[체코] 체코 바이오가스 플랜트, 탈석탄·에너지 자립과 연계해 주목

2033년 석탄 발전 중단, 러시아 가스 의존 탈피 위해 바이오가스 생산 지원

579개 바이오가스 플랜트 운영, 바이오메탄·그린수소 생산과 연계해 확대 예상

정부도 바이오가스(메탄) 플랜트 지원에 24억 유로 배정

체코 정부가 탈석탄 전환, 러시아에 대한 천연가스 의존 탈피를 추진 중인 가운데 바이오가스가 대체 재생에너지원으로 주목받고 있다. 바이오가스는 하수 슬러지, 잔여 농산물, 동물의 분변, 음식물 쓰레기 같은 유기성 폐기물의 혐기성 소화과정(유기물이 무산소 상태에서 미생물에 의해 분해되는 과정)에서 발생되는 가스(주로 메탄과 이산화탄소로 구성)로 난방, 전력, 운송에 에너지원으로 활용이 가능하다. 바이오가스는 연소 시 이산화탄소를 배출하나 원료인 농작물 등 유기물이 자라면서 대기의 탄소를 흡수하기 때문에 전 과정을 고려할 때 탄소배출이 거의 없는 재생에너지로 분류된다. 바이오가스 활용은 폐기물을 친환경에너지로 전환할 수 있는 장점으로 점차 확대되는 추세이며, 바이오가스에서 생성되는 바이오메탄*은 천연가스를 대체하고 그린수소 생산에도 활용돼 최근 성장 잠재력이 높은 재생에너지원으로 주목받고 있다.

주*: 바이오메탄은 바이오가스에서 황, 탄소, 질소화합물, 물 등을 제거하는 과정을 거쳐 메탄 함량을 높인 메탄가스로 천연가스와 유사한 특성을 가져 기존 천연 가스관을 통해 공급 가능하며, 난방·요리·온수 생산에 활용 및 BioCNG/LNG형태로 차량 연료로 활용할 수 있다. 아울러 바이오메탄을 활용한 그린수소 생산 비용은 태양광·풍력의 1/3에 불과해 그린수소 생산에도 유용하다.

바이오가스 지원 정책

체코 정부가 최근 발표한 '국가에너지기후 계획 갱신안'에 따르면 2033년까지 전력·난방열 생산 시 석탄 사용 중단을 목표로 추진 중이며, 이를 위해 2025년부터 석탄 사용량을 대폭 줄여야 하는 상황으로 체코 정부는 원전·태양광과 함께 바이오가스를 대체 에너지원으로 지원하고 있다. 아울러 러-우 사태 전 전체 소비가스의 거의 100% 의존하던 러시아 가스 수입을 전면 중단, 현재는 러시아산 가스 수입 의존도가 0% 수준으로 급감한 상태이다. 이에 따라 정부는 EU의 그린딜, REPowerEU 목표 이행, '국가 에너지기후 정책' 이행, 러시아산 가스 의존 탈피를 위해 바이오메탄 확대를 지원한다는 방침이다. 체코 정부는 바이오메탄 생산량을 2030년까지 연간 5억~7억 ㎥까지 확대할 계획으로, 2023년 8월 중순 EU 기금의 경쟁력 향상 운용 프로그램을 통해 최초로 바이오메탄 설비 구축에 대한 보조금을 발표했다. 이 프로그램에는 약 10억 코루나가 할당돼 수혜자에게 최대 1억 코루나까지 지원되며 2024년 12월 말까지 신청이 가능하다.

더불어 체코의 바이오메탄 지원 프로그램 계획이 2023년 11월 EU 집행위의 승인을 받았다. 체코 정부는 약 24억 유로(약 600억 코루나)를 투자해 지속가능한 바이오메탄 생산을 위한 신규 설비 건설 또는 기존설비의 개조를 지원할 예정이다. 지원 대상은 가스생산 라이선스를 보유한 바이오메탄 생산 중소기업 또는 지자체로, 설비용량이 최대 6㎿인 프로젝트가 해당된다. 프로그램은 2025년 말까지 진행되고 보조금은 녹색 보너스 형태(매년 ERU에서 1㎿h당 금액산정)로 생산자에게 20년간 지원될 방침이다. 체코 에너지관리국(ERU)은 동 프로그램으로 내년에 바이오메탄 지원이 7억8천만 코루나(3천200만 유로)에 달할 것이라고 예상했다.

바이오가스 플랜트 및 전력·난방 생산 현황

체코 바이오가스협회에 따르면 2022년 기준 체코 내 579개 바이오가스 플랜트가 가동 중이다. 이들 대부분은 전기와 난방열을 동시에 생산하는 열병합발전 플랜트로 90% 이상은 2㎿급 이하 소형 플랜트다. 바이오가스 플랜트의 총발전용량은 367㎿, 난방설비 용량은 470㎿급이다. 유형별로는 농업폐기물을 활용하는 농업용 바이오가스 플랜트가 399개로 가장 많다. 이는 농업 폐기물이 하수, 음식물 폐기물에 비해 처리가 용이하기 때문이며, 다음은 하수처리, 매립지, 산업용, 폐기물 활용 플랜트 순이다.

현재 바이오가스 플랜트를 운영하는 도시는 프라하, 브루노(2대 도시), 플젠(3대 도시), Liberec 등이며 Ceske Budejovice, Piske 등 다수의 지자체가 바이오가스 플랜트 건설을 계획 중이다. 

체코 바이오가스 플랜트 유형별 현황

(단위: 개, %)

[자료: 체코 바이오가스협회(CZBA)]

이 중 최대 바이오가스 플랜트는 2014년부터 가동 중인 Dobrovice 바이오가스 플랜트로 발전용량 15㎿, 난방 용량은 111㎿급이다. Dobrovice 설탕공장에서 체코 전체 설탕 소비의 절반 정도를 생산하며, 이때 나오는 폐수와 세척수의 유기물을 바이오가스로 전환해 활용한다. 프라하 중앙폐수처리장도 5㎿급 바이오가스 플랜트를 운영 중이다. 

체코 대형 바이오가스 플랜트 현황

(단위: ㎾)

[자료: 체코 바이오가스협회(CZBA)]

체코 최초의 에너지자립 마을로 주목받은 Knezice도 바이오가스 플랜트를 운영 중이다. Knezice는 인구 500명의 작은 마을이지만 2006년에 600만 달러(EU 기금, 중앙 정부 및 지자체 예산, 대출로 조달)를 투자해 발전용량 330㎾, 난방 405㎾급 바이오가스 플랜트, 보일러, 6㎞ 파이프라인을 설치했다. 마을 반경 30㎞에서 발생하는 농업 폐기물, 하수 슬러지, 식품류 폐기물 등을 바이오가스 원료로 사용하며 170가구에 난방을 공급하고 있다. 이로 인해 지난해 에너지 위기 등에도 불구하고 16년간 거의 동일한 수준의 난방비를 유지 중이다. 다만 전기료는 다소 상승했는데 이는 바이오가스 플랜트에서 마을 전체 소비를 초과하는 전력을 생산함에도 불구하고 현행법상 송전망으로 전기를 공급(판매)해야 하기 때문으로 지방정부와 주민들은 관련 법* 개정을 요구 중이다.

주*: 현행법상 건물 간 에너지 공유가 금지돼 있으며 진행 중인 Energy Act(lex RESII) 개정안이 통과되면 커뮤니티나 개인 생산 에너지 간 교환이 활발해지고 에너지의 효율적 활용이 증대될 것으로 기대됨.

바이오가스 플랜트를 활용해 전기와 난방열을 생산한 것은 90년대 중반부터로 2022년 기준 바이오가스를 통한 전력생산은 연간 2천600GWh로 전체 발전량의 3.1%, 재생에너지원 중에서는 25%로 바이오매스 다음으로 비중이 높다. 바이오가스를 통한 난방열 생산은 4275TJ로 전체 난방 에너지원의 2.8%를 차지한다.

바이오가스 전력 및 난방 생산 현황

주*: 전체 전력 및 난방생산에서 바이오가스 에너지원 비중

[자료: 체코 에너지관리공단(ERU)]

바이오메탄 플랜트 현황 및 전망

바이오가스는 전력, 난방열 생산에 직접 활용되기도 하지만 혼합물(탄소, 질소화합물, 물 등) 제거 과정을 거쳐 바이오메탄으로 활용할 수 있다. 현지 가스공급기업 관계자에 따르면, 바이오메탄은 천연가스와 동일한 특성을 가져 신규 인프라 투자 없이 기존 천연가스 파이프라인으로 공급이 가능하기 때문에 러시아산 천연가스를 대체할 수 있는 친환경 에너지원으로 중요한 장점을 가진다고 밝혔다. 바이오메탄의 천연가스 대체, 그린수소 생산 경제성의 이점이 부각되면서 러시아산 가스 의존을 탈피하려는 유럽에서도 바이오메탄 생산량 확대를 추진하고 있다. 유럽 바이오가스협회에 따르면 현재 유럽 내 바이오메탄 플랜트는 1322개(프랑스가 최대로 480여 개), 연간 생산량(2021년)은 35억 ㎥으로 증가 추세다. 더불어 EU의 REPowerEU 전략에 따라 2030년까지 현재 생산량의 10배에 해당하는 최대 350억 ㎥로 바이오메탄 생산량을 늘려 러시아산 천연가스 수입의 20% 이상을 대체한다는 계획이다. 

체코의 경우 2019년부터 바이오메탄 플랜트가 운영되기 시작했으며, 2022년 기준 바이오메탄 생산량은 총 120만 ㎥로 초기 수준이다. 최근 업데이트된 EU 재생에너지 지침에 따르면 2030년까지 체코는 연간 바이오메탄 생산량을 7억 ㎥로 확대해야 한다. 그러나 최근 들어 바이오메탄 생산설비가 증가하는 추세로 현재 7개의 바이오메탄 플랜트(총 연간 생산능력 1070만㎥)가 운영 중이다. 운송분야에서는 바이오메탄 점유율이 높은 편으로, 체코 가스협회에 따르면 바이오메탄 연료인 BioCNG 및 BioPNG가 2022년 운송 부문 CNG 소비량의 3분의 1 이상을 차지하고 있다.

체코 바이오메탄플랜트 현황

(단위: 백만 ㎥)

[자료: ERU, Ekonomicky denik]

에너지금융그룹인 EFG가 운영하는 Rapotin 바이오메탄 플랜트는 2016년 착공, 2019년 10월 체코 최초로 바이오메탄을 천연가스관에 연결해서 공급을 개시했다. 주로 식품류 폐기물을 원료로 사용해 연간 3만 톤의 생분해성 폐기물을 처리한다. 시간당 260~300㎥의 바이오가스를 처리해 연간 130만 ㎥(설비용량은 160만 ㎥) 바이오메탄을 생산, 2천여 가구 에너지를 충당 중이다. 

Litomysl 플랜트는 2008년부터 운영하던 바이오가스 플랜트를 개조해 2022년 9월 바이오메탄 생산을 시작했다. 농업 폐기물을 원료로 활용해 연간 172만 ㎥의 바이오메탄 생산이 가능하다. Horní Suchá 바이오메탄플랜트도 기존 바이오가스 플랜트를 개조, 2023년 4월부터 바이오메탄을 가스관에 공급 중이다. 주로 식품류 폐기물 연간 2만 톤을 처리해 320만 ㎥의 바이오메탄을 생산할 계획이다. 그 외 Heralec 바이오가스 플랜트도 농업 폐기물을 활용해 바이오메탄을 생산, BioCNG 탱크로 운송해 대중교통 버스 연료로 공급하고 있다. Mlada Boleslav 플랜트는 녹지 폐기물, 배설물, 식품 폐기물 등을 활용해 2023년 7월부터 가스관을 통해 바이오메탄을 공급 중이며 시내버스 연료로 사용되는 압축바이오메탄(BioCNG) 충전소에도 공급된다.

프라하시는 ‘2030년 프라하 기후계획’의 일환으로 바이오메탄플랜트 확대를 추진 중이며 프라하 폐수의 96% 이상을 처리하는 프라하 중앙폐수처리장 바이오가스 플랜트도 2023년 6월부터 바이오메탄 생산을 개시했다. 여기서 생산된 바이오메탄은 프라하 대중교통 연료로 사용되며 초기에는 연간 120만 ㎥를 생산, 향후 생산규모를 연 1200만 ㎥까지 늘린다는 계획이다. 아울러 프라하시는 자체 식품 폐기물 처리 솔루션을 갖출 예정이며, 2022년 8월 Chrást의 농업 바이오가스 플랜트를 1억5900만 코루나(650만 유로)에 인수하기도 했다.(인수 주체는 시산하 회사 Pražské služby) 동 플랜트를 식품 폐기물을 활용한 바이오메탄 플랜트로 개조한다는 계획으로 2026년 완공 목표다.

체코의 바이오메탄 생산은 이미 구축된 바이오가스 시설 기반을 바탕으로 성장 가능성이 높다. 체코 바이오매스협회장에 따르면 바이오메탄 정화 시스템 비용은 신규 시설 건설가의 약 20% 수준이며 1㎿ 출력장치 가격이 대략 1억5천만~2억 코루나(약 610만~820만 유로) 정도다. 경제성, 수요에 더해 정부 지원도 확대되는 추세여서 체코 바이오가스 플랜트의 70%, 즉 350여 개 플랜트가 바이오메탄 플랜트로 전환될 수 있으며 신규로 100개 플랜트가 건설될 수 있다'고 언급했다. 아울러 최대 가스공급사 중 하나인 GasNet도 '현재 14개의 바이오메탄 플랜트와 가스관 연결 계약을 체결했으며 40개 이상의 잠재 바이오메탄 공급사가 프로젝트를 준비 중이다. 또한, 체코 내 바이오가스 플랜트 중 절반 이상이 기술, 경제성 면에서 가스관을 연결해 바이오메탄을 공급하기에 적합하다'는 의견을 밝힌 바 있다. 

그 외 바이오매스 및 바이오가스 활용과 관련된 프로젝트도 진행 중이다. Skoda Praha, OHLA ZS 컨소시움은 Brono 바이오매스 플랜트 건설을 수주, 지난 6월 착공했다. 2024년부터 가을부터 난방열 생산 예정으로 우드칩 보일러 설치 및 우드칩 저장소 포함 총 프로젝트 비용은 10억 유로에 달한다. 이 중 7억 유로는 EU현대화기금에서 지원, 3억 유로는 EU 투자은행에서 장기 대출을 통해 조달한다. 연간 8만 톤에 달하는 폐목재를 재활용한 우드칩은 Lesy Mesta가 공급할 예정이며 완공시 Brno시 난방에 사용하는 천연가스 용량의 15% 절감 및 탄소배출 감소 혜택이 기대된다. 바이오가스를 활용한 수소 생산 관련 프로젝트로, Veolia Energie는 EU혁신기금을 지원받아 2년여 타당성 조사 끝에 Frydek 열병합발전소에서 체코 최초로 그린수소 생산을 시범 추진하고 있다. 열병합발전소 에너지원으로 바이오가스, 태양광을 계획 중이며 열병합발전소에서 생산한 전기를 전기분해해 그린수소를 생산할 예정이다. 현재 설계, 인허가 진행 및 투자유치 단계로 2025년에는 2㎿급 전해조 설치, 2026년 시험가동을 목표로 하고 있다. 또한, 전해조 가동을 통해 연간 270톤의 수소를 생산할 계획이다.

시사점

체코 정부가 2033년 석탄발전 중단, 러시아산 천연가스 의존 전면중단을 목표로 제시한 가운데 바이오가스, 바이오메탄이 경제성과 수요 측면에서 주요 대체에너지원으로 주목받고 있다. 체코 내에는 이미 580여 개 바이오가스 플랜트가 가동 중이며 바이오메탄, 그린수소 생산과도 연계돼 있어 그린 에너지 시장을 이끌 것으로 예상된다. 체코 정부도 24억 유로를 배정하는 등 바이오가스, 바이오메탄 플랜트 확충에 적극적이다. 전문가들은 2030년이 되면 난방열에서 바이오메탄이 차지하는 비중이 13% 내외로 천연가스와 비슷해질 것이란 전망이다. 이에 우리 기업들도 체코의 관련 기업, 지자체와 협력해 체코 및 유럽 바이오가스, 바이오메탄 시장 진출에 관심을 가져볼 때다. 

자료: 체코 에너지관리청(ERU), 체코 바이오가스협회(CZBA), 체코 바이오매스협회(BiomCZ), Ekonomicky denik, hospdarske noviny, Ekonom, E15, KOTRA 프라하 무역관 자료 종합

[출처 = KOTRA GlobalWindow(http://news.kotra.or.kr) / 2023년 12월 15일]