미국의 쓰레기 매립지가스(LFG) 에너지화의 사례와 효과

이미지출처 : 픽사베이

 

미국에서는 매립지에서 발생하는 메탄가스를 포집하여 재생 가능한 에너지원으로 활용하는 매립지가스(LFG) 에너지화 기술이 널리 사용되고 있습니다. 이 과정은 온실가스 배출을 줄이고, 환경적·경제적 혜택을 제공하는 중요한 지속 가능 에너지 솔루션으로 자리 잡았습니다.

메탄은 이산화탄소보다 온실효과가 21배 강력하기 때문에 이를 에너지로 전환하는 것은 기후 변화 대응에 매우 효과적입니다.

 

LFG 활용 개요

미국 환경보호청(EPA)은 매립지 메탄 아웃리치 프로그램(LMOP)을 통해 매립지가스 에너지화 프로젝트를 지원하고 있습니다. 현재 미국에는 568개 이상의 운영 중인 LFG 에너지 프로젝트가 있으며, 다양한 방식으로 활용되고 있습니다:

• 전력 생산 : 대부분의 시설은 포집된 가스를 활용해 전력을 생산하여 지역 전력망에 공급합니다.
• 산업용 에너지 : 메탄을 산업체에 직접 공급해 난방 및 공정 에너지로 활용합니다.
• 파이프라인 가스 : 메탄을 정제하여 천연가스와 동등한 품질의 재생 천연가스(RNG)로 전환합니다.
• 차량 연료 : 일부 시설은 압축천연가스(CNG)나 액화천연가스(LNG)를 생산해 차량 연료로 사용합니다.

 

사례 1 : 인디애나주 뉴턴 카운티 에너지 파크

 

인디애나주 뉴턴 카운티 재생 에너지 파크(Newton County Renewable Energy Park)는 매립지가스(LFG)를 활용하는 대표적인 사례로, 폐기물이 분해되며 생성되는 메탄가스를 포집해 재생 가능한 에너지원으로 전환합니다. 이 시설은 과거의 뉴턴 카운티 매립지를 기반으로 하며, 4개의 직접 연소 가스 버너를 활용해 메탄을 에너지로 변환합니다. 이를 통해 온실가스 배출을 줄이고, 화석 연료 사용을 대체하여 환경 지속 가능성 목표를 실현하고 있습니다.

 

미국 전역에서는 600개 이상의 매립지가스 에너지 프로젝트가 운영 중이며, 이들은 전기를 생산하거나 파이프라인용 재생 천연가스(RNG) 및 차량 연료로 활용됩니다. 또한 지역 난방 시스템에 사용되는 에너지를 제공하기도 합니다. 최신 데이터에 따르면, 미국의 매립지가스 에너지 프로젝트는 매년 약 130만 가구의 전력 수요를 충당하는 에너지를 생산하며, 온실가스 배출량 감소에도 크게 기여하고 있습니다​

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뉴턴 카운티 시설은 과거 매립지를 재활용하여 에너지 생산 허브로 전환한 사례로, 지속 가능하고 효율적인 폐기물 관리 방식의 성장 추세를 보여줍니다.

 

사례 2 : 캘리포니아 올린다와 로드아일랜드 프로비던스 플랜트

올린다 및 프로비던스 매립지가스 에너지화 플랜트는 첨단 기술을 활용하여 매립지가스를 전기로 전환하는 대표적인 사례로, 온실가스 배출 감소와 재생 가능 에너지 생산에서 중요한 역할을 하고 있습니다.

이 두 플랜트는 매립지가스가 간헐적인 재생 에너지(태양광, 풍력)와 달리 베이스로드 전력원으로 안정적인 전력을 공급할 수 있음을 보여줍니다. 동시에 이들은 지역 경제 활성화와 화석 연료 의존도 감소에 기여하며 지속 가능한 에너지 모델로 주목받고 있습니다.

 

올린다 매립지가스 에너지화 플랜트 (캘리포니아)

• 위치: 캘리포니아주 오렌지 카운티에 위치하며, 연간 약 32메가와트(MW)의 전력을 생산하여 약 20,000가구에 전력을 공급할 수 있습니다.
• 운영 방식: 매립지가스를 포집해 정화 및 압축 후 전력 생산에 활용하며, 4개의 연소 터빈과 증기 터빈을 포함한 복합 사이클 시스템을 사용해 에너지 효율을 극대화합니다.
• 환경 관리: 실록산 제거와 선택적 촉매 환원(SCR) 시스템을 포함한 첨단 배출 제어 기술을 통해 환경 영향을 최소화합니다.
• 성과: 2012년 미국 EPA 매립지가스 우수 프로젝트 상을 수상하며 혁신적인 재정 구조와 환경적 공헌을 인정받았습니다​.

프로비던스 매립지가스 에너지화 플랜트 (로드아일랜드)

• 위치 : 로드아일랜드주 존스턴의 리소스 리커버리 단지에 위치하며, 올린다 플랜트와 유사한 규모로 약 32메가와트의 전력을 생산합니다.
• 운영 방식 : 복합 사이클 전력 생성 기술을 활용해 포집된 메탄가스를 전력으로 변환하며, 잔여 열을 추가로 전력 생산에 사용하여 효율을 45.6%까지 높였습니다.
• 환경 효과 : 매립가스를 포집해 메탄 배출을 방지하며, 연간 247만 톤의 이산화탄소(CO₂) 배출을 줄이는 효과를 내고 있습니다.
• 공헌 : 지역 전력망에 전력을 공급하며, 매립지가스 활용으로 화석 연료 기반 전력을 대체해 간접적으로도 온실가스를 감축하고 있습니다​.

 

경제적·환경적 효과

• 에너지 공급 : 매립지가스 에너지화 프로젝트는 연간 약 140억 kWh의 전력을 생산하며, 이는 약 100만 가구에 전력을 공급할 수 있는 규모입니다.
• 배출 저감 : 메탄 배출을 방지하는 동시에 화석 연료 기반의 전력 생산을 대체하여 환경에 긍정적 영향을 미칩니다.
• 지역 경제 활성화 : 프로젝트는 지역 일자리 창출과 지역 사회 경제적 이익을 증대시킵니다​

미국의 매립지가스 에너지화 기술은 폐기물 관리와 지속 가능 에너지 생산의 융합 사례로, 기후 변화 대응과 재생 가능 에너지 확대 목표를 실현하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.