[과학을읽다]'개똥'도 '오줌'도 쓸 곳이 있다?

영국 브리스톨대와 국제 구호단체 옥스팜 등이 개최한 'Pee Power at Glastonbury Festival 2017' 행사장에 설치된 화장실. 이 화장실에는 '미생물 연료전지(MFC)' 기술이 함께 설치돼 오줌을 누면 전기가 생산됩니다. [사진=유튜브 화면캡처]

[아시아경제 김종화 기자]사람들이 '개똥같다'거나 '개똥도 약에 쓰려면 없다'는 등의 표현을 사용할 때는 기분이 좋지 않은 상태일 경우가 많습니다.

스스로 쓸모 없는 취급을 받거나 이도저도 아닌 몹쓸 상황에 놓였을 때 '개똥같다'라는 말을 내뱉기고, 평소 하찮게 여겼는데 필요해서 찾으니 없다는 의미로 '개똥도 약에 쓰려면 없다'는 말을 사용합니다. 그런데 '개똥'이 이런 취급을 받아도 될까요?

요즘 개똥은 가로등의 불빛을 밝히는 원료가 됩니다. 영국의 발명가 브라이언 하퍼는 개똥을 원료로 생산한 전기로 가로등을 밝힐 수 있는 발전기를 개발했습니다. 그는 자신이 사는 동네 공원에 이 '개똥발전기'를 설치했는데 주민들의 대환영을 받았다고 합니다.

주민들은 개똥을 공원에 비치된 특수 미생물분해 수거봉지에 담아 발전기에 넣은 후 개똥을 부수는 분쇄기를 돌려줍니다. 그렇게 개똥을 분쇄해두면 메탄 압축기와 무산소 박테리아가 개똥을 분해해 고화력 에너지인 메탄가스를 생산합니다. 메탄가스는 연결된 튜브를 타고 램프로 올라가 가로등을 밝힙니다.

동도 유기물인 개똥이 밀폐형 탱크에 모이면 미생물의 분해작용을 거쳐 유기산이 만들어지고, 이것을 다시 한 번 발효시키면 메탄가스 등의 기체가 발생합니다. 이 기체혼합물이 전기를 만드는 원료가 되는 것입니다.

미국 메사추세츠주 케임브리지의 스파크 공원에도 같은 발전기를 설치해 주민들이 즐거운 마음으로 이용하고 있습니다. 이 발전기는 프로젝트 예술가 매튜 모조타가 매사추세츠공대(MIT)와 캐임브리지시의 도움을 받아 설치됐습니다.

두 곳의 공원에 설치된 개똥발전기는 10봉지의 개똥으로 2시간 정도 가로등을 켤 수 있다고 합니다. 개똥뿐 아니라 사람의 똥도 전기 생산이 가능하지만 자신의 변을 봉지에 담아와서 발전기에 넣는 사람은 없다고 합니다. 부끄럽고 귀찮기 때문이 아닐까요?

똥만 에너지원으로 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 오줌도 에너지로 변신합니다. 영국 브리스톨대는 미생물 연료전지(MFC) 기술로 오줌에서 전기를 생산합니다. 미생물이 소변을 분리할 때 발생하는 생화학 에너지를 전기로 변환시키는 기술입니다. 오줌으로 충전된 MFC 1개로 4개의 발광다이오드(LED) 전구를 켤 수 있다고 합니다.

화석연료의 경우 에너지 효율이 35%에 불과한데 오줌은 85% 정도의 효율을 얻을 수 있습니다. 브리스톨대와 국제 구호단체 옥스팜은 빌&멜린다게이츠 재단의 자금을 지원받아 전기 시설이 부족한 국가의 아이들을 돕기 위한 준비를 하고 있다고 합니다. 후진국 아이들의 밤을 밝혀주는 것과 함께 전 세계로 이 기술이 보급된다면 부족한 전기 걱정은 한 시름 덜 수 있지 않을까요?

성인은 하루에 1.5~2리터 정도의 소변을 봅니다. 80억 명에 가까운 지구촌 사람들이 하루 두세 번 화장실에 갈 경우 하루에만 약 160억리터의 오줌을 모을 수 있는데, 이는 올림픽경기장 6000개를 채우고도 남는 양입니다. 환경오염을 걱정하지 않아도 되는 친환경 연료를 매일 그 만큼 모을 수 있는 것입니다.

이처럼 생물체에 의해 만들어지는 메탄가스를 바이오가스라고도 합니다. 최근 바이오가스의 활용도가 점점 높아지고 있습니다. 과거에는 가축의 분뇨를 원료로 생산한 바이오가스로 보일러를 돌려 축사를 따뜻하게 만드는데 사용했다면, 요즘은 이를 정제해 도시가스 등 다양한 용도로 사용합니다.

독일은 오래 전부터 바이오가스 공장을 세워 소나 돼지의 분뇨로 전기를 생산해왔습니다. 전기를 만들고 남은 찌꺼기로는 액체비료를 만듭니다. 가축의 분뇨도 버리거나 남기는 것 없이 알뜰하게 활용하고 있는 것입니다. 북해 근처의 독일 마을에서는 매일 축산 분뇨 210톤과 음식물쓰레기 90톤을 발효시켜 1555가구가 사용할 수 있는 시간당 2524㎾의 전기를 만든다고 합니다.

사람의 똥으로 만든 바이오가스를 연료로 사용하는 영국의 '바이오버스'에는 변기에 앉은 사람들이 그려져 있습니다. [사진=유튜브 화면캡처]

영국은 사람의 배변과 음식물쓰레기에서 생산한 메탄가스로 움직이는 바이오버스가 운행 중입니다. 독일과 이탈리아는 가축의 분뇨로, 영국과 스웨덴은 하수슬러지와 산업페기물로 친환경 바이오가스를 생산하기도 합니다. 그 덕분일까요. 유럽은 이미 2015년에 3350만 가량의 온실가스를 감축하는 성과를 거뒀고, 2050년까지 이산화탄소 배출 '0'을 목표로 각종 에너지 정책을 추진하고 있습니다.

우리나라는 어떨까요? 국내에서 연간 배출되는 유기물 폐자원은 6000만톤입니다. 이 자원을 활용해 2009년부터 국립축산과학원 바이오가스 생산시설에서 하루 10톤의 가축 분뇨로 300㎾의 전기를 생산하고 있습니다. 또 가축분뇨와 음식물 쓰레기 등에서 전기와 가스를 생산·판매하고 있고, 자체 생산한 에너지로 에너지 자립마을도 운영되고 있습니다.

세상에서 가장 쓸모 없는 것으로 취급받던 개똥도 귀한 에너지로 변신하는 시대입니다. 우리 주변의 쓸모 없는 것들에 대한 판단을 다시하는 기회가 되길 바랍니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr