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[축산기계전문연구실]⑥ 가축분뇨자원화연구실“가축분뇨는 오염원 아닌 소중한 에너지”

[연간기획] 축산기계전문연구실

국내축산업 생산액은 전체 농업생산액의 40% 정도를 차지하고 있 으며, 매년 6.3%씩 성장하고 있다. 우리 축산업의 밑바탕에는 축산 기술의 연구개발과 현장실용화기술을 보급하고 있는 국립축산과학 원의 역할과 노력이 큰 기여를 하고 있다. 지속가능한 축산기술개발
을 기치로 우리 축산업의 발전을 위해 헌신하고 있는 국립축산과학 원을 구성하고 있는 전문연구실의 주요기능과 실적, 계획 등에 대해 연간기획으로 살펴본다.

⑥ 가축분뇨자원화연구실

“가축분뇨는 오염원 아닌 소중한 에너지”

연간 발생량 4846만톤···90%는 퇴·액비 재활용

바이오가스·고체연료 등 에너지원으로 연구확대

 

가축분뇨 자원화에 앞장서고 있는 국립축산과학원 가축분뇨자원화연구실 연구원들

◇ 가축분뇨의 중요성 대두

가축분뇨는 퇴비‧액비 등 친환경자원이자, 오염원이라는 양면적 특성을 지니고 있다. 정책적으로 가축분뇨의 적정관리와 자원화는 매우 중요하다. 지난 9월 환경부는 관계부처 합동으로 ‘순환경제 10년(2018~2027) 청사진’ 내용을 발표했다. 이 자료에 따르면 가축분뇨는 음식물류 폐기물, 하수슬러지 등 유기성 폐자원과 함께 처리해 바이오가스화 효율을 높이는 데 초점을 맞추고 있다.

2017년 국내 가축분뇨 발생량은 4846만 톤으로, 90% 이상이 퇴비와 액비로 재활용되고, 8% 정도는 정화 방류된다. 아울러 극히 일부만 에너지생산에 이용되고 있다. 이제 우리나라도 가축분뇨자원화를 퇴·액비 위주에서 에너지화 사업으로 방향을 전환해야 한다. 최근 보급되고 있는 가축분뇨를 이용한 바이오가스 시설은 좋은 사례다.

가축분뇨자원화 연구의 중요성이 높아짐에 따라 국립축산과학원은 1994년부터 축산환경과 내에 ‘가축분뇨자원화연구실’을 신설해 전담 연구하고 있다.

 

◇ ‘퇴·액비화’부터 시작된 자원화 연구

가축분뇨자원화연구실에서는 가축분뇨의 퇴·액비화, 에너지화 및 유용물질 생산연구를 중점적으로 수행하고 있다. 가축분뇨퇴비화연구는 1990년대 초반부터 시작됐다. 품질이 균일한 퇴비를 만들기 위해 가축분뇨 내 수분을 증발시켜 적정수분(75% 내외)을 유지하고, 유기물의 분해효율을 높이는 방향으로 여러 연구를 해오고 있다.

또한 1990년대 후반부터 고품질 액비생산연구를 수행하고 있다. 그 성과로는 액비성분 분석기와 액비부숙도 측정기를 개발해 농업기술센터 등에 보급한 것이 대표적이다. 여기에 정부 정책지원사업으로 축종별 가축분뇨배출원 단위를 10년 단위로 설정(1999년, 2008년)했다. 배출원 단위는 가축 한 마리가 하루에 배출하는 분뇨의 양을 말하며, 이 자료는 국가 통계자료로 활용된다. 현재는 배출원단위 개정을 위한 재산정(3차) 연구를 진행 중이다.

퇴비부숙도 측정기
액비성분 분석기

◇ 에너지화·ICT기술 접목으로 연구분야확대

가축분뇨자원화연구실에서는 2000년대로 접어들면서 가축분뇨자원화 연구분야를 퇴·액비화연구 이외에 바이오가스와 고체연료생산 같은 에너지화와 유용물질 생산, ICT기술 접목 같은 다양한 분야로 확대하고 있다.

바이오가스 생산기술은 혐기소화 방식에 따라 크게 건식, 반건식, 습식으로 구분된다. 2000년대 중반부터 습식혐기소화 방식에 기반을 둔 바이오가스 연구를 시작해 새로운 바이오가스 생산기술을 개발한 바 있으며, 현재 메탄발생효율을 60%에서 67%로 높이는 연구와 바이오가스의 순도를 높이는 ‘고질화’ 연구를 진행하고 있다.

고체연료화연구는 석탄 대신 사용할 수 있는 고체연료 ‘펠릿’을 우분(소똥)으로 만드는 기술을 개발하는 것으로, 관련연구를 통해 3건의 특허를 출원했다. 현재 관련업체에 기술을 이전해 실용화를 준비하고 있다. 석탄소요량의 1%만 대체해도 연간 1000억 원 이상의 경제적 효과를 기대할 수 있다.

가축분뇨로부터 경제성이 높은 질소, 인, 기능성 물질 등 유용물질을 회수하는 기술은 최근 시작된 연구분야다. 먼저 물질회수 기초기술부터 개발할 계획이며, 퇴·액비화와 정화처리 공정에서 회수한 물질은 고품질 완효성비료, 사료용 인산칼슘 대체제 등 산업적으로도 중요하게 활용할 수 있다.

올해부터 가축분뇨 퇴비화 공정에 ICT기술을 접목해 자동제어기능을 갖게 하는 연구를 시작했다. 앞으로 휴대폰 앱, 자동센서, 자동부숙도 측정장치, 공정모델링 등 ICT기술을 이용해서 가축분뇨처리 공정별자동화와 정보화 기술개발 등 전자산업과 융합된 유비쿼터스 가축분뇨 고효율 정화처리기술을 개발해 나갈 계획이다.

 

 

정상진 기자  jsj1234@alnews.co.kr

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