[농수축산신문=홍정민·송형근 기자]

가축분뇨·음식물 쓰레기 폐수 활용한
에너지 생산으로 온실가스 배출 저감과
가축분뇨처리·악취해소 도움

바이오가스 생산 촉진 위해
제도적 보완 선행으로
안정적 사육기반 유지와
쾌적한 생활환경 조성에 힘서야

최근 환경과 가축질병 이슈는 그 중요성이 갈수록 부각되고 있다.

이런 상황에서 국내 축산농가는 꾸준히 규모화를 진행해 왔고 사육 마릿수 역시 증가세를 이어오고 있다.

그러나 사육 마릿수 증가는 가축분뇨 발생량 증가로 이어지면서 악취 발생 민원도 증가해 이른바 ‘안티축산’ 여론이 확산되는 결과를 낳았다.

게다가 매년 경지면적이 감소하면서 가축분뇨를 자원화 하려해도 제반 여건이 갈수록 녹록지 않은 상황이다. 토양내 양분의 과도한 초과, 퇴·액비 부숙도 기준 강화 등에 더해 최근 정부가 그린뉴딜 정책 추진에 나서면서 가축분뇨 에너지화 방안에 대한 관심이 높아지고 있는 것은 어쩌면 당연한 현상이다.

축산의 환경규제를 극복하기 위한 가축분뇨 에너지화의 현재와 발전방향 등을 짚어본다.

# 바이오가스시설 국내 100여 곳 가동 중

2019년 말 기준 국내 유기성 폐자원 바이오가스 시설은 101개소가 가동 중에 있다. 세부적으로 음식물류폐기물 바이오가스 시설이 21개소, 가축분뇨 바이오가스 시설이 4개소, 하수슬러지 바이오가스 시설이 32개소, 병합 바이오가스 시설이 30개소로 파악되고 있다.

운영주체에 따라 국내에서 가동 중인 바이오가스 시설은 지자체 등에서 운영하는 공공처리시설과 민간이 운영하는 민간처리시설로 구분할 수 있는데, 101개소 바이오가스 시설 중 14개소가 민간처리시설로 운영되고 있다.

바이오가스 시설은 각종 바이오매스를 원료로 이용하며 이들 원료를 저장·분쇄·가용화하는 전처리 공정, 유기물로부터 바이오가스를 생산하는 혐기성소화 공정, 바이오가스를 열 또는 전기에너지로 전환시키는 에너지 전환공정이 근간을 이루고 있다.

바이오가스 시설에서 원료관리와 소화액 이용기술은 직접적인 플랜트 기술에 포함되지 않지만, 원료관리와 탐색 기술은 바이오가스 플랜트의 최적설계에 활용된다.

# 일본, 신재생에너지 보조 지원, 향후 산업수요 증가 전망

일본은 2011년 동일본 대지진과 후쿠시마 원전 사고로 인해 원자력의 안전성 문제가 대두되면서 일본 내 원자력 발전에 대한 의존도는 낮아지기 시작했다.

이러한 가운데 지구 온난화라는 전 지구적 문제를 해결하기 위해 2015년 12월 12일 기후변화협약 당사국총회(COP21) 195개 협약 당사국은 파리기후변화협약을 체결하게 됐다.

이에 일본은 지난해부터 온실가스 배출을 제로(zero)로 하는 이른바 ‘탄소중립’ 정책을 선언하며 화석연료에 대한 의존도를 줄여나가는 정책을 추진하게 됐다. 재생에너지 비율을 높임으로써 기후 문제 해결, 낮은 에너지 자급률 극복의 두 마리 토끼를 다 잡겠다는 계획을 세운 것이다.

앞서 일본은 2003년 발전차액지원(FIT)제도를 폐지한 뒤 신재생에너지 의무할당제(RPS)제도를 실시했다. 하지만 보조금 정책을 유지하고 있는 신재생에너지 시장에서 독일과 중국 기업에 밀리는 현상이 발생하면서 2012년 7월부터 FIT제도를 재도입해 실시하고 있다.

FIT제도는 재생이 가능한 에너지로 발전한 전기를 전력회사가 일정 가격으로 일정 기간 매입할 수 있도록 정부가 지원하는 제도로, 일본은 전력회사가 고가의 재생에너지를 적극 매입할 수 있도록 유도하는 정책을 펼쳐가고 있다.

대한무역투자진흥공사(KOTRA)에 따르면 일본의 재생에너지는 태양광, 풍력, 수력, 지열, 바이오매스 총 5가지로 일본 정부가 정한 요건을 충족한 사업계획을 수립, 새로운 발전을 하게 된다. 이중 태양광 발전은 주택의 경우 10kW 미만, 공장용 발전소는 10~50kW 이하의 경우 직접 소비하고 그 이상의 발전 잉여분이 매입의 대상이 된다.

기존 FIT제도는 전력 수요가 많고 시장 가격도 높은 시간대에 인센티브가 없었으며, 전반적으로 보조금 전체가 늘어나는 경향도 보였다. 하지만 일본이 새롭게 도입한 시장가격연동형지원(FIP)제도는 시장가격과 수요량이 낮은 시간대에 전력을 축적해 수요와 시장가격이 높은 피크 시간대에 공급하는 인센티브로 인해 전력 수요에 따라 공급량도 연동하면서 보다 안정적인 전력 공급이 가능한 상황이다.

# 독일, 바이오에너지 마을 140여 곳 구축

해외 사례 중 독일의 경우 2018년 기준 전국 147개소의 바이오에너지 마을을 구축하고 있고, 44개소의 바이오에너지 마을의 구축을 추진하고 있는 것으로 알려졌다.

산업통상자원부 등에 따르면 독일의 바이오에너지 마을은 바이오가스 시설에서 생산되는 바이오가스를 열병합 발전하고, 전력은 판매하며 발전열은 지역의 난방 네트워크에 연결해 지역의 난방에너지를 자립하는데 사용하고 있다.

최근까지 독일은 약 9000개소 이상의 바이오가스 플랜트에서 가축분뇨와 바이오 폐기물과 같은 유기성 폐자원과 에너지작물을 혐기소화하고 있다. 이러한 독일의 바이오가스 부문의 산업화 촉진은 주로 2004년 이후에 수반되는 다양한 촉진 제도뿐만 아니라 재생가능에너지법에 의해 촉발됐다. 2000년 재생가능에너지법의 시행에 이어 2004, 2009, 2012, 2014, 2017년 재생가능에너지법의 개정을 통해 급속한 바이오가스 시설의 확대를 유도한 바 있다.

독일의 재생가능에너지법은 ‘재생에너지의 보급 및 이용 촉진에 관한 법률’로서 바이오가스 산업 활성화 측면에서 △폐기물 이용촉진 △수송용 연료 활용촉진 △바이오매스 이용 전력생산 촉진 △열병합발전 촉진 △대기오염물질 배출 저감 △순환형 경제 촉진 △혐기소화액 자원이용 촉진 등 다양한 법률과의 연계 체계를 구축하는 형태로 추진됐다.

이와 함께 바이오가스 생산 후 발생하는 혐기소화 부산물의 농지환원과 비료 이용을 촉진시키기 위해 다양한 환경, 보건위생 측면의 위해요소를 관리하고 농업 부문의 비료 이용을 촉진시키는 방향으로 법률을 개정했다.

독일은 탈원전 이후 전기생산에 초점이 맞춰진 가운데 농가형 시설을 기반으로 발전했고 정부에서 농가에 300%의 보조금을 지급하는 등 정부혜택이 많은 편이다. 특히 에너지곡물을 무제한 투입할 수 있고 소화액의 경우 토지에 살포하고 있어 악취관리는 어려운 편이다.

# 덴마크, 상업적 규모로 200톤 이상 처리

덴마크 에너지 협약에 따르면 덴마크는 2030년까지 전력의 100%를 신재생, 2050년까지 탈탄소화 사회를 목표로 하고 있다. 신재생에너지원이자 주요 유기폐기물의 자원순환 모델인 바이오가스에 대한 정부의 관심이 높다. 또한 기존은 농장이나 지방자치단체에서 바이오가스플랜트를 소유했지만 최근에는 투자자들이 농장이나 기업들과 공유하는 방식으로 시장에 진입하는 추세를 보이고 있다.

바이오가스와 관련해 우리나라에서 주로 도입한 기술은 농가형 시설을 기반으로 하는 독일형에 가까운 반면 덴마크는 상업적 규모로 하루 200톤 이상으로 폐기물을 처리하는데 기술이 맞춰져 있는 것이 특징이다. 정부혜택은 보조금 100%, 곡물 투입량은 2% 이내로 제한하고 있다. 고액분리 후 질소비료 추출과 농업용수 방출이 이뤄지고 있어 악취관리도 완벽하게 관리하고 있다는 게 전문가들의 분석이다.

업계의 한 전문가는 “전기가격이 kW당 독일이 300원이고 한국은 100원인 수준인데 독일정부는 보조를 통해 바이오가스의 수익을 농가에 보장해 주고 있다”면서 “여러 여건을 고려할 때 우리나라에서 수익성을 실현하려면 결국 덴마크 방식으로 규모를 키워 경제성을 실현하는 것이 바람직하다”고 제언했다.

# 국내 기술적 경험 축적 중 발전 위한 제도개선 뒤따라야

국내 재생에너지 생산 개념의 바이오가스와 발전시설은 2000년대 초반부터 도입되기 시작했다. 이후 적극적인 연구개발과 다양한 현장 경험을 통해 기술적 경험이 쌓이고 있다는 게 전문가들의 전언이다.

바이오가스는 가축분뇨와 음식물 쓰레기에서 나오는 폐수를 활용해 에너지를 생산하기 때문에 온실가스 배출을 줄이는 것 뿐만 아니라 축산농가의 분뇨처리, 축산악취 해소에도 기여한다.

도입 초기 기술적 경험을 기반으로 2017년 국립환경과학원은 바이오가스 시설의 기술지침서를 작성했으며 현재는 해당 지침에 따라 바이오가스 시설이 설치·운전되고 있다.

국내 전문가들을 중심으로 작성한 바이오가스 시설 기술지침서는 음식물류폐기물, 가축분뇨, 하수슬러지 등 유기성 폐자원의 에너지화를 대상으로 하고 있다. 지침에는 유기성 폐자원 에너지화 시설의 안정적인 운전을 위해 원료 반입 단계부터 발전 단계까지 다양한 기술적 최소 요구사항을 규정하고 있다.

이런 가운데 이규민 의원(더불어민주, 안성)은 지난해 12월 31일, 가축분뇨공공처리시설에 바이오가스를 생산하는 설비를 설치하는 ‘가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률’ 일부개정 법률안을 발의했다.

현재 가축분뇨를 활용한 바이오가스 생산은 국내에서 배출되는 가축분뇨를 활용할 수 있다는 점과 가격경쟁력도 언급될 수 있지만 보급은 매우 더딘 상황이다.

이와 관련해 개정 법률안에는 축분을 이용한 친환경에너지 생산을 촉진하기 위해 △지방자치단체의 장이 가축분뇨공공처리시설을 설치하는 경우, 바이오에너지를 생산·이용하기 위한 설비를 설치하도록 하는 것과 △농협이 해당 설비를 설치하는 경우, 비용의 전부 또는 일부를 지원하도록 하는 내용을 담았다.

윤영만 한경대 교수는 “바이오가스를 통한 에너지 생산은 큰 시장성을 갖고 있다”며 “가축분뇨를 활용한 바이오가스 생산을 촉진하기 위해 관련 제도적 보완은 선행되는 것이 필수적이다”고 말했다.

이규민 의원은 “경기 안성시 같이 축산업이 활성화된 지역은 가축분뇨 처리와 축산냄새 해결을 통해 지속가능한 축산업 영위에 대해 많은 고민이 필요한 것이 사실이다”며 “법 개정을 통해 축산농가의 안정적인 사육 기반 유지와 시민들의 쾌적한 생활환경 조성에 도움이 되기를 바란다”고 말했다.

최근 정부가 그린뉴딜 정책을 추진하면서 관심의 중심에 서 있는 가축분뇨 에너지화 방안과 관련해 현장에선 기존 시설과 연계한 바이오가스시설 설치 시 안정적인 수입과 경영구조에 특히 주목해야 한다는 지적이다.

친환경자연순환농업협회 관계자는 “바이오가스시설이 공동자원화시설 못지않게 민원이 발생하는 상황에서 기존 공동자원화시설 등이 노후화된 현실을 고려해 개보수 사업을 확대하고 소규모 공동자원화 수준의 액비유통센터를 지원하는 것과 연계되는 게 바람직할 것 같다”며 “특히 바이오에너지의 주 수입원이 매전이 될 수 있도록 제도적 개선 등도 함께 필요하다”고 말했다.