농림축산식품부(장관 정황근, 이하 농식품부)는 그간 악취, 환경오염 등의 주요 원인으로 인식되어온 가축분뇨가 바이오가스, 고체연료, 바이오차 및 바이오플라스틱 등 신재생에너지와 다양한 산업 원료 등으로 활용이 확산되고 있다고 밝혔다.
농식품부는 그동안 기후변화와 에너지 문제가 심각한 문제로 대두되면서 지속가능한 농업농촌을 위해 신재생에너지 이용은 선택이 아닌 필수과제가 되고 있으며, 목질계 부산물 등 다른 신재생에너지원과 달리 지역별 발생량이 예측되고 수거 및 유통망이 존재하는 가축분뇨의 적극적인 활용이 필요한 시점이라고 밝혔다.
가축분뇨는 바이오가스화 공정을 통해 메탄을 생산하여 전기를 만드는 한편, 고체연료로 제조하여 난방용 보일러 연료나 제철소․발전소의 수입 유연탄 대체, 그리고 탄소고정 물질이자 토양개량제로 사용되는 바이오차 등을 통해 1) 온실가스 감축, 2) 농업․농촌에서의 난방비 절감, 3) 축산환경개선 등의 다양한 효과가 나타나고 있다고 밝혔다.
특히, 축산환경실태 조사결과(농식품부, 2022년)에 따르면 가축분뇨의 87.1%가 퇴비와 액비 등 비료화 중심으로 처리되고 있으며, 이 중 바이오가스 등 에너지화 비중은 1.3% 정도인 상황이다. 가축분뇨의 바이오가스화, 고체연료화 및 바이오차 등 신재생에너지 생산과 이용을 확대하기 위해 규제개선 및 정책지원 강화가 필요한 상황이다.
이에 따라, 농식품부는 가축분뇨의 환경친화적 활용 확대를 위해 3월 14일 충남 청양군에 소재한 칠성에너지화시설에서 지자체, 관련업계, 연구기관, 농업인 등과 「농업․농촌 신재생에너지 생산 및 활용 확대를 위한 현장 간담회」를 개최하고, 가축분뇨 활용사례 공유와 이를 확산하기 위한 규제개선, 정책방향 등에 대해 다양한 의견을 나누었다고 밝혔다.
금번 현장 간담회에서는 가축분뇨 에너지화 시설에서 전기를 생산하여 판매하는 한편, 전기생산 과정에서 발생하는 폐열인 온수를 인근의 토마토 재배시설 난방용으로 공급하는 청양군 소재 농업법인 칠성에너지화 시설을 둘러보고, 가축분뇨를 신재생에너지원으로 활용하고 있는 네 가지 사례에 대한 발표와 참석자들의 토론이 진행되었다.
< 주요 발표사례 요약 >
| 주제 | 주요내용 |
| 1. 발전폐열 활용 (청양 칠성에너지) |
ㅇ바이오가스화시설 발전폐열의 시설온실 난방용 온수 활용 ㅇ난방비용 약 140백만원 절감(등유 99,200ℓ 대체), 온실가스 247톤 CO2eq 감축 |
| 2. 농촌에너지자립마을 (홍성 성우에너지) |
ㅇ태양광, 바이오가스 등 재생에너지를 활용한 에너지 자립마을(RE-100) 조성(충남 홍성군 원천마을) |
| 3. 고체연료 보일러 (한전연구원) |
ㅇ가축분 고체연료 보일러를 이용한 시설 난방 (청송그린썸, 토마토 1.5ha) ㅇ농사용전기 80% 절감(年 72백만원 절감) |
| 4. 우분 고체연료 이용 (현대제철 당진제철소) |
ㅇ우분 고체연료의 제철공정 화석연료 대체 추진 ㅇ고체연료 1톤당 수입 유연탄 0.5톤 대체 |
현장 간담회에 참석한 농식품부 정황근 장관은“이곳은 축산과 농업이 상생하며 에너지를 순환하는 농촌 재생에너지 순환 모델의 좋은 본보기”라고 밝히며,“향후 농촌이 갖고 있는 다양한 유기성 폐자원을 활용하기 위해서는 지역민의 참여와 협력이 선행되어야 한다”라고 의견을 제시하였다.
그리고 가축분뇨 고체연료 사례를 발표한 한국전력연구원 정훈 수석연구원은 “농업 신재생에너지 전환은 한국전력과 농업인이 동반성장 할 수 있는 중요한 매개체이며, 가축분 고체연료 보일러 실증사업을 추진한 결과 전기보일러 대비 연료비가 45% 감소하는 등 농가의 난방비 절감에 큰 도움이 되는 것으로 분석되었다”라고 밝혔다.
이번 토론회에서는 농업농촌 신재생에너지 전환에 필요한 ▲규제개선 및 지원 강화 방안, ▲신재생에너지 생산 및 이용 확대, ▲에너지 효율성 향상, ▲기술개발 및 보급 확대 등에 관한 다양한 의견과 대안이 제시되었다.
<주요 토론사례 요약>
| 주제 | 주요내용 |
| 1. 규제개선 및 지원 강화 |
ㅇ 생산 및 이용을 저해하는 규제의 발굴 및 개선 - 고체연료 제조시설 인허가 기준 완화 및 고체연료 소각시설 용량기준 완화 등 제도개선 방안 ㅇ 바이오가스화 시설과 연계한 농업시설 지원 등 정책사업 지원체계 개편 등 |
| 2. 신재생에너지 생산 및 이용 확대 |
ㅇ 시설 온실 등 에너지 다소비 시설 인근에 가축분뇨 바이오가스화 시설 유치 ㅇ 여름철 버려지는 발전폐열의 농산물 건조장 이용 등 신재생에너지 소비처 다양화 |
| 3. 에너지 효율성 향상 | ㅇ 기존 농업용 시설의 에너지 효율 개선 - LED 전구 교체, 보온커튼 등 개선 ㅇ 에너지 효율성이 높은 스마트 온실, 축사 보급 확대 |
| 4. 기술개발 및 보급 확대 |
ㅇ 신재생에너지 생산 효율성 개선 등 기술개발 - 고체연료 발열량 개선 등 최적 생산기술 ㅇ 농업 에너지 절감기술의 상용화 등 보급 |
한편, 참석자들은 농업․농촌 신재생에너지 생산과 이용 확대를 통하여 농업․농촌의 지속가능한 발전을 촉진하고, 지속 가능한 에너지와 환경을 보호하며, 더 나은 농업 생산성을 실현해 나가기 위해 「농업농촌 신재생에너지 생산 및 이용 확대 결의문」을 발표하였다.
농식품부 정황근 장관은 “지금 농업․농촌은 기후 변화와 탄소중립, 그에 따른 에너지 문제 등 중대한 전환기를 맞고 있는 만큼, 농업․농촌의 신재생에너지 전환은 반드시 가야만 하는 길로서 간담회에서 보여준 신재생에너지 활용사례가 더욱 확산되도록 현장의 의견 등을 포함하여 과감한 제도개선과 정책 강화, 기술개발과 보급 확대 등 모두가 원팀으로 하나 되어 속도감 있게 추진해 나가겠다”라고 밝혔다.
《 바이오가스화 시설 발전폐열의 온실 난방용 활용(청양 칠성에너지) 》
□ 발전폐열 공급자 : 청양 칠성바이오에너지
ㅇ 분뇨처리용량: 185톤/일
ㅇ 발전용량: 1,350kW (450kW×3대) / 상시발전량: 800~900kW
ㅇ 발생폐열: 1,031kW (10~20% 자체 사용으로 825kW(약 2ha) 공급가능 추정)
□ 대상온실 현황 : 강석진 농가
ㅇ재배작물: 방울토마토, 멜론 등 (설정온도 13~18℃)
| 시설형태 | 온실규모 | 온실면적 | 난방부하 (A) |
공급용량 (B) |
부하부담률 (B/A) |
비고 |
| 비닐온실 | 단동 8동 | 5,970㎡ (B8.2m×L91.0m) |
1,134kW | 825kW | 72.8% |
□ 사업비: 302백만원 농업에너지이용효울화사업
ㅇ열원순환펌프(430LPM×11kW×2대) 및 축열탱크(15Ton× 2대)
ㅇ온실순환펌프(250LPM×3.7kW×4대) 및 자동제어 공사 1식
□ 기대효과
ㅇ 연간 난방비용 약 140백만원 절감(등유 99,200ℓ 대체), 온실가스 247톤 CO2eq 감축, 토마토 성장 및 품질 향상
- (난방비) 발전폐열로만 난방, 면세 등유 약 99천ℓ, 140백만원 대체
* 면세용 등유가격 : (22.9월~23.1월 평균) 1,388원/ℓ
* 이전년도 기준(`21~`22, 912원/ℓ) 기준 9천만원이나 등유가격 상승으로 절감 비용 상승
- (온실가스) 등유 사용시 발생하는 온실가스 247톤 CO2eq 감축
* 2년차인 `23~`24년 절감분에 대해 자발적온실가스사업 참여 예정(모니터링 중)
- (작물생육) 기존 대비 첫 수확기가 10일 당겨지고, 품질 및 수량 증가
* 등유난방시 생육 최저온도로 유지, 폐열 이용 후 최적 생육온도 관리(12~15℃)
《 가축분 고체연료의 난방보일러 활용 사례 》
□ (개요) 가축분 고체연료 기반 열병합 시스템 개발
ㅇ (한 전) 축분 고체연료 이용 열병합 설비 설계·구축 및 표준화
ㅇ (경 북 도) 축분 연료화기술 개발·인증 및 지원 제도·보급 정책 수립
ㅇ (참여기관) 축분 고체연료 전용 보일러 설계·제작/사업모델 개발
ㅇ (기간/금액) : ‘21.5 ~ ‘24.4(36개월) / 54억원(한전 22억원, 경북 24억원, 참여기관 8억원)
□ 추진현황
ㅇ(’20.8)KEPCO(사장)-경상북도(지사) 기술개발 및 협력 MOU 체결
ㅇ(’21.5)KEPCO(부사장)-경상북도(부지사) 공동연구 착수 협약
ㅇ(’21.7)농가 맞춤형 실증 시험설비 설계 완료, (’21.9)설비 착공(청송)
□ 실용화 시범사업
ㅇ 1~2MWth급 축분 고체연료 설비 개발 및 구축
* 전기보일러 대비 연료비 45% 감소, 기름보일러 대비 56.7, 화목보일러 대비 37.6
| 사업장 | 종 류 | 규 모 | 열용량 | 사업비 | 비고 |
| 청송 그린썸 | 토마토 | 1.5ha 온실 | 2MWth | 15억원 | 준공(‘22.4) |
| 봉화 원애그 | 산란계 | 닭 15만수 | 1MWth | 11억원 | 준공(‘23.2) |
□ 기대효과
ㅇ 농사용전기 80% 저감(`20: 1345.7MWh → `22: 261.8), 온실가스 9.6천 tCO2eq 감축
- 기존 농사용 전기 대비 年 72백만원 절감(청송그린썸 운영결과)
* 전력 사용량 : 1345.7MWh(`20년) → 261.8MWh(`22년)
* 72백만원 = 기존 전기요금(186.1백만원) - 축분 이용요금(114.2백만원)
《 가축분 고체연료의 제철소 활용 사례 》
□ (개요) 우분 고체연료 활용 확대를 위해 현대제철과 업무협약(‘21.12.16)
ㅇ 우분 고체연료의 제철소 사용을 통해 가축분뇨의 신재생에너지 이용을 확대하고 화석연료 사용을 줄여 온실가스 발생 저감에 기여
□ 추진현황
ㅇ 우분 고체연료 생산‧공급 대상자 선정(`22.8, 농협중앙회)
* 전주김제완주축협: 협잡물 제거, 1차 건조 및 수분조절재 혼합(함수율 30%이내→ 경원컴포싱(폐기물재활용업체, 홍성, 펠릿성형 후 2차 건조(15%이내)→ 납품
ㅇ 현대제철 우분 고체연료 대탕도 시험연소 추진(`22.11월~12월, 23톤)
- (결과) 당초 예상했던 발열량 및 발열시간 대비 상당히 양호, 다만, 보관기간 동안 악취 및 먼지 발생(펠렛 제조시 건조율 등 품질관리 필요)
* (수분) 기준(20%미만) 충족하나, 개체별 편차 큼, (품질) 불순물 다수 포함
□ 향후계획
ㅇ 우분 고체연료 2차 시험연소 추진(현대제철당진제철소, `23. 4~5월)
- 대탕도 보온 작업 말기 투입(약 7톤, 1고로)
- 용선 보온재(왕겨) 대체 실기평가 실시(3고로)
□ 기대효과
ㅇ (온실가스 측면) 우분 고체연료 1톤당 온실가스 0.5톤 저감
ㅇ (열에너지 측면) 우분 고체연료 1톤은 0.5톤 유연탄 상당(약 6만원)
* 발열량 : 우분 고체연료(3,000Kcal/kg)는 유연탄(5,660Kcal/kg)의 1/2 수준
* 수입 유연탄의 1%(약 126만톤)를 우분 고체연료로 대체(원분뇨 기준 1,000만톤)시 약 1,500억원 수입비용 대체할 수 있을 것으로 전망
《 RE-100(신재생에너지 100%) 농촌마을 조성 사례 》
□ (개요) 태양광, 바이오가스 등 활용한 에너지 자립마을 조성(홍성 원천마을)
ㅇ 가구현황 : 33호(평균연령 : 65세)
ㅇ 농업현황 : 답작 및 전작 / 주요 소득작물 : 쌀, 고추, 배추
* 경종농가(벼, 배추, 고추, 무 재배), 축산(양돈 2, 한우 2, 양계 1, 낙농 1)
① (바이오가스 플랜트) 폐기물과 지역 유기물을 혐기성 소화로 전기생산
ㅇ 열병합발전에서 발생하는 폐열을 마을에 공급, 마을 상생모델 개발
② (에너지작물과 농산물) 퇴액비로 에너지 작물 재배, 바이오가스 원료물질 순환
③ (분산형 에너지 공급) 지역 내 전력 생산의 변동성이 큰 재생에너지원(풍력, 태양광 등)과 연계, 분산형 전력사업 모델(마이크로그리드) 구성
□ 추진현황
ㅇ 에너지 자립마을 추진위 구성(‘14. 4. 마을주민 55명, 위원장 이도헌)
ㅇ (주택 태양광 보급) 31가구(91%)/ 홍성군 및 서부발전 지원(`20년)
ㅇ (상업용 태양광 설치) 총 6기 설치(시설용량 4.1Mh)/한전 매전용(`20년)
ㅇ (마을기업 설립) 수익사업 추진*을 위한 마을기업 "머내" 설립(‘20.11.)
* 폐열 활용한 마을사업 계획(시설원예, 농산물 건조사업 등), 기타 마을 홍보-관광 사업 등
ㅇ (가축분뇨 에너지화 사업) 선정(‘18.1.), 시설 준공(’20.12월)
* 농식품부 지원 일처리용량 110톤, 발전기 시설용량 400KWh
ㅇ (RE-100 시범사업) 농업농촌RE100 시범사업 지정(`22. 농식품부)
ㅇ (시범마을 지정) 농진청/과학기술정책연구원 시범연구마을 지정(`22년)
□ 향후 추진계획
ㅇ 재생에너지를 활용한 에너지 자립마을 조성(계속)
ㅇ 가축분뇨 에너지화시설을 중심으로 한 저탄소 농축산지구 추진(계속)
* 출처 : 농림축산식품부
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