[공학저널 전수진 기자] 탄소중립과 지속가능한 에너지 확보가 중요한 화두로 떠오르면서 바이오가스 산업에 관한 관심 역시 꾸준히 상승하고 있다. 이에 국내에서는 유기성 폐자원을 활용한 바이오가스 생산시설이 음식물쓰레기, 하수슬러지, 가축분뇨 등 단일 폐기물에서 두 가지 이상의 폐기물을 혼합해 바이오가스를 생산하는 병합 소화 공정으로 빠르게 전환되는 추세다.
글로벌 시장 조사기관 Global Information에 따르면 세계 바이오가스 시장은 2024년부터 2030년까지 연평균 4.2% 성장해 2030년에는 약 879억 달러 규모에 이를 것으로 전망된다. 이처럼 탄소중립 요구가 전 세계적으로 높아지면서 바이오가스를 기반으로 한 그린수소에 대한 관심과 투자가 늘어나는 가운데, 국내에서도 관련 기술에 대한 기대가 커지고 있다.
이러한 흐름 속에서 ㈜서진에너지는 유기성 폐자원으로부터 바이오가스를 생산하고 정제·고질화해 수소를 생산·활용하는 노하우를 보유한 국내 유일 기업으로 주목받고 있다. 특히 유기성 폐자원 바이오가스 생산 및 활용시설과 수소충전소 O&M(Operation & Maintenance)에 대한 운영 전문성을 강화하며 사업 영역을 확대해나가고 있다.
서진에너지는 SARES(Seojin Advanced Renewable Energy System)라는 자체 기술 브랜드를 목표로, 음식물쓰레기·가축분뇨·하수슬러지 등에서 생산된 바이오가스의 정제 및 고질화 기술을 중심으로 다양한 공정 개발에 주력해왔다. 이러한 SARES에 포함되는 기술로는 막결합형 혐기성 소화기술(EMS®)과 공기세정 일체형 침지식 중공사막 분리막 기술(SJ-MBR®), 막포기 층상생물막 공정(MaSBR®) 등이 있다.
구체적으로 EMS®는 분리막을 통해 소화조 내 미생물을 고농도로 유지하고 짧은 수리학적 체류시간에서도 바이오가스 발생량을 높일 수 있으며, SJ-MBR®은 공기세정 시스템을 일체화해 막오염을 줄이고 공정 자동화 및 유지관리를 용이하게 한다. 또한, MaSBR®은 산기관 대신 기체분리막을 이용한 생물학적 질소제거공정으로 동시 질산화 및 탈질을 구현함으로써 탄소중립 및 에너지 자립형 하폐수처리시설에 필요한 혁신적 공정으로 주목받고 있다.
이러한 기술들을 유기적으로 결합해 막결합형 혐기성 소화기술, 공기세정 일체형 침지식 중공사막 및 막포기 층상생물막 공정, 암모니아 스트리핑, 바이오가스 정제·고질화, 바이오가스 생산·활용시설의 운영관리(O&M) 등 관련 분야에 대한 토털 솔루션 제공을 목표로 기술역량을 집중하고 있다.
서진에너지 임태형 대표이사(사진)는 “유기성 폐자원을 효율적으로 처리하며 에너지를 얻는 과정에서, 막공정 기술은 필수적이라고 볼 수 있다”며 “서진에너지는 고농도 슬러지 환경에서도 안정적으로 운전할 수 있도록 기술력을 다각도로 축적해왔다”고 자신감을 내비쳤다.
바이오가스 분야에서 서진에너지가 특히 주목받는 이유 중 하나는 충주시에서 수행하는 사업 덕분이라고 해도 과언이 아니다. 정부 R&D 사업에 적극 참여하며 자체 기술 개발과 실증에 힘쓰는 한편, 바이오가스 생산·활용시설 운영 분야에도 투자를 확대하고 있기 때문이다.
지난 2016년부터 충주시에서 발생하는 음식물쓰레기를 전량 반입해 혐기성 소화를 통해 바이오가스를 생산하고, 이를 95% 이상의 바이오메탄으로 정제·고질화하는 시설을 위탁 운영해 왔다. 충주시는 그린수소 중심도시 조성을 목표로 수소산업 육성에 매진 중이며, 서진에너지는 이곳에서 하루 500kg 규모의 그린수소를 생산하는 on-site 제조식 수소충전소를 안정적으로 운영하고, 인근 수소충전소에 공급하고 있다.
이는 국내 최초의 탄소중립 그린수소 마더스테이션 구축사례로, 서진에너지는 ‘바이오가스를 활용한 수소융복합충전소 구축 및 실증개발사업’(산업통상자원부 주관)에 참여해 95% 이상의 바이오메탄을 생산하는 핵심 공정을 담당하며, 2022년 충주 바이오그린 수소충전소 구축 후 상용화를 이끌어냈다. 현재는 중소벤처기업부의 ‘수소규제자유특구사업’에도 참여해 바이오가스 전처리 분야를 담당하며, 2025년 준공을 목표로 실증시설을 구축 중이다.
이뿐만 아니라 서진에너지는 환경부 주관의 ‘에너지자원 회수형 고농도 하폐수처리공정 기술개발사업’에도 참여해 막포기 층상 생물막 공정(MaSBR®)을 실증화하고 있다. 이를 통해 동시 질산화 및 탈질을 구현하고, 질산화에 필요한 공기공급량과 탈질에 필요한 외부 탄소원 사용을 줄여 탄소중립과 에너지 절감을 동시에 추구하고 있다.
올해는 특히 바이오가스 생산 및 활용, 수소 생산기술과 관련된 운영관리 역량을 더욱 강화하고, SJ-MBR와 MaSBR 등 분리막 기반 하폐수처리기술 고도화에 주력할 방침이다. 또한, 미국 시장 진출을 위해 캘리포니아 Title 22 인증 획득을 목표로 공기세정 일체형 침지식 중공사막 모듈을 개발해 분산형 하폐수처리시장에 진출할 준비를 하고 있다.
임 대표는 “국내에서 최초로 선보인 AnMBR(막결합형 혐기성 소화) 기술 등 당사의 축적된 노하우는 이미 해외 시장에서도 적용이 가능하도록 모든 준비가 완료된 상태”라며 “급변하는 환경산업의 패러다임 변화에 능동적으로 대처하기 위해 바이오가스 생산 및 전처리, 이산화탄소 포집 및 활용, 운영관리기술과 공기세정 일체형 침지식 중공사막 기술을 중점적으로 전문화해 고객 가치 창조를 위한 불굴의 장인 정신으로 관련 기술의 토털 솔루션 프로바이더가 되겠다”고 전했다.
