바이오 메테인 연료의 장점과 활용 사례

 

바이오 메테인 연료란?

바이오 메테인(biomethane)은 유기 폐기물(음식물 쓰레기, 농업 부산물, 하수 슬러지 등)을 분해할 때 생성되는 바이오가스를 정제해 만든 재생 가능 에너지입니다. 바이오가스의 주성분은 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂)인데, 이 중 메탄을 추출하고 정제해 천연가스와 유사한 형태로 만든 것이 바이오 메테인입니다.

 

바이오 메테인은 화석연료의 대체재로 주목받고 있으며, 천연가스와 동일한 가스망에 투입하거나 차량 연료, 발전소 연료, 또는 산업용 에너지로 사용할 수 있습니다. 또한, 생산 과정에서 이산화탄소 배출을 줄이고, 메탄을 에너지로 전환해 온실가스를 줄이는 효과가 있어 탄소 중립 실현에 기여합니다​

 

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바이오 메테인의 장점

• 환경적 효과 : 유기 폐기물을 에너지로 전환함으로써 폐기물 문제를 줄이고 온실가스 배출을 낮춤.
• 에너지 자립 : 재생 가능한 에너지원으로서, 수입 에너지를 대체해 에너지 안보 강화.
• 다용성 : 천연가스와 동일하게 가정용, 산업용, 운송 연료 등 다양한 분야에 활용 가능.

이와 같은 장점을 바탕으로 바이오 메테인은 전 세계적으로 활용이 확대되고 있습니다. 사례를 통해 다양한 응용 방식을 살펴보겠습니다.

 

 

바이오 메테인의 활용사례

 

• 영국의 바이오 버스 : 2014년에 시작된 바이오 버스는 음식물 쓰레기와 하수 슬러지에서 발생하는 바이오 메테인을 연료로 사용하는 대중교통 수단입니다. 이는 도시 쓰레기를 줄이고 이산화탄소 배출을 감소시키는 효과를 가져왔습니다.

영국 바이오버스 (이미지출처 : 브레이크뉴스)

 

• 폐기물 에너지화 프로젝트 : 한국에서는 음식물 쓰레기와 하수 슬러지에서 추출한 바이오 가스를 정제해 천연가스와 유사한 '재생 천연가스(RNG)'로 전환하는 기술이 활발히 연구되고 있습니다. SK에코플랜트는 이 기술을 기반으로 도시가스 및 수송연료로의 상용화를 추진 중입니다​.

말레이시아 센바이로 통합 폐기물관리센터 (이미지출처 :  워크투데이(http://www.worktoday.co.kr)

• 유럽의 바이오가스 플랜트 : 독일, 덴마크 등 유럽 국가들은 대규모 바이오가스 플랜트를 운영하며, 천연가스 대체를 위해 바이오메탄을 활용하고 있습니다. 

  독일은 2020년 기준, 유럽을 포함해 전 세계에서 가장 많은 약 9,600개의 바이오가스 플랜트를 운영하고 있습니다. 이는 유럽 전체 바이오가스 생산 총량의 절반 이상을 차지하며, 독일이 바이오가스 생산에서 압도적인 1위 국가임을 보여줍니다. 특히 독일의 연간 바이오가스 생산량은 약 85억㎥로, 유럽 내 2위 생산국인 영국(30억㎥/년)보다 세 배 가까이 많습니다. 유럽연합(EU)은 2030년까지 바이오메탄을 통해 천연가스 수요의 10%를 대체하겠다는 목표를 세웠으며, 이 과정에서 독일의 바이오가스가 핵심적 역할을 할 것으로 기대됩니다.

  독일은 바이오가스를 주로 열병합발전(CHP) 방식으로 운영하여 전력 생산과 난방 기능을 동시에 수행하고 있습니다. 2022년 기준, 독일은 전력 수요(562TWh)의 약 10%에 해당하는 50TWh를 바이오매스를 통해 생산했으며, 발전 후 발생하는 잔여열을 지역 난방 네트워크에 투입하여 난방(169TWh)을 제공합니다. 이 과정에서 고형 바이오매스와 바이오가스를 활용하여 친환경적인 에너지 순환 구조를 구축하고 있습니다.

 

• 해양 바이오 수소 플랜트 : 한국에서는 해양 미생물을 활용해 수소 에너지를 생성하는 실증 플랜트가 구축되었습니다. 이는 일산화탄소를 친환경 에너지로 전환하여 온실가스 저감에 기여하는 사례입니다​.

 

• 미국의 쓰레기 매립지 가스화 : 미국에서는 매립지에서 발생하는 메탄을 수집해 발전소 연료로 사용하거나, 차량용 연료로 전환하는 기술이 널리 보급되어 있습니다. 이는 매립지 가스의 온실가스 효과를 줄이는 데 기여합니다​.

 

• 아시아의 농촌형 가정 소화조 : 중국과 인도는 농촌 지역에 가정용 바이오가스 소화조를 설치하여 폐기물을 에너지로 변환하고, 농업 및 가정용 연료로 활용하는 방식을 확대하고 있습니다​.