Japan Blue Energy(JBEC), Daiwa Lease, Toyota Tsusho Corporation, Mitsui Chemicals 등의 일본 회사들이 참여하는 The Hydrogen Innovation Town(HIT) Business Research Group은 하수 슬러지(Sewage Sludge)를 이용하여 바이오 수소를 제조하는 기술에 대한 실증 테스트를 시작하였다.

 

이번 실증 테스트는 일본 시마네현 이즈모시의 JBEC 개발 센터에 위치한 Blue Tower에서 실시되고 있다.

 

 

HIT Business Research Group의 목표는 하수 슬러지와 같은 바이오매스를 이용하여 화석연료를 대체할 수 있는 수소로 변환하는 기술을 개발하는 것이다. 이러한 변환과정은 JBEC가 개발한 Blue Tower 단계별 개질 기술(Staged Reforming Technology)을 기반으로 하고 있다.

 

이번 Business Research Group에 참여한 파트너들은 일본 전역의 하수 처리 설비에 이러한 기술을 적용함으로써 연료전지 자동차(Fuel Cell Vehicles, FCV)나 고정식 연료전지(Stationary Fuel Cell)에 수소를 공급할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

일본 주택건설회사인 다이와하우스(Daiwa House Industry)와 토요타 자동차(Toyota Motor Corporation)는 이번 프로젝트에 관찰자 역할로 참여하고 있다.

 

Blue Tower는 열분해 가스화(Pyrolytic Gasification) 및 개질(Reforming) 기술을 이용하여 바이오매스를 수소 함량이 높은 가스로 변환시킨다. 이 기술은 독일 회사인 DM2가 개발한 원기술인 ‘Blauer Turm’을 개선시켜 개발되었다.

 

Blue Tower의 특징 중 한 가지는 열전달체로서 알루미나 볼(Alumina Ball)을 이용한다는 점이다. 열전달체는 타워의 3가지 주요 구성품인 열분해기, 개질기, 예열기를 차례대로 반복하여 순환한다. 그리고 이 전달체는 연소에서 발생하는 배기가스(Flue Gas)로 가열된다.

 

목재칩이나 하수 슬러지 같은 바이오매스 물질은 열분해기 내에서 고온의 알루미나 볼과 접촉하게 되고, 약 500~600℃의 바이오가스를 생산하게 된다. 이러한 결과로 생산된 열분해 가스는 수성가스 전환반응(Water-gas Shift Reaction)을 통해 수소 형성을 촉진하기 위해 스팀이 투입되어 약 950℃의 온도에서 개질된다.

 

개질기에 사용된 스팀은 뜨거운 발생로 가스(Producer Gas)로 예열된다. 알루미나 볼의 순환은 주요 구성품을 가열하는데 매우 효과적일 뿐 아니라 타르(Tar)에 의해 발생하는 막힘 현상과 같은 일반적인 설비 문제를 예측하고 조절하는데 도움을 준다. Blue Tower 공정은 외부의 추가 에너지공급 없이도 끊임없이 진행될 수 있다는 장점을 갖고 있다.

 

Blue Tower 기술은 과거 소규모 테스트를 통하여 하수 슬러지를 성공적으로 수소 고함량 가스로 변환할 수 있었다. 이를 통해 연구팀은 바이오수소의 원료 물질로서 하수 슬러지의 가능성을 확인할 수 있었다.

 

이번 실증공장의 테스트는 바이오수소의 생산 방안에 대해 확인할 수 있는 기회라 할 수 있다. 이러한 실증 테스트가 이루어진 후에는 상용화 규모로 확대하는 것과 비즈니스 모델을 구성하는 것에 대한 연구가 뒤따를 예정이다.