◇ 진행자> 양분 부하? 바다로 치면 부영양화

◆ 이동준> 맞습니다. 지금 실증 특례를 추진하고 있는 전북도의 경우에도 우분 고체 사업을 하는 목적 자체가 새만금 수질 사업 개선에 목적을 두고 있습니다. 그리고 두 번째는 화석연료 대체라고 말씀을 드렸는데요. 우리가 현재 수입에 의존하고 있는 유연탄과 같은 화석연료 등은 연소 과정에서 다량의 온실가스를 배출하게 됩니다. 그렇기 때문에 우분 고체연료로 대체하게 되면 온실가스를 줄이는 데 탄소 중립적 측면에서 도움이 될 거라고 판단하고 있습니다.  

◇ 진행자> 축산 농가에도 새로운 소득원으로 떠오를 수 있을 것 같아요.

◆ 이동준> 아쉽지만 지금 제 판단하에서는 신규 소득원으로 가축 분뇨의 사업화는 현실적으로 기대하기 어렵습니다. 앞서 말씀드렸다시피 농가 입장에서도 축산업의 허가를 획득해야 되고 실질적으로 규제를 완화했다고 설명했지만, 농가 수준에서 이거를 획득하기는 어렵습니다.

하지만 고체연료 사업이 상용화된다는 가정하에 활성화된다는 저희 예측을 말씀드리면, 농가 입장에서 자체적으로 우분의 품질을 높이기 위해서 예를 들어서 건조를 새로운 기술을 만들어 도입하거나 새로운 혼합물을 통해서 수분 조절제를 많이 섞거나 해서 품질을 높이고 품질 규격을 상향화 한다면, 신규 소득원으로 인정받는 기회도 얻을 수 있지 않을까? 조심스레 예측해보고 있습니다.

◇ 진행자> 그렇다면 농가에서 발생한 우분을 어떻게 모으고 또 관리할 것인가? 이 부분도 중요한 과제로 떠오를 것 같아요.

◆ 이동준> 이건 이미 답이 정해져 있는 부분인데요.

◇ 진행자> 그래요.  

◆ 이동준> 우분을 비롯한 가축 분뇨 같은 경우에는 다른 바이오매스 목재계 바이오매스라든지 농업 부산물 등으로 대표되는 그런 것과 달리 이미 유통망과 수거망이 다 있습니다. 혹시 그런 걸 보셨을지 모르겠는데 공동자원화 시설이 전국에 한 88개 정도 설치되어 있습니다. 이것들이 다 퇴비나 액비를 생산하는 비료생산시설인데요. 고체연료를 위한 시설 전환을 좀 하고 그다음에 처리업을 좀 더 획득하기 위해서 사업 변경을 한다면, 우분 고체연료 사업의 유통망과 제조망으로 작용할 수 있습니다.

◇ 진행자> 앞으로 또 어떤 연구 계획 있으신가요?

◆ 이동준> 저희 국립축산과학원은 우분을 포함한 가축 분뇨에 대해서 다양한 연구를 수행하고 있는데요. 우분 고체연료의 상용화를 위해서 고체연료를 활용한 품질을 개선하거나 농가 입장에서 규격화를 위해 축사의 저장 기간을 얼마나 하고 수분 조절제를 섞었을 때 품질이 얼마만큼 나아지는지에 대한 연구도 할 것이고요.

이거를 연소하면 폐기물이 나오겠죠. 그걸 소각재라고 합니다. 소각재 등은 지금 당장은 처리할 수 있는 방법이 없는데 다양한 처리 방법을 모색하는 연구 등을 추진할 예정입니다.

◇ 진행자> 지금까지 농촌진흥청 국립축산과학원 이동준 연구사와 얘기 나눴습니다.

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전북CBS 소민정 프로듀서 cbssopd@cbs.co.kr

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