음식물 쓰레기에서 자원 만든다

한국화학연구원, 분리막 정제공정 개발

[아시아경제 정종오 기자] 음식물 쓰레기로부터 유용한 자원을 생산해내는 분리막 정제공정이 개발돼 관심을 모으고 있다.

한국화학연구원(원장 이규호)은 음식물 쓰레기에서 나오는 온실가스인 메탄과 이산화탄소의 혼합가스를 고순도로 분리 정제해 유용한 자원으로 만드는 분리막 기술을 개발했다. 음식물쓰레기, 하수슬러지, 축산분뇨 등에서 발생하는 바이오가스에는 온실기체인 메탄과 이산화탄소가 들어 있다. 이를 고순도로 정제하면 신재생 천연가스나 화학원료로 활용이 가능하다.

바이오 가스에는 메탄이 60~70%의 농도로 이산화탄소는 30~40% 농도로 들어있다. 적은 양인데 실록산, 황화수소, 암모니아, 수분 등의 불순물이 혼합돼 있어 바로 자원으로 활용하기에는 한계가 있다. 그동안 음식물 쓰레기와 균주를 혼합해 발효하는 혐기성 소화 플랜트 연소과정을 거친 후 여기에서 발생되는 바이오메탄가스를 대부분 발전으로만 활용해왔다.

최근 기후변화 등의 환경 문제가 떠오르면서 발전의 효율이 낮은 기존 방식에서 한 단계 더 나아가 바이오가스를 바로 순도 높은 고부가 화학원료나 신재생 천연가스로 전환하는 바이오가스 정제 기술의 수요가 늘어나고 있다. 현재 우리나라에서는 유럽에서 상용화된 기술의 수입에 의존하고 있는 실정이다.

김정훈 화학연 박사 연구팀은 바이오가스 중 메탄과 이산화탄소를 고순도로 분리 회수해 도시가스, 자동차연료와 화학원료로 바로 생산할 수 있는 4단 분리막 기술을 개발했다. 도시가스(LPG)의 주성분은 메탄이다. 화학연에서 개발한 4단 분리막 기술을 적용하면 버려지는 음식물 쓰레기와 축산 분뇨, 하수슬러지 등에서 발생되는 바이오가스로부터 최대 98%의 메탄을 회수율 98%까지 생산할 수 있어 도시가스로 바로 활용할 수 있다.

95% 이상의 고순도 이산화탄소를 95% 이상의 회수율로 동시에 회수할 수 있다. 이산화탄소는 탄소자원화 기술을 거쳐 메탄올, 에탄올, 올레핀, 등의 청정 연료 및 화학제품으로 활용될 수 있어서 앞으로 온실가스 감축에 기여할 것으로 예상된다.