영국에서는 농장에서 발생하는 동물 배설물 및 음식물 쓰레기를 관리하기 위해 혐기성 소화(Anaerobic Digestion, AD)에 대한 관심이 증가하고 있다. 이들은 혐기성 소화를 통해 얻어지는 바이오가스(Biogas)를 연소시켜 재생가능한 전기와 열을 생산하고 있다. 그러나 Global Change Biology Bioenergy 저널에 발표된 새로운 연구결과는 농장 폐기물을 이용한 혐기성 소화가 온실가스 배출 및 자원 고갈을 저감해 준다는 기존 결과와 다르게 농장 혐기성 소화 설비의 환경적 균형은 공급원료 종류 및 소화 후 처리공정에 강하게 좌우되는 것으로 나타났다. 영국 뱅거대학(Bangor University)과 독일 틔넨 연구소(Thünen Institute) 연구진은 낙농장의 혐기성 소화 시스템에 대한 환경적 균형을 정량화하는 새로운 방안을 도출하였다.

이번 연구는 낙농장의 혐기성 소화에 대한 농경학적 효과를 다룬 모델과 확장된 전과정평가(Life Cycle Assessment) 방안을 연계하였다. 여기서 전과정평가 방안은 음식물 쓰레기 매립이나 동물사료 수입 증가와 관련된 토지사용 변화와 같은 간접적 영향을 확인하기 위해서이다. 뱅거대학 연구팀이 개발한 이 "LCAD" 툴은 가스 배출, 공해, 수질 오염 및 자원 고갈이라는 면에서 관리옵션, 혐기성 소화 설계, 다양한 공급원료에 대한 환경적 균형을 계산한다. 이 툴은 현재 Defra 웹사이트에서 무료로 활용이 가능하다. 낙농장에 대한 혐기성 소화의 환경적 혜택으로는 동물 배설물 저장 및 관리, 비료 제조 및 화석연료 연소 절감 등이 있다.

풀이나 옥수수와 같은 동물사료용 작물은 계절적 변화에 따른 동물 배설물이나 음식물 쓰레기의 수급 부족을 대체하기 위한 공급원료로 사용이 가능하다. 그리고 혐기소화 물질은 생비료처럼 토지에 적용이 가능하다. 그러나 발전차액지원제도(Feed-In-Tariff)나 재생가능열 인센티브(Renewable Heat Incentive)와 같은 보조금은 대량의 사료작물을 혐기 소화용 공급원료로 사용하도록 만든다는 우려가 있다. 이는 동물사료 생산을 다른 영역에 활용하는 것이 환경적 영향을 주기 때문이다. 최악의 경우에는 브라질이나 아르헨티나와 같은 주요 콩 수출 국가들이 산림이나 초원을 농경지로 전환하는 일을 초래할 수 있다. 따라서 농장 혐기소화는 음식물 쓰레기 또는 슬러리(Slurry)가 투입되는 경우 환경적으로 선호되는 반면, 동물사료용 작물을 이용하는 혐기성 소화는 글로벌 수준에서 환경적으로 큰 위험요소가 될 수 있으므로 최소화하여야 한다.

뱅거대학 과학자들은 농장 혐기성 소화 공장에 대한 환경적 균형을 개선할 수 있는 방안을 제시하였다. 이는 보다 지속가능한 폐기물 공급원료를 우선순위화하기 위해 발전차액보조제도를 개선하거나 농장 혐기성 소화 장치에 함께 처리하는 동물사료용 작물의 투입을 제한하는 것이다. 또한 가스누출을 방지할 수 있는 저장 탱크, 효율적인 소화물 활용 방안을 위한 규제 또는 인센티브는 공해 및 수질 오염을 효과적으로 저감하는데 기여할 것이다.

이번 연구를 담당하였던 David Styles 박사는 "동물 배설물과 음식물 쓰레기를 이용한 혐기성 소화가 기후 변화 및 자원 효율성에 많은 혜택을 줄 수 있음을 확인하였다. 그러나 암모니아 누수에 의한 공기 및 수질 오염을 피하기 위해서는 보다 세심한 관리가 필요하다. 예를 들어 견고한 저장 탱크를 설치하는 것이다. 환경적 관점에서 보면 바이오가스 생산을 위해 동물사료용 작물을 혼합 소화하는 것이 배설물 및 폐기물 소화의 경제성에 개선될 때만 한정적으로 투입할 수 있을 것"이라고 말했다.

키워드 : 바이오가스, 혐기성 소화, 전과정평가

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://phys.org/news/2014-08-reveals-important-environmental-trade-offs-biogas.html

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.08.26 11:20

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