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[기업탐방 Ⅰ] 소화가스 활용 수소연료전지발전 ‘더 친환경적, 효율도 UP’일본 카와다 물재생센터, 2016년 3월부터 상•하수 처리 소화가스 활용
105kw×8기 약 717만kwh/년, 일반가정 2000세대에 전기공급 및 판매
주병국 기자  |  bkju@gasnews.com
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[1290호] 승인 2017.03.06  23:16:00
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▲ 우쓰노미야시 상하수도국 카와다 물재생센터 내 소화가스를 활용한 수소연료전지발전시스템이 설치, 운영 중이다. 산업시찰단은 수소연료전지발전시스템 운영 현황을 둘러보고, 에너지효율과 에너지절약 그리고 친환경적 에너지공급시스템을 중시하는 일본의 에너지정책을 살펴봤다.

[가스신문=주병국 기자] 우쓰노미야시 상하수도국 카와다 물재생센터가 최근 에너지절약과 에너지효율을 높이기 위해 상하수 처리과정에서 발생되는 소화가스를 활용한 수소연료전지발전시스템이 설치, 운영 중이다.

우쓰노미야시 상하수도국은 1916년 상수도 급수를 시작으로 지난 1965년 하수도 처리 시설까지 갖춘 곳으로, 일명 ‘카와다 물재생센터’로 널리 알려져 있다.

한국으로 따지면 시에서 관리하는 상하수도시설과 동일하다고 보면 된다.

다만 눈여겨 볼만한 점은 지난 2016년 3월 10일부터 카와다 물재생센터 내 소화가스 발전시설을 설치해 자체적으로 전기를 생산해 인근 일반가정에 전기를 공급하고 있다는 점이다.

발전시설은 신재생에너지와 접목해 하수처리장에서 발생되는 소화가스를 주 연료로 한 연료전지발전시스템을 가동한다는 것으로, 소화가스를 활용한 인산형 연료전지발전에 의한 발전방식으로 일본 최대급 시설이다. 총 투자비는 17억3880만엔으로 공사기간은 2014년 10월부터 약 1년 4개월정도 소요됐다.

우선 연료전지발전의 설비용량은 105kw×8기로 총 840kw이다. 연간 전력생산량은 717만kwh로, 일반 가정 약 2000세대가 사용하는 규모다. 역송이 아닌 직접 일반가정에 전기를 공급하고, 판매도 하고 있다.

재생물센터의 하수처리 과정(페기물 소화조→가스탱크)을 통해 발생되는 소화가스량은 9100㎥/1일이며, 실록산 제거장기를 거쳐 소화가스의 불필요한 성분 등을 제거한 가스(310만㎥/년)가 연료전지발전의 주 연료로 활용된다.

한국에서도 소화조 즉 하수종말처리장에서 발생되는 소화가스를 활용한 발전시스템은 지난 2011년부터 전국적으로 빠르게 확산돼 생각보다 많이 보급되었다.

다만 국내에 보급된 소화가스 활용 시스템은 소형열병합발전(Co-gen)이 대부분이다.

즉 소형열병합발전시스템 대신에 연료전지발전시스템을 채택했다는 것이 다른 점이다. 그리고 SOFC 형태의 연료전지발전시스템을 도입해 전기 외 온수까지 폐기물 소화조에 재사용될 수 있도록 에너지효율을 높였다는 점이다.

일본은 연료전지발전시스템에 대해 중앙정부와 지자체가 설치장려금을 지원하고 있고, 전기요금이 한국보다 비싸다보니 경제성이 있다고 한다. 그러나 일본의 경우 소화가스발전시설이 경제성을 논하기 이전에 전력효율이 높고 친환경적이라는 점을 강조하고 있어 향후 하수처리장 시설 내 발전시설로 확대될 것으로 보인다.

카와다 물재생센터 관계자는 “하수처리장 내에 소화가스발전은 Co-gen시설보다 에너지효율이 높은데다 설비시설을 갖추는데 부지 등을 활용하기에 용이하다”며 “하수처리 과정에서 발생되는 소화가스를 활용할 수 있고, 생산된 전기는 판매하거나 일반가정에 공급할 수 있어 1석3조의 효과를 거두고 있다”고 강조했다.

한편, 카와다 물재생센터에 설치된 연료전지발전시스템은 후지전기의 제품으로 현재 S-Fuelcell이 후지전기와 업무협약을 통해 국내 총판에 나서고 있다.

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