쓰레기가 에너지가 된다고?
바이오매스로 만드는 바이오에너지
여러분, 쓰레기가 재생에너지로 쓰일 수 있다는 사실을 혹시 알고 계셨나요?우리가 흔히 볼 수 있는 쓰레기는 물론이고 나무, 가축의 분뇨도 원료로 사용되어 에너지가 되는 바이오에너지에 대해서 함께 알아봐요!
우선 바이오에너지를 만들 때 사용되는 원료인 바이오매스에 대해서 알아보겠습니다! 바이오매스란 바이오에너지를 만들 때 사용되는 에너지원으로 화학적 에너지로 사용 가능한 식물, 동물, 미생물 등의 모든 유기체들을 의미합니다. 최근에는 모든 산업활동에서 발생하는 유기성 폐자원까지도 포함하는 개념으로 폭넓게 다뤄지고 있습니다. 그래서 곡물과 식물, 폐목재, 식물 줄기와 같은 목질계, 해조류, 동물의 분뇨와 음식물 쓰레기 등 바이오에너지의 원료가 되는 것을 모두 바이오매스라고 부릅니다.
이러한 바이오매스를 원료로 해서 에너지를 생산한 것이 바이오에너지입니다. 바이오에너지의 원료에는 사람이 식량으로 사용할 수 있는 당질계, 전분계 바이오매스와 식량으로 사용할 수 없는 셀룰로오스(셀룰로스)계 바이오매스가 있습니다. 쉽게 말해서 우리가 먹는 곡물과 채소 등을 통해 바이오에너지를 만들 수 있다는 것입니다!
그러나 곡물을 식량 자원으로 활용할지, 아니면 에너지 자원으로 활용할지 판단하긴 쉽지 않습니다. 왜냐하면 곡물 생산량이나 곡물 가격 등 여러 변수가 현실에는 존재하기 때문입니다. 그래서 식량에 영향을 주지 않는 바이오에너지를 만들고자 셀룰로오스(셀룰로스)계 바이오매스를 활용하고 있는 것입니다. 그래서 이를 지역 냉난방과 발전연료, 자동차 연료 등으로 활용하여 다양한 분야에서 많이 활용하고 있습니다.
그러면 이제 바이오에너지의 종류에 대해서 한 번 알아보러 가겠습니다!
바이오에너지는 크게 대표적으로 3가지 종류가 있습니다.
1. 메탄가스로 전기를 생산하는 바이오가스
2. 식물의 당분을 발효시켜 만드는 바이오에탄올(알코올)
3. 식물성 기름을 추출해 만드는 바이오디젤
그러면 이제 세부적으로 바이오에너지 하나씩 제대로 알아볼까요?
< 바이오가스 >
바이오가스는 하수 슬러지, 축산 분뇨와 같이 우리 주변에서 쉽게 구할 수 있는 유기성 물질의 혐기성 소화를 활용해 메탄가스를 생성합니다.
그래서 이렇게 만들어진 메탄가스를 이용하여 발전기를 돌려 전력을 생산합니다. 이 바이오가스는 자원의 제약이 적고, 비교적 적은 투자로 자원을 얻을 수 있습니다. 그리고 바이오에탄올과 바이오디젤과는 달리 가스 형태로 만들어지는 것이 특징이고 석유의 대체재로 평가받고 있습니다.
< 바이오에탄올(알코올) >
바이오에탄올은 옥수수와 사탕수수 등의 곡물과 나무, 볏짚 등 식물의 당분을 발효시켜 만듭니다. 발효시키는 원료에 따라 사람이 식량으로 사용할 수 있는 곡물 원료를 발효시켜 생산한 1세대 바이오알코올, 식량으로 사용할 수 없는 나무줄기나 볏짚 등의 목질 원료로부터 얻는 2세대 바이오알코올로 나뉩니다. 알코올 내에 포함된 탄소수에 따라 메탄올, 에탄올, 부탄올, 프로판올 등으로 나뉩니다. 이 바이오에탄올은 주로 액체 형태로 변환되어 휘발유에 비해 열량이나 공해물질 함유량이 상대적으로 낮아 자동차 연료로 많이 사용됩니다.
< 바이오디젤 >
바이오디젤은 식물성 기름이나 동물성 지방을 원료로 하여 만든 바이오 연료입니다. 그래서 미세 조류에서 지방을 축적한 다음 지방과 당분을 수확한 뒤 용매를 이용해서 지방과 당분을 분리합니다. 그 후 용매를 제거하고 지방을 남긴 뒤 그 지방을 변환한 것이 바이오디젤입니다. (에스테르 교환방법에 해당) 바이오디젤은 경유와 혼합되어 자동차 연료로 쓰이며 일반 경유에 비해 대기오염 물질이 적게 배출되어 굉장히 널리 쓰이고 있는 추세입니다. 이렇게 바이오디젤의 필요성이 급증하면서 바이오디젤을 개발하기 위한 기술도 메탄올을 이용하는 에스테르 교환방법 중 알칼리를 촉매로 이용하는 방법, 리파아제 지방분해효소 또는 초임계 메탄올을 이용하는 방법 등 다양해지고 있습니다.
그렇다면 이제 바이오에너지가 왜 각광을 받고 있고 친환경 에너지라고 불리는지 이유를 알아보러 가겠습니다!
바이오에너지는 한 번 사용하면 없어져 버리는 화석 연료와 달리, 재생과 재활용이 모두 가능합니다. 바이오에너지를 사용하면서 발생한 이산화탄소가 바이오매스의 성장 과정에서 광합성을 통해 다시 흡수되기 때문에 환경 오염 없이 순환 가능한 구조로 지속 가능한 에너지로 나아갈 수 있습니다. 그래서 실질적인 탄소 중립을 이룰 수 있는 에너지 기술로 각광받고 있습니다. 또한 미세먼지, 화학 물질과 같은 오염 물질의 배출량을 줄여 환경오염 저감 효과를 가져올 수 있습니다.
그리고 바이오매스는 언제 어느 곳에서나 얻을 수 있고 대규모 저장과 운송이 가능하여 굉장히 효율적이고 재생 가능한 에너지원으로 이용되기 때문에 바이오에너지가 친환경 에너지로 주목받고 있습니다. 그리고 환경 오염의 주 원인이던 쓰레기, 가축 분뇨 등을 새로운 에너지로 탈바꿈해 환경을 살리고 자원 부족이라는 문제 또한 해결해 나갈 수 있는 것입니다. 그래서 이렇게 바이오에너지를 확보할 수 있게 된다면 에너지 기술 자립화는 물론이고 해외로부터 에너지를 수입하는데 드는 비용 또한 절감할 수 있을 것입니다.
우리나라는 물론이고 세계 여러 나라에서 바이오에너지 기술 발전과 생산에 많은 연구와 투자를 아끼지 않고 있습니다. 문제는 바이오에너지를 생산하는데 비용이 많이 든다는 것입니다. 그리고 다양한 쓰레기들과 가축 분뇨와 같은 바이오매스 자원을 수거하고 다시 처리하기 위해서는 넓은 면적의 토지와 원료 각각에 맞는 가공 방식과 처리 과정이 필요합니다.
이렇게 극복해 나가야 할 점이 있음에도 불구하고, 바이오에너지는 환경 오염을 끝낼 수 있는 대안으로 각광받고 있습니다. 그래서 지속적인 환경 보존과 안정적이고 효율적인 에너지 발전을 하기 위해 우리나라는 2030년까지 전체 에너지를 11% 늘리는 것을 목표로 하고 있으며, 그 중 바이오에너지가 차지하는 비율을 3.4% 정도까지 확대하고자 계획하고 있습니다.
이렇게 쓰임새 많고 친환경적인 에너지인 바이오에너지, 우리가 태양광, 수소 에너지, 원자력 에너지처럼 관심을 가지고 같이 지켜봐야 하지 않을까요?
* 참고자료
두피디아
두산백과
키즈 현대
게티이미지코리아
영국에서 세계 최대 규모 바이오매스(화선연료 대신 동식물 같은 바이오 에너지로 전기를 생산하는 방식)발전소를 운영하는 드랙스그룹이 ‘그린워싱’ 혐의로 경제협력개발기구(OECD)에게 조사를 받고 있다. 환경단체 6곳이 OECD에 의혹을 제기하고 제소했기 때문이다. 그린워싱(Greenwashing)은 기업이 실제로는 환경에 악영향을 끼치는 제품을 생산하면서도 광고 등을 통해 친환경적 이미지를 내세우는 것을 말한다.
1일 영국에 기반을 둔 환경단체 라이프스케이프 프로젝트에 따르면 OECD 영국 연락사무소는 지난달 27일 드랙스그룹에 대한 추가조사를 시작했다.
드랙스그룹은 기존의 석탄발전소를 바이오매스로 전환한 후 탄소배출을 90% 줄였다고 홍보해왔다. 앞서 라이프스케이프 프로젝트 등 환경단체 6곳은 “드랙스그룹의 ‘나무를 태워서 탄소중립 전기를 생산한다’는 주장이 OECD의 다국적 기업 가이드라인을 위반한다”며 드랙스그룹을 지난해 10월 OECD에 제소했다. OECD 다국적기업 가이드라인은 “온실가스 배출량, 생물다양성 및 기타 환경문제에 대해서 제품에 대한 정확한 정보 제공을 통해 기업의 제품 및 서비스 이용이 환경에 미치는 영향에 대한 소비자의 인식을 제고한다”고 규정한다.
드랙스그룹은 영국에서 약 2595MW의 바이오매스 발전소를 운영하지만, 발전에 이용하는 나무는 주로 북미 지역의 숲에서 들여온다. 드랙스그룹은 미국과 캐나다의 노령림을 벌채해 비판받은 ‘피나클 재생에너지’ 등 바이오매스 기업들을 지난해 인수했다. 피나클 재생에너지는 올해부터 한국 GS글로벌에 10만t의 목재 펠릿을 공급하는 것으로 알려진 곳이기도 하다.
블룸버그통신 등 외신에 따르면 드랙스그룹은 ‘바이오매스 발전의 온실가스 영향은 발전소의 위치가 아니라 벌채국에서 반영한다’는 UN의 보고 규칙을 근거로 ‘탄소중립’을 주장한다. 그러나유엔은 이런 규정이 온실가스 배출이 중복으로 계산되는 것을 막기 위함이며, 바이오매스의 ‘탄소중립’ 발전을 위한 근거로 쓰여서는 안된다고 말한다.
영국 기후·에너지 싱크탱크인 엠버(EMBER)가 지난해 10월 낸 분석자료에 따르면 영국을 포함한 세계에서 목재를 이용한 바이오매스를 가장 많이하는 드랙스그룹은 영국에서 가장 큰 이산화탄소 배출원이다. 유럽 전체의 석탄 화력발전 기업과 비교해도 4위에 해당한다. 영국에서 전력용 바이오매스 연소는 2019년부터 석탄보다 더 많은 이산화탄소를 배출하고 있다.
송한새 기후솔루션 연구원은 “OECD 영국 연락사무소의 결정은 바이오매스 발전으로 탄소배출을 줄인다는 그린워싱에 제동을 거는 첫걸음”이라며 “우리 정부와 업계도 재생에너지 확대를 바이오매스로 충당하려는 꼼수를 멈춰야 한다”고 말했다.