정부는 올 1월 ‘수소경제활성화로드맵’을 발표하며 수소경제 이행을 위해 수소차 보급과 더불어 중장기 수소공급 기술 확보에 나섰다. 이를 위한 한 방법으로 버려지는 바이오가스를 이용해 수소를 얻는 것이 주목되고 있다.
특히 정부는 바이오가스에서 수소를 얻기 위해 바이오가스 정제 및 고품질화 기술 개발에 힘을 쏟을 계획이다. 그리고 정제된 바이오가스에서 수소를 생산하는 추출 시스템을 개발할 방침이다. 또한 바이오가스에서 생산한 수소를 활용해 수소버스를 충전할 수 있는 수소융복합충전소를 구축·실증하고 경제성 있는 운영을 위한 비즈니스 모델 개발에 착수하기도 했다.
이번 연재에서는 버려지는 바이오가스에서 수소를 생산하는 방식을 알아보고 수소버스를 충전할 수 있는 수소융복합충전소에 대해서 살펴보기로 한다.
◆ 버려지는 바이오가스에서 수소 만들기
국내에서 2016년 기준으로 연간 생산된 바이오가스 중 약 20%(6373만 6000㎥)는 활용되지 못하고 버려진다. 이렇게 버려지는 바이오가스로 약 1만 5000톤의 수소를 만들 수 있는데 이것은 수소버스 약 2000대에 공급할 수 있는 어마어마한 양에 해당된다.
그럼 어떻게 버려지는 바이오가스를 이용해 수소를 만들 수 있을까?
먼저 유기성폐기물(음식물폐기물, 가축분뇨, 하수 슬러지)을 혐기성 소화공정에 투입한다. 그러면 메탄을 주성분으로 하는 바이오가스(바이오메탄)가 발생한다. 이 바이오가스가 수소전환 및 정제 공정을 거치면 수소로 다시 탄생하게 된다.
또 다른 방법은 가연성 폐기물(종량제 봉투 등 생활폐기물)을 가스화 공정에 투입한다. 그러면 합성가스가 생성되고 이 가스가 수소전환 및 정제공정을 거쳐 수소로 만들어진다.
전문가들은 도시(인구 50만 명 기준)에서 발생한 폐기물(생활폐기물 230톤/일, 음식물 폐기물 100톤/일, 하수 슬러지 75톤/일)을 이용할 경우 하루에 10톤 분량의 수소를 생산할 수 있다고 전망하고 있다.
이미 국내에는 바이오가스 기반 수소충전소가 설립되어 있다. 서울 상암수소충전소는 세계 최초의 매립가스를 활용한 수소충전소다.
◆ 충주시에 세워지는 수소융합복합충전소
앞서 정부는 버려지는 바이오가스에서 수소를 생산해 수소버스를 충전하는 수소융복합충전소 시범사업을 3년간 추진할 계획이라고 밝혔다.
이를 위해 산업통상자원부(장관 성윤모, 이하 산업부)는 지난 3월 수소융복합충전소 시범사업을 위한 지원계획을 공고했다. 산업부는 약 95억 원을 지원해 바이오가스를 이용한 수소융복합충전소를 구축하고 수소버스 보급사업과 연계한 비즈니스 모델을 제시할 방침이다. 이에 지난 달 22일 충주시가 이 사업에 최종적으로 선정되었다.
충주에는 국내유일의 수소연료전지시스템(연료전지 스택) 생산 공장인 현대모비스가 위치하고 있다. 또한 충주시는 수소차 원스톱 지원센터를 건립하고 관용차를 수소차로 교체하는 등 수소산업 메카로 자리매김하기 위한 다양한 노력을 하고 있는 상태다.
충주시는 충청북도, 충북테크노파크, 고등기술연구원 등 7개 기관·기업과 협력하여 국비 95억 원을 포함한 총 124억 원의 사업비를 들여 충주시 봉방동 649-3번지 일원에 수소융복합충전소를 건설할 계획이다. 이 충전소에서는 음식물 바이오가스를 이용해 하루 약 500kg의 수소를 생산할 수 있을 것으로 전망했다. 이 사업은 2021년에 완공될 예정이다.
충주시는 무엇보다도 혐오시설인 음식물류폐기물처리시설을 주민 친화형 환경기초시설로 주민들의 인식을 전환하는데 고심하고 있다.
조길형 충주시장은 “수소전기자동차 원스톱 지원센터 구축사업, 이동식 수소충전소 기술개발 공모사업 등에 이어 이번 공모사업까지 연이어 선정되는 쾌거를 거두었다”며 “앞으로도 충주시가 수소산업의 메카이자 신재생에너지정책 선도도시로서 기틀을 확실히 다지도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
환경경찰뉴스 이의정 기자