경제성장에 따른 국민소득 증대로 농축산물 및 음식물 소비는 그동안 꾸준한 증가세를 이어왔다. 이로 인한 유기성 폐자원 발생량 증가로 환경오염 등의 문제로 민원이 잇따라 발생하고 있다. 결국 유기성 폐자원 처리는 사회적, 환경적 핵심 이슈 중 하나로 자리 잡게 되었다.

전국 3대 유기성 폐자원 발생추세를 정리한 것은 아래와 같다. [표1 참조]

이런 유기성 폐자원 처리 과정에서 혐기성 소화가 되며 메탄, 이산화탄소, 그리고 미량 성분들의 혼합가스인 바이오가스가 생성된다. 이 바이오가스는 메탄 성분이 총부피 중 45~70%이며, 나머지는 대부분 이산화탄소이다. 따라서 바이오가스 열량은 16~28MJ/㎥이며, 전력 및 열 생산 또는 취사용 연료로 사용 가능하다.

바이오가스는 고질화를 통해 순수 메탄에 가까워 바이오메탄으로 생산이 가능하고, 이 바이오메탄의 저위발열량은 약 36MJ/㎥로 기반공급시설, 천연가스 차량 등 에 별도의 변경 없이 사용 가능하다.

바이오가스와 바이오메탄은 자원순환 과정에서 발생 되는 에너지원으로 다음과 같은 장점을 보유한다.

ㆍ탄소 중립으로써 천연가스 시스템을 이용할 수 있다.

ㆍ열과 전력의 지속 가능한 공급이 가능하다.

ㆍ유기물의 분해 과정에서 얻어지며 온실가스 감축에 기여한다.

ㆍ폐기물 관리, 활용 측면에서 중요한 분야이다.

ㆍ장거리 운송이 가능하며 에너지 효율이 높다.

ㆍ영양분 재활용, 일자리 창출 등 순환 경제 개념에 적합하다.

이러한 바이오가스와 바이오메탄의 온실가스 감축 혜택은 정책적 지원과 얼마나 많은 양, 적정 비용으로 사용 가능한가에 달려있다.

국내 유기성 폐자원 처리 및 이용현황을 보면 대부분이 퇴액비화(64%)되고 있으며, 정화처리(5%), 사료화(3%), 에너지화(2%) 등의 방법으로 처리 또는 재활용 중이다. [표2 및 그래프 참조]

이에 따라 한국환경공단 주도로 에너지화 시설을 2018년 기준 2%에서 2030년 10%로 설치 확대를 진행하고 있다. 즉 유기성 폐자원에서 사료화 퇴비화를 축소하고 바이오가스화 시설을 대폭 확대 함으로써, 폐자원이 아닌 자원 순환으로 전환을 의미한다. 이렇게 시설이 확장하게 되면 유기성 폐자원 처리 시 발생 되는 바이오가스량도 2030년 139만㎥/일 생산으로, 2019년 대비 약 4배 이상 증가하게 될 것이다. [그래프2 참조]

그러나 현실은 연간 생산된 바이오가스 중 32%는 외부공급, 17%는 발전용으로 쓰인다. 나머지는 35%는 생산시설 자가열원으로 소비하고, 17%(53,034,000㎥)는 미활용되어 대기방출이나, 플레어 스택을 통해 연소처리 하는 실정이다.

즉, 돈 들여 만들고 태워버리는 바이오가스가 되어버리는 것이다. 이렇게 폐기되는 이유가 여럿 있지만, 큰 원인 중 하나는 딱히 수요처가 없다는 것이다. 우리나라의 경우 유럽과 같이 전기만 아니라 도시가스에서도 신재생에너지 공급인증서(REC)를 부여하는 방안이 있는 것도 아니어서 생산자, 판매자, 소비자에게 특별한 메리트가 없고, 기존 도시가스 사업자의 배관망 혼입 등과 같은 사업도 쉽지 않은 실정이다. 이렇다보니 민간업체들이 바이오가스를 활용한 친환경, 탈탄소 발전사업이 수익성 문제로 뛰어들기 어렵기 때문이다. SMP는 2013년 대비 2020년에는 50.7%, REC는 63.3% 하락했다.

유럽처럼 바이오가스로 전력을 생산할 수 있도록 충분한 차액지원(FIT제도)이 이루어지는 것도 아니며, 특히 낮은 REC 가중치 때문에 에너지화사업 수익성 향상에 한계가 있다는 이유에서다. 그래서 바이오가스 에너지화사업 기존 업체는 시설 운영에 어려움을 겪고, 신규 발전에너지화사업을 추진하려는 기업도 적은 것이다.

이런 현실적 문제를 해소하고, 바이오가스의 활성화가 국내 에너지 시장에서 좀더 원활하게 이뤄지기 위해서는 바이오가스의 에너지화 사업에 대해 신재생에너지공급인증서(REC) 가중치를 상향 조정하는 것도 하나의 방법이다.

현재 바이오가스 관련 REC 가중치는 1.0에 그친다. 따라서 REC가중치를 지금보다 0.5~1.0 이상 높일 시 바이오가스 에너지화 사업의 수익성은 좋아질 것이다. 즉 활성화의 핵심인 REC 가중치가 △해상풍력 2.0~2.5 △미이용 산림 바이오매스 2.0 등 다른 신재생에너지와 비교했을 때 낮음이 문제로, 발전 등 대규모 시설 투자의 경제성 향상을 위해 가중치를 상향 조정할 필요가 있다.

또한 바이오가스화 시설은 기타 신재생에너지와는 다르게 가스발생 과정에서 황화수소와 실록산이 발생하는데, 이것으로 인한 예상치 못한 시설 노후화 문제로 유지괸리 시 추가 비용 발생이 크다. 그래서 바이오가스 업계는 REC 국비 보조 차감분 일부를 사업자에게 환원해 주는 것이 필요하다는 입장이다.

바이오가스 REC 상향 조정의 다른 방법으로, 연료전지 REC 적용방식에서 대안을 찾을 수 있다. [표4, 표5 참조]

상기 표와 같이 바이오가스를 수소화하여 발전을 추진하는 발전사업자에게 추가 REC 인센티브를 제공하면 유기성 폐자원 바이오가스화 사업 확대 및 민간기업 참여가 충분히 이루어질 것이다.

현재 REC 조정 및 수소법 개정 전이지만 삼천리ES는 수소연소 발전의 우수성을 파악하고 바이오가스를 활용한 수소발전사업 활성화를 위해 ㈜파나시아와는 바이오가스를 수소화하는 시스템 보급 관련 업무협약을 체결하고, 이렇게 생산된 수소를 활용하여 발전 가능한 일본 KHI社 수소터빈을 한국에 보급하기로 하였다.

바이오가스의 에너지 자원으로 역할 강화는 유럽에서 활발히 진행되고 있다. 특히 EU 집행위원회는 對러시아 에너지 의존도 감축을 통한 에너지 안보 향상과 지속 가능한 에너지 공급방안 마련을 목표로 하는 행동계획인 'REPowerEU입법문서'(이하 REPowerEU)를 발표했다.<2022.03.08.>

REPowerEU의 주요 내용은 2030년 이전까지 러시아산 화석연료 수입을 완전히 중단하기 위한 주요 방안으로 △건물부분 에너지 소비구조 개선 △재생에너지 보급확대 △가스 수입선 다변화 △바이오가스 및 그린수소 개발 촉진 등이 제시되었다.

즉, EU에서 바이오가스 위상은 에너지 안보의 주축이다.

바이오가스와 바이오메탄은, 청정 에너지 전환에 기여하고 많은 에너지 관련 지속가능 개발 목표를 달성하는데 도움을 줄 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있다. 하지만 바이오가스와 바이오메탄의 에너지원으로 효과적인 성장을 위해서는 다음 영역에서 정책적 지원이 절실히 필요하다.

첫째, 지속 가능한 원료 공급 (유기성 폐자원).

둘째, 바이오가스 및 바이오메탄 공급지원(REC 상향조정 등 정책적 지원).

셋째, 바이오가스 및 바이오메탄 소비지원(RE100 인증 비즈니스 해택).