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바이오가스의 잠재적 위험 평가

전문가 제언: ○ 본문은 유기질 폐기물의 혐기성 소화에 의해 얻은 바이오가스가 소비자에게 미치는 화학적 및 미생물학적 유해성(폭발 등 물리적 피해 제외)을 검토한 것이다. 폐기물 매립장과 소화기에서 얻은 메탄이 주성분인 바이오가스를 대상으로 하였다. 결론은 화학적 유독성은 천연가스에 비해 특별히 더 유해한 점은 없으며 미생물학적 유독성은 거의 없다는 것이다.

○ 바이오가스가 화학적 및 미생물학적으로 더 위험한 점이 없다 해도 지구 온난화의 관점에서 살펴볼 필요가 있다. 유기질 탄소는 산소가 풍부한 조건에서 이산화탄소로 그리고 산소 결핍 상태에서는 메탄으로 변성된다. 폐기물의 가장 간단히 처리방법이라는 점에서 매립장에서 배출되는 메탄은 불가피하다. 문제는 메탄은 이산화탄소보다 24배나 더 강력한 온실가스라는 점이다. 따라서 이 메탄은 최대한으로 포획하여 연료로 사용하거나 불가능하면 이를 연소시켜 이산화탄소로 전환해야 한다. 보통 매립장에 구멍이 뚫린 수집관을 깔고 그 위에 덮개를 덮는데 발생하는 메탄을 모두 포획하는 것은 거의 불가능하다.

○ 혐기성 소화(AD: Anaerobic Digestion)는 혐기성 미생물에 의하여 복잡한 유기질 폐기물이 파괴되고 주로 메탄과 이산화탄소인 바이오가스가 생성된다. AD 공정은 가수분해, 발효와 메탄화의 세 단계를 거친다. 그러나 반응 속도가 매우 늦어 어떤 반응은 수개월이 걸리기도 한다. 따라서 반응기의 부피가 매우 커지는 단점이 있다.

○ 이 문제를 극복하는 방안으로 폐기물의 가스화도 고려할 만하다. 가스화는 열화학적 반응으로 매우 반응 속도가 빨라 가스화 장치의 부피는 상대적으로 훨씬 작다. 그러나 가스화기는 바이오가스 대신 합성가스(CO+H2)를 생산한다. 이 가스는 가스 터빈에서 전기를 생산할 수도 있고 메탄올 같은 액체 연료나 기타 화학제품 합성의 원료로 쓸 수도 있다. 그러나 합성의 경우 규모의 경제를 위해 다량의 원료(폐기물 등 바이오매스)를 수집해야 하는데 이것이 어렵다. 석탄가스화 등 시설이 존재한다면 원료를 석탄에 혼합하여 사용할 수도 있다.

저자: Naja, G. M., et al
자료유형: 학술정보