나뭇가지나 칡덩굴로 고품질 '팰릿' 제조 성공

에기연, 고체 바이오연료 전환 기술 개발

버려지는 나뭇가지나 칡덩굴 등 산림 폐기물로 에너지 회수율 95%이상의 고품질 '팰릿'을 만드는 기술이 개발됐다.

한국에너지기술연구원(이하 ‘에너지연’)은 광주친환경에너지연구센터 민경선 박사 연구팀이 산림, 농업 폐기물인 벌목 부산물, 칡덩굴, 버섯 폐배지를 화력발전소 연료로 사용 가능한 고체 바이오연료 전환 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

바이오매스는 목재, 임업 부산물을 파쇄, 가공해 작은 펠릿(원통형)이나 칩 형태로 만들어 화력발전소 연료로 활용할 수 있어 탄소중립 원료로 주목받고 있다.

한국에너지기술연구원 연구진이 산림 폐기물 증기 폭쇄 기반 반탄화 반응기를 운전했다.(사진=에기연)

실제 국내 화력발전소에서는 동남아에서 수입한 팰릿을 석탄과 함께 섞어 쓴다.

연구팀은 기존 건조 방식 대신 증기를 이용한 습식 공정을 개발했다. 증기를 이용하면 무기질 발생은 줄이고, 원료의 열량 손실률도 낮췄다.

연구팀은 기존 반탄화 공정보다 낮은 온도인 200℃에 원료를 투입하고 15분가량 증기에 노출함으로써 화학적 결합 비율은 낮추고 쉽게 분해가 가능한 상태로 만들 수 있는 증기 폭쇄 기반 반탄화 반응기를 제작했다.

연구팀은 이 반응기를 이용하면 바이오연료 고위 발열량을 최대 22.0 M/㎏(M=열량 단위), 에너지 회수율은 최대 95%까지 증가시킬 수 있다고 설명했다.

연구책임자인 민경선 책임연구원은 “농업, 산림폐기물을 화력발전소에 혼합해서 사용할 수 있는 연료로 만드는 이번 기술은 폐자원을 에너지원으로 업사이클링해 자원순환 체계를 구축하고 탄소중립 실현에 도움이 될 것”으로 기대했다.

민 책임연구원은 "각 원료별로 최적화하는 연구가 추가로 필요하다"며 "상용화에 이르기 위해서는 대략 10년 정도 시간이 필요할 것 같다"고 설명했다.

연구결과는 농업 공학 분야 국제학술지 ‘바이오리소스 테크놀러지(IF 11.4, 상위 5% 이내)’에 최근 게재됐다.

연구는 에너지연 기본사업과 광주광역시 지원을 받아 수행했다.