유기성 폐기물의 경제적 잠재량
유기성 폐기물의 경제적 잠재량
  • 월간인물
  • 승인 2020.07.23 17:57
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경북대학교 환경공학과 김웅 교수
경북대학교 환경공학과 김웅 교수
경북대학교 환경공학과 김웅 교수

우리나라의 유기성 폐기물 생성량은 매년 증가하고 있다. 5대 주요 유기성 폐기물 중 음식물 쓰레기와 음폐수는 201512월 기준으로 각각 연간 5,598,918t3,529,915t이 배출되었고 (환경부 2015, 2016b), 가축분뇨의 경우 2015년에 연간 63,255,960t이 발생했는데 이 중 돈분뇨가 52.9%로 가장 많은 부분을 차지했고 육우 분뇨와 젖소 분뇨가 각각 24.4%11.9%를 차지해 그 뒤를 이었다. 이 외에도 양, 사슴, , 타조 및 기타 가금류의 가축분뇨가 나머지를 차지한다 (환경부 2017a). 하수처리장에서 탈수가 된 후 생성되는 하수슬러지의 경우 2015년에 3,842,282t이 생성되었고 (환경부 2016a), 동식물성 잔재물은 2016년 기준으로 연간 1,527,051t이 발생하였다 (환경부 2017b). 이들 발생량은 매년 지속해서 증가하고 있어서 이를 처리하거나 재활용해야 하는 시설 또한 지속해서 갖춰지어야 하는 상황이다. 예전에는 해양투기 등을 통해 이와 같은 유기성 폐기물을 상당 부분 처리할 수 있었으나, 2013년 이후로 해양투기가 금지되면서 육상에서 처리해야 하는 당위성에 따라 여러 처리 방법 및 자원 재활용을 위한 방법과 기술개발이 요구되고 있다. 본 기고문에서는 우리나라의 유기성 폐기물의 발생에 따른 처리 현황을 살펴보고 재활용에 따른 경제성을 살펴보고자 한다.

 

[4가지의 기본 잠재량]

유기성 폐기물의 처리 현황을 보기 위해서는 먼저 각 폐기물의 잠재량을 알아볼 필요가 있다. 잠재량은 연간 발생한 유기성 폐기물이 현재 어떠한 방법으로 처리되거나 재활용되고 있는가를 경제적인 측면에서 TOE(석유환산톤, Ton of Oil Equivalent)로 나타내는 지표로서, 각 유기성 폐기물의 경제적 효과를 정량적으로 비교할 수 있다는 점에서 좋은 지표로 인정받고 있다 (그림 1). 이론적 잠재량의 경우 폐기물 발생량에 이론적 바이오가스 발생량, 바이오가스 내 메탄 함량(대개 60%를 기준으로 삼음)을 단순히 적용하여 석유환산톤으로 환산한 양으로서, 배출량에 절대적으로 의존하는 잠재량이다. 다만 가축분뇨의 경우 돈분뇨와 우분뇨, 그리고 기타 가금류(, , 오리, , 사슴, 개 등)를 모두 포함하되 각 분뇨 내 유기물 비율을 VS(Volatile Solids, 휘발성 고형물) 기준으로 환산하여 적용하고, 메탄농도도 일률적으로 60%를 적용하는 것이 아니라 축종 별로 대표값을 지정해 적용한다. 또한, 각 사육 두수마다 배출 분뇨량을 일일이 측정할 수 없으므로 축종별로 분뇨발생계수를 적용하되 2014년 이후에 개정된 값을 따른다 (국립환경과학원 2014). 지리적 잠재량은 현실적으로 지리적 여건상 혹은 실제로 수거된 양을 기준으로 하거나 환경부에 고시된 양을 기준으로 환산한 잠재량을 의미한다. 예를 들어 음식물 쓰레기나 음폐수의 경우 총발생량에서 분리배출 되는 비율을 고려한 생성량에서 유도된 잠재량을 의미하며, 하수슬러지의 경우 공공처리시설 내 혐기소화조의 설치비율에 따른 배출량으로 한정하였고, 가축분뇨도 지리적 여건상 수거 가능한 돈분뇨와 우분뇨만을 대상으로 하였으며, 동식물성 잔재물의 경우 환경부에 신고되어 고시된 양(96%로 추정)을 기준으로 한다. 기술적 잠재량은 실제로 바이오가스가 생산되어도 바이오가스 내 메탄을 전량 회수하는 것은 기술적으로 한계가 있으므로 이를 반영하였고, 마찬가지로 수송 과정에서의 손실도 고려해야 하므로 이를 모두 적용하며, 이론적 바이오가스 발생량을 실제 바이오가스 발생량으로 대체하여 산정한 것이 기술적 잠재량이라고 할 수 있다. 다만 가축분뇨의 경우 별도의 실제 바이오가스 발생량 자료 대신 기존의 메탄 수율과 분뇨 내 유기물 함량을 그대로 이용하되, 유기성 기질을 오직 돈분뇨로 한정해서 산정하는 것이 일반적이다. 시장 잠재량은 향후 시장을 형성하였을 때의 실제적 경제적 가치를 창출하는 부분을 산정하는 것이기 때문에, 기술적 잠재량 중 현재 다른 용도로 이미 재활용되고 있는 부분은 제외하고 계산한 것이 시장 잠재량이다. 따라서 모든 잠재량 중 시장 잠재량 값이 가장 작을 수밖에 없다.

 

[각 유기성 폐기물의 잠재량]

 

1, 2는 각 유기성 폐기물 별로 산정한 4대 잠재량의 결과값을 나타내고 있다. 유기성 폐기물의 생성량만을 놓고 보면 단연 국내에서 가축분뇨의 발생량이 가장 많다. 따라서 이론적, 지리적 및 기술적 잠재량도 5대 유기성 폐자원 중 가장 많을 수밖에 없는데 시장 잠재량을 비교해 보면 그렇지가 않다. 왜냐하면, 현재 가축분뇨의 경우 대부분이 자원화 시설에서 퇴비 및 액비로 재활용되거나 정화 처리되고 있으므로 실제로 혐기소화를 통해 바이오가스로 생산되어 시장을 형성할 수 있는 부분이 극소량이기 때문이다 (Jo and Kim 2018). 상대적으로 하수슬러지는 혐기소화조를 거친 후에는 타 용도로 사용되는 부분이 거의 없으므로 기술적 잠재량이 그대로 시장을 형성한다고 간주하여 5대 유기성 폐기물 중 가장 많은 시장 잠재량을 가지는 것으로 산정되고 있다. 이는 현재 공공처리시설 중 약 3/4 정도만 혐기소화조가 설치된 점에 미루어 볼 때, 추가로 혐기소화조를 장착할 경우 시장 자체의 확대가 가능하다는 긍정적인 환경 정책을 기대해 볼 수 있다. 음식물 쓰레기의 경우 기술적 잠재량이 축산분뇨 다음으로 많으므로 새로운 시장 형성에 있어서 적극적인 기대를 해볼 수 있지만 이미 타 용도로 재활용 중인 것이 85% 이상이기 때문에 상대적으로 시장 잠재량에서의 감소 폭은 매우 큰 편이다 (환경부 2017b). 음폐수는 이미 분리배출 된 음식물 쓰레기에서 기인하는 것이기 때문에 기수집된 음식물 쓰레기 대비 분리 배출률이 100%라고 가정하여, 이론적 잠재량과 지리적 잠재량은 동일한 값으로 산정되었다. 추정치에서 인구의 영향을 가장 많이 받는 것이 음식물 쓰레기와 음폐수의 발생량이므로 향후 인구 추이에 따라 추정치는 얼마든지 변화할 가능성이 크다. 현재 인구 추이로 볼 때 OECD 국가 중 가장 낮은 출산율을 기록하고 있으므로 2030년 전후에서 인구가 정점에 도달한 뒤 그 후에는 인구가 감소 추세로 간다고 가정하면, 음식물 쓰레기와 음폐수 배출량도 이와 같은 추세를 따를 가능성이 다분히 존재한다. 물론 인구가 감소하면 축산 농가의 사육 두수, 그리고 하수 발생량도 간접적인 영향이 있을 수 있으므로 이에 대한 추정치의 변화도 가능하다.

 

우리나라의 유기성 폐기물 발생량은 현재 계속 증가 추세에 있는데 발생량만을 기준으로 삼으면 가축분뇨의 재활용 잠재량이 가장 크다고 할 수 있다. 그러나 시장 잠재량 기준으로는 오히려 하수슬러지가 가장 큰 값을 가지므로 공공처리시설에서의 혐기소화조 확대 정책은 긍정적으로 검토해 볼 만한 가치가 있다. 가축분뇨의 경우 여전히 돈분뇨가 가장 많은 발생량을 차지하고 있으므로 이에 대한 혐기소화공정의 효율을 높임과 동시에 기존에 재활용되는 것을 바이오가스로 전환하면 막대한 경제적 효과의 창출이 가능하다. 음식물 쓰레기 및 음폐수는 인구에 가장 영향을 많이 받는 폐자원이므로 이를 고려하여 적절하게 경제적 잠재량을 극대화할 수 있는 환경 정책을 도모하는 것이 필요하다고 할 수 있다.

 

참고문헌
Jo, J.H. and Kim, W. (2018) Market potential of biomethane as alternative transportation fuel in South Korea. Journal of Material Cycles and Waste Management 20(2), 864-876.
국립환경과학원 (2014) 수질오염총량관리기술지침.
환경부 (2015) 음식물류 폐기물 처리 시설 현황.
환경부 (2016a) 하수도통계.
환경부 (2016b) 환경통계연감.
환경부 (2017a) 가축분뇨 처리통계.
환경부 (2017b) 전국 폐기물 발생 및 처리 현황.

 

 


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