[가스신문=강동수 기자] 저탄소 사회의 실현을 위해 도쿄가스엔지니어링솔루션(TGES)은 중소규모의 플랜트를 도입 가능한 분리막에 의한 바이오가스정제기술을 상품화시켰다.

바이오가스는 가축 분뇨나 쓰레기 등에서부터 발생하지만 TGES는 하수 처리에서 바이오가스 이용을 가능하게 했다. 바이오가스의 주성분은 메탄이 약 60%, CO₂가 약 40%로 바로 보일러나 바이오가스 전용 가스엔진 등에 이용이 가능하다.

하지만 그대로 연료로 사용하면 효율이 떨어지고 바이오가스 전용 엔진은 선택에 제한이 생긴다. 에너지 사업자 등의 바이오가스의 적극적 활용을 의무화하여 에너지 공급 부족법을 2009년에 성립했던 것이 바이오가스를 정제해서 메탄 농도를 높게 하는 기술 개발에 박차를 가했다.

바이오가스 정제 기술은 여러 가지가 있지만 실용화가 되는 기술의 대부분은 대규모 플랜트용이었다. 바이오가스의 이용 확대를 도모하기 위하여 중소 규모의 플랜트에도 도입할 수 있는 기술이 요구되고 있었다.

TGES가 상품화한 막분리시스템은 분리막을 내장한 장치(막 모듈)에 바이오가스를 통과시킨다. 분리막에 대한 메탄과 CO₂의 투과성 차이를 이용하여 두 개의 가스를 분리한다.

모듈 수를 증감하여 투입된 바이오 가스량과 정제가스의 메탄농도, 메탄 회수율을 설정할 수 있고 자유롭게 설계가 가능하게 되어 중소규모의 플랜트에도 대응할 수 있다.

다른 방식보다도 메탄 농도를 높게 할 수 있고 건설비용과 운전비용 모두 절감할 수 있는 것이 특징이다. 정제 바이오가스는 메탄농도 98%이상으로 도시가스용 가스 엔진이나 보일러 등에도 사용할 수 있고, 열량 조정이나 부취 후에 도시가스 배관망에도 주입이 가능하다.

도쿄가스와 요코하마시는 2013년도부터 바이오가스 정제에 대한 공동연구를 실시해 왔고, TGES는 막분리시스템의 설계, 건설 및 운전을 담당했다. 매시간 약 40N㎥의 바이오가스가 정제 가능한 시스템을 요코하마시 북부오니자원센터(츠루미구 소재)에 설치해서 메탄농도 약 98%의 정제가스를 얻는 수 있음을 확인했다.

TGES의 에너지 환경기술부 제일 그룹의 이시다 나오시 매니저는 “조업 중의 하수처리장으로부터 제공받은 바이오가스로 실시한 실증 실험은 매우 의미가 있었고, 막의 분리 성능 확인, 막의 내구성 확인, 거기에 설비 설계에 대한 지식을 얻을 수 있었다”고 말했다.

하수의 오염으로부터 발생하는 바이오가스에는 황화수소나 실록산 등의 불순물이 포함되어 있고 그것을 제거하는 기술도 확인했다. TGES는 앞으로 자유로운 저비용 설계를 무기로 일본내의 하수처리장이나 쓰레기처리장에 도입하는 것뿐만 아니라 동남아시아 등에도 확대하려는 계획을 가지고 있다.