농림축산식품부와 기후에너지환경부가 가축분뇨(우분)를 고체연료로 만들어 전기와 열을 생산하는 바이오매스 에너지 기술 개발에 본격 착수한다.

농림축산식품부와 기후에너지환경부는 28일(내일) 서울 중구 써밋원서울역점에서 '바이오매스 고체연료 생산 및 이용 기술개발' 착수보고회를 열고, 우분을 활용한 고체연료 생산부터 발전·오염물질 저감까지 전 주기를 아우르는 다부처 연구개발(R&D) 사업을 본격 추진한다고 밝혔다.

현재 우분은 대부분 퇴비로 활용되고 있지만, 농경지 면적 감소와 과잉 살포로 인한 하천 녹조 발생 등의 문제가 제기되고 있다.

또한 발전용 연료로 사용되는 목재펠릿과 목재칩 등 목질계 바이오매스의 수입 의존도가 높은 만큼, 국내 미활용 바이오매스를 활용한 대체 연료 개발 필요성이 커지고 있다.

정부는 우분을 고체연료로 전환해 발전소 연료로 활용함으로써 전기와 열을 생산하고, 수질오염 저감과 재생에너지 확대를 동시에 달성한다는 계획이다.

이를 위해 올해부터 2029년까지 총 298억원을 투입해 △우분 고체연료 산업화 기술 개발(농식품부) △바이오매스 고체연료 생산 및 활용 기술 개발(기후에너지환경부) △고체연료 생산 및 활용시설 오염방지 기술 고도화(기후에너지환경부) 등 3개 분야 연구를 추진한다.

농림축산식품부는 우분과 농업부산물의 수거·이력관리·품질관리를 표준화하고, 수분 함량이 높은 우분을 적은 에너지로 효율적으로 건조하는 기술을 개발해 생산비 절감과 에너지 효율 향상을 추진한다.

또 우분 전용 발효·건조 공정을 구축하고 원료 혼합 기술을 통해 발열량과 수분 함량 등 연료 품질을 일정하게 유지하는 기술을 확보할 계획이다. 사물인터넷(IoT) 센서와 데이터 분석을 활용한 스마트 생산 시스템도 구축해 생산 전 과정을 실시간으로 관리하고, 별도의 압축·성형 공정 없이 사용할 수 있는 우분 고체연료도 개발할 예정이다.

기후에너지환경부는 우분과 커피찌꺼기, 농업부산물 등을 혼합한 고체연료 제조공정을 최적화해 하루 15톤, 총 4천500톤 규모의 실증시설을 구축한다. 이를 통해 발열량 3천500kcal/kg 이상의 고품질 고체연료 생산 기술을 확보한다는 목표다.

생산된 연료는 330MW급 상용 발전설비 혼소 발전과 4MW급 열병합발전 전소 보일러 실증에 활용해 전기와 열 생산 기술의 사업화 기반도 마련할 계획이다.

환경성 확보를 위한 기술 개발도 병행된다. 생산 과정에서는 고온·고습 배출가스에서 암모니아를 회수하고, 고도산화공정(AOP)과 역삼투(RO) 공정을 결합한 폐수 처리 기술을 검증한다.

활용 단계에서는 촉매 여과필터를 적용해 미세먼지(PM), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등 대기오염물질을 저감하고, 폐수 무방류 처리공정을 구축해 환경 영향을 최소화할 계획이다. 또한 전과정평가(LCA)를 통해 온실가스 감축 효과도 검증한다.

양 부처는 이번 사업을 통해 원료 확보와 품질관리부터 고체연료 생산·활용, 오염물질 저감까지 전 단계를 연계하는 협력체계를 구축해 가축분뇨 기반 바이오매스 산업 생태계 조성에 나설 방침이다.

이재식 농림축산식품부 축산정책국장은 "농가에서 배출되는 우분의 수거와 품질관리부터 저에너지 기반 고체연료 생산까지 일괄 체계를 구축하는 데 의미가 크다"며 "우분과 농업부산물을 활용한 고품질·저비용 고체연료 생산 기술을 확보해 농가 현장에서 실제로 작동하는 바이오매스 선순환 생태계를 조성하겠다"고 말했다.

김고응 기후에너지환경부 자원순환국장은 "가축분뇨 처리 방식의 근본적인 전환이 필요한 시점"이라며 "가축분뇨 에너지화 기술 개발을 적극 지원해 고체연료 산업 생태계 구축에 힘쓰겠다"고 밝혔다.