탄소저장 및 온실가스 저감 바이오차 생산기술 개발
탄소저장 및 온실가스 저감 바이오차 생산기술 개발
  • 채덕종 기자
  • 승인 2020.03.19 10:24
  • 댓글 0
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에기硏, 경제성·생산성 높인 ‘역흐름 다중 방해판 열분해 기술’ 확보
미활용 자원 이용한 바이오차…토양 유래 온실가스 배출 저감 효과

[이투뉴스] 산림부산물과 고형폐기물 등 다양한 미활용 자원을 이용해 탄소저장 및 온실가스 저감이 동시에 가능한 바이오차를 만드는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국에너지기술연구원(원장 김종남) 미세먼지연구단 유지호 박사 연구팀은 한울(대표 유제덕), 중부바이오텍(대표 손효석)과 공동으로 미활용 자원의 열분해를 통해 바이오차를 대량 생산하는 기술을 개발하고 있다.

▲하루에 바이오차 0.5톤을 생산할 수 있는 연구설비.
▲하루에 바이오차 0.5톤을 생산할 수 있는 연구설비.

바이오차(Biochar)는 바이오매스(Biomass)와 숯(Charcoal)의 합성어로 유기물인 바이오매스를 산소가 거의 없는 상태에서 열분해, 유기물과 숯의 중간 성질을 갖도록 만든 물질이다. 특히 산림·농림 부산물, 음식물·해양쓰레기, RDF 등 미활용 바이오매스를 이용한다는 점에서 연구 성과가 주목되고 있다.

바이오차는 토양에 혼합될 경우 미생물 활동 증진, 영양분 침출 방지, 산성 토양의 중성화 등 토양의 질 개선 및 복원에 활용되고 있다. 또 미생물의 분해 활성을 감소시켜 이산탄화소 배출을 60%까지 감소시킬 수 있고, 바이오차가 10% 포함된 토양은 아산화질소 배출을 89% 감소시킬 수 있어 온실가스 저감에 기여도가 크다.

바이오차를 생산하기 위해 연구진이 세계 최초로 개발한 기술은 ‘역흐름 다중 방해판(Counter flOw Multi Baffle, 이하 COMB)’ 기술로, 지금까지 각국에서 개발된 기술보다 기술 적용 다양성 및 최적화를 위한 설비구조 변경 등에서 유리해 세계 최고 수준이라는 평이다. COMB 기술은 2012년부터 석탄 및 바이오매스의 건조 기술로 개발됐지만, 지속적인 연구를 통해 열분해 설비로 활용할 수 있는 구조개선 및 운전 최적화를 통해 바이오차 생산을 늘렸다.

전통적인 바이오차 생산은 숯가마 같은 곳에 원료물질을 가득 채우고 열을 가해 운전하기 때문에 바이오차를 얻기 위해 짧게는 4∼5시간, 길게는 2∼3일의 시간이 소요돼 생산량에 제한을 가져 왔다. 반면에 연구진이 개발한 COMB 기술은 상부에선 고체가, 하부에선 고온가스가 투입되는 역류 메커니즘과 지그재그 형태의 다중 방해판에 의해 고체와 기체간의 접촉을 발생시킨다. 이를 통해 회오리바람이 발생, 15분 이내의 체류시간에도 매우 높은 반응효율을 얻을 수 있다.

COMB 기술은 수직형 사각기둥 내부에 지그재그 형태의 방해판이 설치돼 있어 협소한 장소에서도 사용이 가능하며 수직형 기둥을 다수 병렬로 설치해 원하는 만큼 바이오차의 대량생산이 가능하다. 연구원은 현재 하루 0.5톤 규모에 대한 연구를 마치고, 실증화를 위한 5톤/일 설비를 만들 수 있는 연구를 수행 중이다. 더불어 바이오차 생산 사업에 관심 있는 한울에 기술이전을 통해 사업화가 진행되고 있다.

과제 참여자인 미세먼지연구단 김상도 박사는 “온실가스 저감을 위한 현실적이고 바로 적용이 가능한 기술이 시급하다”며 “COMB 기술의 바이오차 대량생산 기술 실증을 통해 온실가스 저감에 기여할 계획”이라고 말했다.

채덕종 기자 yesman@e2news.com 
 


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