유기성 폐자원의 에너지화[바이오에너지자원]

소개글

유기성 폐자원의 에너지화[바이오에너지자원]에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 여건분석
1) 바이오매스 정책
2) 가축분뇨 바이오매스
3) 음식물류폐기물 바이오매스
4) 하수찌꺼기 바이오매스

2. 유기성 폐자원의 개발방향 및 파급효과
1) 가축분뇨 처리방안별 경제성
(1) 퇴비화
(2) 혐기성 바이오가스
(3) 호기성 처리
(4) 처리방안별 비교 평가
2) 바이오가스 시설설치 입지선정
(1) 운송거리에 따른 최적 입지
3) 도내 바이오가스 경제성 평가
(1) 처리비용
(2) 바이오가스 설치 운전 비용
4) 바이오가스 플랜트 현장 조사
5) 유기성 폐자원 개발잠재량

3. 온실가스 저감효과

4. 결론

본문내용

2008년 통계 기준 1,683,808 마리이며, 발생되는 돈사폐수량은 분뇨와 세정수를 합하여 매일 9,243m3 이 발생하고 있다. 운전 중인 충남도내 가축분뇨공공처리시설의 전체용량은 1,130m3으로 396m3가 처리 가능하고 나머지 8,847m3 는 전량 퇴비화하는 것으로 예상하고 비용을 산정했을 때 공공처리시설에서는 시설설치비용을 제외한 운전비용만을 감안하여 BOD kg당 684원의 처리비용을 산정한 결과 일일 돈폐수 396m3 처리를 위하여 3,147,147원이 비용이 들고 퇴비화처리의 경우 일일 돈폐수 8,847m3 처리를 위하여 43,550,126원의 운전비용이 드는 것으로 나타났다. 따라서 현재 충청남도에서 발생되는 돈폐수를 공공처리와 퇴비화 방안으로만 처리하는 경우 시설비를 제외한 순수 운전비용이 매일 46,687,272원에 달하는 것으로 나타났다.
(2) 바이오가스 설치 운전 비용
2008년 현재 기준 충청남도에서 돼지 사육규모가 가장 큰 곳은 홍성군과 당진군으로 각각 359,149두와 272,551두를 사육하고 있다. 당진군과 홍성군에서 일일 발생하는 돈폐수 3,623톤을 전량 혐기성 소화로 처리하는 경우, 시설비를 고려하더라도 연간 순익이 약 240억원 가량이 증가하는 것으로 나타나 혐기성 소화조를 신설하여도 충분히 경제성을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 퇴비화 공정을 혐기성 소화공정으로 전환하는 경우, 온실가스 감축효과로 인하여 그 경제성은 더욱 커질 수 있을 것으로 전망된다.
4) 바이오가스 플랜트 현장 조사
청양 바이오가스 플랜트는 일반적인 재래식 공법으로 저부하(1kgCOD/m3 이하)시스템으로 수리학적 체류시간(HRT) 60일로 동일한 양을 처리하는데, 아산 바이오가스 플랜트에 비해 반응조 부피가 4배 이상 커야하므로 이에 따른 에너지 비용이 추가로 소요된다. 장점으로는 재래식 방법이므로 유입기질을 분리하지 않고 전부 반응조로 투입하게 되므로 더 많은 바이오가스를 얻을 수 있는 장점이 있지만, 산생성과 메탄생성을 동시에 발생시킴으로서 메탄가스 함량이 떨어지는 단점이 있어 소규모 농장에 설치가 바람직하다.
이에 비해 아산 바이오가스 플랜트는 고율 시스템으로 고부하(5kgCOD/m3)에서도 처리가 가능한 공법이고 HRT 1주일로서 매우 짧은 특징을 갖고 있다. 유기물을 산생성조와 메탄조로 분리하여 운영함으로 발생된 메탄가스 함량이 높은 특징이 있고 단점으로는 고부하율로 인해 가축분뇨내 함유된 고형물질을 전처리로 제거한 후 처리해야 한다. 따라서 아산 바이오가스 플랜트공정은 처리규모가 중대형인 곳에 유리한 시스템이다.
[그림 4] 청양 바이오가스 플랜트 시스템
혐기성 소화공정
바이오가스 저장탱크
[그림 5] 아산 바이오가스 플랜트
5) 유기성 폐자원 개발잠재량
2008년말 기준 통계자료를 기초로 축산잠재량을 구해보면 한·육우, 젖소, 돼지, 가금류의 축분을 이용한 충남의 바이오가스 에너지 잠재량은 257,089TOE/년으로 경기도에 이어 전국 2위로 나타났다. 충남의 16개 시군 중 홍성군이 14.8%인 38,054TOE/년으로 축산분뇨 바이오매스 잠재량이 가장 크고, 그 다음은 당진군이 13.2%인 33,818TOE/년으로 나타나고 있다. 또한 당진군과 홍성군에서 일일 발생하는 돈폐수 3,623톤을 전량 혐기성 소화로 처리하는 경우, 시설비를 고려하더라도 연간 순익이 약 240억원 가량이 증가하는 것으로 나타나 혐기성 소화조를 신설하여도 충분히 경제성을 갖는 것으로 나타났다.
음식물류폐기물 전체발생량을 바이오매스 에너지화한다고 가정하고, 자원 잠재량을 산출하면 2008년 기준 충남의 음식물류폐기물을 이용한 바이오매스 에너지 잠재량은 6,232TOE/년으로 회수가능량 대비 53% 수준임을 알 수 있다.
3. 온실가스 저감효과
충남의 음식물류 자원화시설 반입량을 기준으로 음폐수 319.25톤/일 투입될 경우 온실가스 감축량 60,336톤/년, 탄소배출권 8.77억원/년이다. 도내에서 발생하는 가축분뇨 29,008톤/일 가운데 2013년까지 바이오가스화로 처리할 용량은 490톤/일이다. 이를 고려한 온실가스 감축량 22,050톤/년, 탄소배출권 3.20억원/년이다.
4. 결론
우리나라는 세계적으로 기후변화로 상징되는 환경위기와 고유가로 대표되는 자원위기에 동시에 직면해있기 때문에 이를 극복해가는 과정에서 사업기회를 창출하고 이를 신성장 동력으로 삼자는 것이다. 이러한 국가적 주요 의제이자 국정운영의 큰 틀로서 제시된 정책방향을 토대로 충청남도 차원의 신재생에너지 개발 잠재력을 평가하고 개발방향을 모색하였고 지역에서는 중장기적인 관점에서 상위개념의 전략계획과 함께 지역의 특성과 잠재력을 고려한 단기전략 사업을 발굴하여 성과를 가시화하는 하위개념의 구체화 전략이 필요하다.
충청남도의 가연성 생활폐기물 에너지화 잠재용량은 발생량 기준으로 총계는 104,640.9TOE로 2008년말 기준 통계자료를 기초로 축산잠재량을 구해보면 한육우, 젖소, 돼지, 가금류의 축분을 이용한 충남의 바이오가스 에너지 잠재량은 257,089TOE/년으로 경기도에 이어 전국 2위로 나타났다. 돼지의 사육규모가 가장 큰 당진군과 홍성군에서 일일 발생하는 돈폐수 3,623톤을 전량 혐기성 소화로 처리하는 경우, 시설비를 고려하더라도 연간 순익이 약 240억원 가량이 증가하는 것으로 나타나 혐기성 소화조를 신설하여도 충분히 경제성을 갖는 것으로 나타났다.
충남의 음식물류 자원화시설 반입량을 기준으로 음폐수 319.25톤/일 투입될 경우 온실가스 감축량 60,336톤/년, 탄소배출권 8.77억원/년이며 가축분뇨 발생량 29,008톤/일 가운데 2013년까지 바이오가스화로 처리할 용량은 490톤/일을 고려한 온실가스 감축량 22,050톤/년, 탄소배출권 3.20억원/년이다.
상대적으로 잠재력이 높은 가축분뇨 바이오가스화를 지속적으로 추진하고 이에 대한 수요처 개발에도 중점을 둘 필요가 있다.
향후 음식물류 및 가축분뇨의 혼합처리 시 지역적 특성을 반영하여 가축분뇨 전용, 가축분뇨+음식물류, 가축분뇨+농산물부자재 등으로 구분하여 공동자원화시설과 연계한 플랜트 개발이 요구된다.

키워드

유기성폐자원,   재활용,   바이오에너지,   탄소배출,   유기성,   에너지,   바이오매스,   온실가스