폐기물매립지에서의 기후변화대응 및 신재생에너지 활용을 위한 호기성 열에너지 회수 시스템 개발
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2016
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학술저널
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43-43(1쪽)
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폐기물매립지에서 온실가스를 저감시킬 수 있는 방안 중 하나인 매립가스 자원화 방식은 경제성 문제로 인하여 매립량이 최소 백만톤 이상의 대규모이어야 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 국내에서 매립가스를 자원화하고 있는 매립지는 약 15개소이며, 그 외 매립지들에서는 매립지 규모, 자원화 경제성 부족 등의 문제로 폐기물에 대한 신재생에너지로서의 이용 방안이 전무한 실정이다. 또한, 폐기물매립지로의 음식물폐기물 직매립 금지와 소각 및 재활용 비율의 증가로 인해 매립되는 유기물의 양이 점차적으로 감소됨에 따라 매립가스 발생량이 감소될 것으로 예상되고 있으며, 이는 향후 국내에서의 매립가스 자원화 가능성이 매우 낮아지는 것을 의미한다. 이와 함께 자원화 시설이 설치된 폐기물매립지들은 매립 종료 후 매립가스 발생량이 점차 감소되어 경제성 문제로 인하여 매립가스를 자원화하지 못하는 시점이 도래하게 될 것이다. 이때 단위면적 당 매립가스 발생량은 적을지라도 매립지 규모로 인하여 대기 중으로 배출되는 매립가스 양은 상당량이 될 것이다. 따라서 매립가스 자원화를 할 수 없는 폐기물매립지들에서 발생하는 온실가스 감축과 폐기물 에너지 활용을 동시에 달성하기 위해서는 새로운 기술의 개발이 필요한 실정이다.
이에 본 연구에서는 상기의 두 문제점을 동시에 해결하기 위해 호기성 안정화 장치, 히트펌프, 축열조로 구성된 호기성 열에너지 회수 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 호기성 열에너지 회수시스템의 특징은 매립지 미활용 지열에너지 이용, 매립지 사후토지 이용, 조기안정화 및 온실가스 감축의 3가지 방안으로 구분된다. 첫째, 매립지 내부를 혐기성에서 호기성으로 전환시켜 유기물의 호기성 분해를 통한 생물학적 반응열을 증가시키고 발생된 열에너지를 히트펌프와 축열조를 통해 회수가 가능하게 됨에 따라 지금까지 미활용 되었던 지열에너지의 활용이 가능하게 되었다. 둘째, 지금까지 방치되었던 폐기물매립지의 상부토지에 시설재배, 체육공원 등 다양한 시설을 유치하여 지열에너지를 이용한 난방 및 온수를 공급하면 현재 매립지 사후관리기간 동안 미활용 되고 있던 상부토지의 이용과 동시에 난방 및 온수에 소요되는 비용 절감이 가능해진다. 마지막으로 호기성 안정화를 통해 매립지의 사후관리기간 단축 및 사후관리비용 저감과 동시에 폐기물매립지에서 배출되는 온실가스를 감축할 수 있으며, 상부토지에 유치한 시설들은 지열에너지를 통해 난방 및 온수를 공급받기 때문에 화석연료의 사용을 줄일 수 있어 이는 국가 온실가스 감축목표에 기여할 수 있게 된다.
전 세계적으로 기후변화 대응을 위해 다양한 방안이 모색 중이며, 특히 기후변화대응 기술의 시장은 급속히 성장하고 있다. 이에 국내에서도 2015년부터 온실가스 배출권 거래제도가 시행되고 있어, 환경기초시설을 보유하고 있는 지자체에서는 온실가스 할당량만큼 배출량을 감축하여야 하나 구체적인 방안을 마련하지 못하고 있다. 아울러 폐기물매립지도 이러한 변화에 맞추어 온실가스를 저감시켜야 하나 기존 혐기성 메탄 자원화 기술로는 한계를 맞이하고 있다. 따라서 본 연구에서 개발한 호기성 열에너지 회수 시스템은 폐기물매립지에서의 신재생에너지 활용방안에 대한 인식을 전환시킬 수 있을 것이며, 현재 국가에서 추진 중인 친환경에너지타운 중 폐기물매립지를 대상으로 한 신재생에너지 활용에 새로운 모델이 될 수 있을 것이다.
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