~ 고구마에서 닭 배설물까지 연료로 ~

온화한 기후를 나타내는 미야자키현에서는 고구마로 만든 고구마 소주 및 닭고기 등을 특산품으로 한 지역 경제활성화를 도모하고 있다. 그 생산공정에서 발생하는 대량의 폐기물을 바이오매스 자원으로서 재이용하려는 시도가 활발하게 이루어지고 있다. 임업과 연대한 목질 바이오매스 발전소의 건설 프로젝트도 지속적으로 추진되고 있다. 미야자키현은 2013년도부터 ‘바이오매스 활용 추진계획’을 착수하여 현내에 풍부한 미이용 바이오매스 자원의 활용을 시작하였다. 농림업을 중심으로 바이오매스 자원을 에너지로 전환함으로써 환경부하가 적은 지속가능한 사회의 실현과 새로운 산업 창출을 목표로 하고 있다.

지역의 바이오매스 자원을 활용한 발전 프로젝트로 대표적인 사례가 2가지 있다. 첫 번째는 특산품인 고구마 소주를 제조하는 공정에서 발생하는 대량의 껍질을 재이용하는 ‘고구마 발전’이다. 현남부의 미야코노죠시에서 소주 제조사가 2014년 9월에 발전을 개시하였다. 이 소주 제조사에서는 1일에 제조하는 고구마 소주의 약 2배에 해당하는 최대 800톤의 고구마 껍질이 발생한다. 이 가스에 미생물을 첨가하여 발효시키면 메탄가스를 생성하여 연료로 이용하는 것이 가능하다. 종래에는 소주의 제조에 필요한 보일러의 연료로 이용해 왔지만, 그래도 반 이상의 껍질이 남았다.

새롭게 발전설비를 도입하여 잉여 껍질을 전부 활용할 수 있는 체제로 이행하였다. 연간 발전량은 400만 kWh이며, 일반가정 사용량으로 환산하면 1,100세대분의 전력을 공급할 수 있다. 발전한 전력은 고정가격매입제도에서 큐슈전력에 판매할 방침이다. 바이오가스 유래 메탄발효가스에 의한 저력의 매수가격은 1kWh당 39엔(세금 제외)으로 연간 1억 5,600만 엔의 판매수입을 예상할 수 있다.

껍질에는 풍부한 영양소가 포함되어 있기 때문에 일부는 지역의 축산농가에 사료로서 공급한다. 그리고 발효 후 남은 껍질을 탈수하여 농업용의 사료로서 제공하고 있다. 고구마 재배에서 소주를 제조한 후에 다시 사료 및 비료로 환원하는 순환형의 리사이클 체제가 가능하다.

또 하나의 대표적인 바이오매스발전 프로젝트는 10년 전부터 시작되었다. 2005년에 현 중부의 카와미나미쵸에서 운전을 개시한 ‘미야자키 바이오매스 리사이클 발전소’이다. 큐슈전력그룹이 지역의 양계농가 및 브로일러(broiler)회사 등과 공동으로 시작한 것으로 닭의 배설물을 연소시킨 열로 증기를 발생시켜 발전한다. 발전능력은 11.35MW이며, 연간 7,000만 kWh를 넘는 전력을 공급할 수 있다. 일반가정 약 2만 세대분의 사용량에 해당하는 규모로 가와미나미쵸의 총 세대수(약 6,000세대)의 3배 이상이 된다. 1일에 처리하는 닭 배설물의 양은 주변 지역에서 회수하는 것을 포함하여 440톤에 이른다. 양계농가는 대량의 닭 배설물을 처리할 필요가 없으며, 발전용 연료로서 판매하여 부수입을 얻을 수 있다. 이 닭 배설물을 이용한 바이오매스발전에서도 소각 후의 재를 비료회사 등에 판매하여 자원을 리사이클하는 체제로 되어 있다.

가와미나미쵸 내에서는 지역의 산림에서 발생하는 간벌재 등을 이용한 목질 바이오매스발전 프로젝트도 시작되었다. 지역의 민간기업 및 산림조합 등이 참여하여 추진하여 ‘미야자키 산림발전소’이다. 환경성이 추진하는 ‘지역 저탄소 투자 촉진 펀드 사업’의 출자조건 중 하나로 미야자키현과 가와미나미쵸도 보조금을 교부하여 지원하고 있다.

발전소 자체로 간벌재의 물류체제를 구축하여 연료의 목질 바이오매스를 안정적으로 확보할 계획이다. 발전설비의 능력은 5.75MW를 예정하고 있으며, 건설에 소요되는 사업비는 35억 엔을 예상하고 있다. 운전개시일은 정해지지 않았지만, 스미토모중기계공업이 목질 바이오매스에 적합한 발전설비를 공급할 예정이다.

이와 동일한 규모의 목질 바이오매스 발전소가 인접한 츠노쵸에서 2015년 2월에 운전을 개시하였다. 5.75MW의 발전능력을 연간 4,000만 kWh의 전력을 공급할 수 있다. 1만 1,000세대분의 사용량에 해당하는 전력으로 츠노쵸의 총 세대수(약 4,000세대)의 3배 가까운 규모가 된다. 발전한 전력은 고정가격매입제도를 통해 큐슈전력에 판매할 예정이다. 지역의 간벌재 등을 이용하기 때문에 미이용재에 의한 바이오매스 발전의 매입가격(1kWh당 32엔, 세금제외)을 적용하여 연간 전력판매수입은 12억 8,000만 엔이 된다. 연료로 사용하는 미이용재의 양은 연간 7만 2,000톤을 예상하고 있다. 발전소의 구내에는 목재를 분쇄하여 연료용의 칩으로 가공하는 시설도 정비하였다.

현 남부의 니치난시에서도 제지회사가 공장 구내에 대규모의 목질 바이오매스 발전소를 건설 중이다. 25MW의 발전능력으로 2015년 3월에 운전을 개시할 예정이다. 연간 발전량은 1억 5,000만 kWh에 이르며, 4만 세대분을 넘는다. 니치난시의 총 세대수(약 2만 3,000세대)를 대폭 상회하는 규모의 전력을 바이오매스로 공급할 수 있다.

그림 1. 미야자키현이 목표로 하는 바이오매스 자원의 활용 이미지
그림 2. 고구마 발전의 리사이클 플랜트(상), 발전까지의 프로세스(하)
그림 3. 그린 바이오매스 팩토리 도농발전소의 전경(상), 사업스킴(하)

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 3월 5일]