축산업 온실가스와 재생에너지 활용 방안

문서 내 토픽

1. 축산업의 온실가스 배출

축산업에서는 가축의 장내발효 과정과 가축분뇨 처리 과정에서 메탄가스와 이산화질소가 발생한다. 반추가축인 소나 염소는 셀룰로스를 소화하는 미생물을 이용하면서 다량의 메탄을 배출하며, 가축분뇨는 혐기성 환경에서 분해될 때 메탄 생성 미생물에 의해 메탄이 생성된다. 분뇨의 질소 성분이 질산화와 탈질화 과정을 거치면서 이산화질소가 발생한다.
2. 바이오가스 에너지화 기술

가축분뇨를 산소를 차단한 혐기성 소화과정을 통해 바이오가스로 전환하는 기술이다. 바이오가스는 65% 이상의 메탄가스와 10% 정도의 이산화탄소로 구성되며, 발전용 엔진의 연료로 이용 가능하다. 가수분해, 산성화, 메탄 생성의 세 단계를 거쳐 생산되며, 메탄의 70%는 초산 분해에서, 30%는 수소 이용에서 유래한다.
3. 고순도 메탄가스 생산

바이오가스에서 황화수소와 이산화탄소를 제거하여 천연가스와 유사한 고순도 메탄가스를 생산하는 방법이다. 미생물을 이용해 황화수소를 바이오황으로 전환하고, 물 흡수법으로 이산화탄소와 수분을 제거하여 바이오메탄을 생산한다. 이렇게 생산된 메탄은 도시가스 수송, 자동차 연료, 발전 및 난방에 이용될 수 있다.
4. 고형연료 생산 기술

가축분뇨를 친환경적으로 처리하여 재생에너지로 전환하는 방법으로, 열가수분해 기술과 열화학적 탄화 기술이 있다. 열가수분해는 슬러지의 미생물 세포막을 파괴하여 저분자 액상으로 만들고, 열화학적 탄화는 400-900℃로 가열하여 합성가스나 바이오디젤을 생산한다. 중금속 배출이 없고 발열량이 우수하나 소규모에서는 경제성이 낮다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 축산업의 온실가스 배출

축산업은 전 지구적 온실가스 배출의 약 14-18%를 차지하는 주요 배출원입니다. 특히 반추동물의 장내발효에서 발생하는 메탄과 분뇨 관리 과정에서의 아산화질소 배출이 심각합니다. 이는 기후변화 대응에 있어 간과할 수 없는 문제이며, 축산업의 지속가능성을 위해서는 사료 개선, 사육 방식 혁신, 그리고 배출 가스의 에너지화 등 다층적인 접근이 필수적입니다. 축산업 종사자들의 경제적 부담을 고려하면서도 환경 책임을 다할 수 있는 균형잡힌 정책이 필요합니다.
2. 바이오가스 에너지화 기술

바이오가스 에너지화 기술은 축산 폐기물과 유기성 폐기물을 자원으로 전환하는 순환경제의 핵심 솔루션입니다. 혐기소화 과정을 통해 메탄을 포함한 바이오가스를 생산하면 전기, 열, 연료로 활용할 수 있어 에너지 자립도를 높일 수 있습니다. 다만 초기 투자비용이 높고 기술 표준화가 필요하며, 소규모 농가의 접근성 개선이 과제입니다. 정부 지원과 기술 개발을 통해 경제성을 확보한다면 축산업의 환경 부담을 크게 줄이면서 새로운 에너지원을 확보할 수 있는 유망한 기술입니다.
3. 고순도 메탄가스 생산

바이오가스에서 고순도 메탄가스를 분리·정제하는 기술은 에너지 효율성과 활용성을 극대화하는 중요한 기술입니다. 정제된 메탄은 천연가스 대체 연료로 사용되거나 화학산업 원료로 활용될 수 있어 부가가치가 높습니다. 현재 막 분리, 흡착, 저온 분리 등 다양한 정제 기술이 개발 중이나, 에너지 소비와 경제성 측면에서 개선이 필요합니다. 고순도 메탄 생산 기술의 상용화는 바이오가스의 실질적 활용을 가능하게 하며, 재생에너지 확대에 기여할 수 있는 기술입니다.
4. 고형연료 생산 기술

바이오가스 생산 후 남은 소화액을 고형연료로 전환하는 기술은 폐기물의 완전한 자원화를 실현합니다. 건조, 성형 등의 공정을 거쳐 생산된 고형연료는 보관과 운송이 용이하고 열에너지원으로 활용 가능합니다. 이는 축산 폐기물의 최종 처리 비용을 절감하면서 에너지 회수율을 높일 수 있는 효율적인 방법입니다. 다만 품질 표준화, 수분 함량 관리, 그리고 경제성 확보가 과제입니다. 바이오가스와 고형연료의 복합 활용은 축산 부산물의 완전한 에너지화를 가능하게 하는 통합적 솔루션입니다.

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