~ 2억 엔을 창출하는 하수처리 ~

정화센터(하수처리장)에서는 하수슬러지를 처리할 때 메탄가스를 많이 포함한 소화가스가 발생한다. 정화센터 내에서 열을 만들어 내기 위해 일부를 이용하고 있지만, 미이용 부분이 많았다. 이 소화가스를 이용하여 발전을 추진하려는 사업이 전국 각지에서 시도되고 있다.

그 중 하나가 오키나와현이다. 오키나와현에서는 4개의 주요 정화센터가 있다. 이미 정화센터 내의 전력 일부를 소화가스로 조달하고 있는 나하(那覇)정화센터에 이어 기노완(宜野湾) 정화센터와 구시카와(具志川) 정화센터에서도 이용을 목표로 하고 있다. 이번에 사업화가 결정된 것은 기노완 정화센터로 2016년 10월부터 20년간 발전을 목표로 하고 있다.

정화센터에서 발생하는 소화가스를 가스엔진 발전기에 유입시켜 발전한다. 발전기의 출력은 365kW로 이것을 4기 이용한다. 현에 의하면 기노완 정화센터의 소화가스 발생량은 9,979m3/일(2011년도)이며, 소화가스 성분은 2011년도 평균 메탄이 66.5%, 이산화탄소가 31.4%이다.

기노완 정화센터 사업에서는 오키나와현의 부담이 적다. 현은 토지이용료와 발전기가 생산한 온수를 받는다. 컨소시엄으로 이루어진 발전사업자가 설비를 건설한 후 현으로부터 소화가스를 구입한다. 가스엔진 발전기를 사용하여 발전한다. 고정가격매입제도(FIT)를 이용하여 전력을 판매한다. 도시바는 발전기의 설비이용률을 50%로 상정하였다. 그러면 연간 발전량은 약 640만kWh가 된다. 이것은 일반가정 약 1,800세대분에 해당한다. 그리고 이산화탄소 연간 발생량을 약 4,400톤 삭감할 수 있으며, 이것은 유역 하수도처리로부터 발생하는 이산화탄소량의 약 205톤을 삭감한 형태가 된다.

도시바는 1994년에 나하 정화센터에 810kW의 발전설비를 납품한 이래, 소화가스 관련 사업을 지금까지 전국에서 14건 수주하였다. 고정가격매입제도를 이용하여 발전하는 사업은 처음이다. 이번 사업에서는 메탄발효가스(바이오가스 유래)라는 구분으로 1kWh당 39엔(세금 별도)이며, 20년간 전력판매가 가능하다. 오키나와 전력과 협의 중이며, 전력판매 수입은 연간 약 2억 엔을 상정하고 있다.

기노완 정화센터의 사례에서는 5건의 제안이 있었다. 각각의 제안은 소화가스의 이용방법이 다르다. 우선 소화가스를 발전에 사용하는 방법이다. 도시바와 같이 가스엔진을 사용하는 방법 이외에 마이크로 가스터빈 및 연료전지를 이용하는 제안이 있었다. 각 방법은 장단점이 있다. 예를 들면, 연료전지는 가스엔지보다 효율을 높일 수 있지만, 소화가스에 포함된 황화수소 및 실록산을 사전에 제거할 필요가 있어 추가적인 설비가 필요하다.

정화센터에서는 소화가스와 함께 탈수 슬러지가 발생한다. 탈수하지만, 수분의 비율이 높다. 처리에 노력과 수고가 필요하다. 그래서 소화가스를 연료로서 탈수슬러지를 처리하는 제안도 있었다. 탈수슬러지를 탄화하여, 고형연료로 전환시키는 것이다. 그리고 탈수슬러지를 열분해하여 열분해 가스를 생성, 가열에 사용하지 않았던 소화가스와 혼합하여 발전하는 것이다. 그 외에도 소화가스를 정화센터 내에서 처리하지 않고, 민간 공장 등에 파이프라인으로 보내는 방법이 있다.

그림 1. 기노완 정화센터의 담당 범위
그림 2. 가스엔진을 설치한 완성 예상도
그림 3. 사업의 전체 이미지

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 12월 18일]