국내 바이오가스화 시설의 에너지 이용 형태에 따른 에너지수지 분석 연구 = A Study on Energy Balance Analysis According to the Form of Energy of Domestic Biogasification Facilities
저자
문희성 ( Hee-sung Moon ) ; 이동진 ( Dong-jin Lee ) ; 권준화 ( Jun-hwa Kwon ) ; 남궁훤 ( Hueon Namkung ) ; 이원석 ( Won-seok Lee ) 연구자관계분석
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2020
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학술저널
수록면
261-262(2쪽)
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신재생에너지를 생산하는 바이오가스(biogas)는 전세계적으로 주목 받고 있으며, 최근 국내에서 발병한 아프리카돼지열병(ASF)으로 습식사료화 재활용이 금지되고, 건조 사료화 및 퇴비화 등의 생산제품 수요처가 부정적 인식으로 음식물류폐기물을 포함한 유기성폐기물의 안정적인 처리 방안으로 바이오가스 시설이 주요해지고 있다.
국내 바이오가스 생산량(’17) 321,062 천m<sup>3</sup>/년으로 매년 증가하는 추세이며, 자체사용의 비율이 34.8%로 가장 많은 것으로 나타났다. 이는 유기성폐기물의 안정적인 처리와 외부에너지 절감효과를 가져올 수 있다. 또한 중질가스, 고품질화와 같은 외부공급의 증가율이 가장 높게 나타났으며, 발전의 증가세가 가장 완만하게 나타났다. 미활용되는 잉여가스량은 안정적인 가스이용 운영으로 점차 감소하는 추세이다.
국내에서 운영되는 음식물류폐기물의 바이오가스 시설은 바이오가스 외부공급(중질가스 및 고품질화) 이용비중이 39.3%로 가장 높았으나, 미활용으로 연소 처리되는 바이오가스의 비중이 28.8%로 확인되어 이용활성화 방안이 요구된다.
에너지 이용 형태 발전, 스팀, 중질가스로 구분하고, 고품질화(수송용, 도시가스) 시설은 추후 분석하고자 한다. 중질가스란 생산된 바이오가스 자체를 최소한의 정제(탈황, 제습 등) 이후 외부 업체에 판매하는 에너지 이용 형태이다. 대상시설은 에너지를 생산하여 외부에 판매하는 시설을 선정하였으며, 시설 운영 및 판매가 안정적으로 이루어지는 시설을 우선 선정하였다. 발전기를 통한 발전시설은 4개소이며, 스팀생산 2개소, 중질가스 판매는 5개소이다.
시설의 유입·유출에너지 현황은 각 유입·유출 항목을 에너지량으로 전환하기 위하여 열량(kcal)으로 환산하였다. 유입·유출되는 유기성폐기물의 에너지량은 현장조사를 통해 채취한 소화조 유입·유출 시료를 적용하였다(유입 시료: 소화조 유입물, 유출 시료: 소화슬러지, 탈수케익, 탈리여액, 연계처리수).
총 바이오가스 생산량에서 잉여가스 연소로 처리되는 바이오가스 미이용률은 평균 15.3 %로 확인되었다. 대상 시설의 바이오가스 전환효율, 생산효율, 플랜트효율을 검토한 결과, 바이오가스 전환효율은 유입폐기물 에너지가 바이오가스로 전환되는 효율이며, 대상 시설은 평균 78.5 %로 나타났다. 바이오가스 생산효율은 유입에너지에 내부시설 운영에 필요한 에너지에 추가하여 바이오가스를 생산하는 효율이며, 대상 시설 평균 69.4 %로 나타났다. 바이오가스 플랜트 효율은 유출에너지에서 미이용 가스를 제외한 바이오가스 이용효율로 바이오가스 이용 부문에 따라 발전 64.2 %, 스팀 37.5 %, 중질가스 63.2 %로 나타났다.
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