가축 똥을 금으로 바꾼, 획기적인 에너지 절감 기술을 개발한 미래 기업 

[한스경제=이성노 기자] 정부 간의 기후협약체인 IPCC가 2019년 바이오매스(Biomass)를 무산소 상태로 열분해해 제조한 바이오차(Biochar)를 농업용 토양 개량제와 비료로 사용할 경우, 탄소 크레딧(Carbon Credit)을 인정하면서 그동안 악취와 폐수로 인한 민원과 환경오염 문제로 골칫덩어리였던 가축분뇨가 고부가가치 친환경 탄소 소재인 축분 바이오차로 화려한 변신을 하고 있다.  

바이오차는 미세한 다공 구조와 표면적이 넓고 흡착 기능이 뛰어나 보비력과 보습력을 지니고 있다. 때문에 토양의 물리성 개선, 산성 토양 개선, 토양에 유용 미생물 증가 및 염류집적 현상개선, 연작 장애 방지와 같은 순기능을 가진 소재이다.

축분 바이오차는 열분해를 해도 가축분뇨의 N·P·K를 비롯한 작물생장력의 필수 미량 원소인 마그네슘과 칼슘 등의 영양성분을 거의 흡착, 보유해 영양성분이 거의 없는 기존 목질계 바이오차에 비해 농업용으로 사용하기에 좋은 탄소 소재다.

특히 구리나 아연과 같은 중금속 함량이 높은 돈분 바이오차를 제외한 우분이나 계분 바이오차는 현행 퇴비규격 인증에 부합하는 중금속 함량인 것으로 분석됐으며 전문기관들의 비해실험과 비효실험을 통해서도 작물생장력에 우수한 비료제품인 것으로 입증됐다. 

바이오씨앤씨㈜는 우분에 함유된 염분이 문제인 우분과, 염분이 적은 계분, 돈분을 최적 배합비율로 혼합해 열분해를 통해 염분 농도를 비료 공정규격인 2% 이하에 맞출 수 있는 기술을 보유하고 있다.

바이오씨앤씨(대표이사 김창섭)는 2019년 목질계 바이오차를 검토하다가 국내 목질계 원료 수급의 한계를 느껴 축분 바이오차 사업개발에 매진했다. 이에 축분 바이오차 비료 공정인증을 취득하기 위해 전국 각 지역별 우분·계분·돈분을 채취해 화성 소재 파일럿 플랜트에서 수 년간 샘플을 제조해 전문분석기관에 성분분석을 의뢰, 축분 고유 영양성분이 농축된 축분 바이오차의 일정한 품질의 비료 가치를 확인했다. 

또한 자체 비용으로 공인인증기관인 강원대 친환경농업연구소와 판코리아에 비해실험과 비효실험을 의뢰해 축분 바이오차의 농작물 생육에 대한 탁월한 효능을 입증받아 농업진흥청(농진청)에 비료공정 규격인증을 신청했다. 

2022년 3월 농림축산식품부는 축분 자원화 정책의 일환으로 경북 의성·영덕·울진, 전북 익산에 축분 자원화 실증 시범사업을 선정했다. 이 중 경북 의성군의 실증 사업을 맡은 바이오씨앤씨는 지난해 8월, 각계 유관 기관 인사들을 초청해 세계 최초로 1일 축분 15톤 처리 실증 플랜트 시범 사업에 대한 준공식을 개최했다. 

바이오씨앤씨는 함수율이 70% 이상으로 찰흙처럼 질고 차져 건조 및 탄화가 어려운 유기성 오니를 날개가 달린 회전축을 이용, 무산소로 간접 열분해하는 세계에서 유일하게 박막 건조 및 탄화 기술을 보유하고 있다.

바이오씨앤는 20개가 넘는 샘플을 제작해 전문기관에 성분 분석과 5개 작물 재배를 통해 비해실험 및 비효실험을 통해 제품 품질을 인정받았다. 특히 2022년 11월에는 농진청 농자재산업과에 비료 공정규격 인증을 신청해 지난해 6월 30일 외부심사위 통과와 10월에는 행정예고를 거쳐 올해 4월 2일에 고시가 돼 축분 바이오차 사업의 원조 역할을 톡톡히 하고 있다.  

현행 가축분뇨 관리 및 이용에 관한 법률(가금법)에는 가축분뇨 처리를 부숙퇴비·퇴액비·바이오가스·에너지로 국한돼 있다. 환경부에서도 최근에 가축분뇨 처리방법으로 축분 바이오차를 포함시키는 법률개정안을 검토 중에 있다. 또한 농진청에서는 축분 바이오차 비료 공정규격을 인증하기 위해 외부심사위원회와 내부 절차를 통해 법률개정을 추진 중이다. 

또한 현행 환경부 가축분뇨 관리 및 이용에 관한 법률에는 가축분뇨 처리를 부숙퇴비·퇴액비·바이오 가스·에너지로 국한돼 있어 축분 바이오차 제조 및 판매가 불법으로 돼 있다. 이에 바이오씨앤씨는 지난해 11월, 산자부 규제샌드박스 실증 특례를 인증 받아 제조 및 판매를 할 수 있게 됐다. 이에 환경부에서도 최근에 가축분뇨 처리 방법으로 축분 바이오차를 포함시키는 법안 개정안을 추진하기 위해 연구개발 사업을 위탁해 진행 중이다. 

연간 5000만톤 이상 발생하는 가축분뇨는 농촌의 환경오염은 물론, 전체 악취 민원의 36%를 차지할 정도로 골칫덩어리다. 이처럼 많은 가축분뇨 물량을 부숙퇴비나 퇴액비로 처리할 경우, 국내 농지의 3배 규모의 농지가 필요한 상황이며 60일 이상, 부숙할 경우 발생하는 메탄가스와 악취, 민원으로 인한 문제는 막대한 사회적 비용이 필요로 한다. 

또한 토양에 과도한 분뇨 살포로 인해 수질오염·대기오염·토양오염을 유발하게 되며, 농촌 주거환경을 해치는 주범이 되고 있다. 그동안 가축분뇨를 가지고 혐기성 바이오 가스를 활용한 에너지로 재활용하는 정부 정책이 추진되어 왔으나, 바이오 가스화 방식은 부피 감소량이 미흡하고 폐슬러지와 폐수 발생에 따른 비용 지불 문제가 발생한다. 

축분 바이오차는 1/5 감량화와 고부가 가치 자원화 및 탄소배출권 확보의 효용가치가 높아진다. 이에 농림축산식품부는 2030년까지 450만톤의 축분 바이오차와 축분 연료펠렛으로 자원화하는 정책을 수립하고 민간이 참여하도록 적극적으로 지원정책을 펼칠 예정이다.

그동안 축분은 70% 이상 높은 함수율과 찰흙과 같아서 축분 바이오차를 제조하기 위해 건조, 탄화할 때 기계장치에 달라붙고 원료 이송과정에 브리켓 현상 등으로 기술개발의 애로와 많은 에너지 비용이 소요돼 선진국에서도 바이오차로 제조하는 것이 활성화되지 못했다.

그러나 바이오씨앤씨는 세계에서 유일하게 축분 고체연료 펠렛과 열분해할 때 발생하는 바이오신가스, 폐열을 자체 열원 에너지로 재활용 및 응축수 100% 재활용으로 획기적인 에너지 절감 기술을 개발함으로써, 가축분뇨의 화려한 고부가가치 “금덩어리” 친환경 탄소소재로서의 변신이 기대가 되고 있다. 

앞으로 축분 바이오차가 악취와 폐수, 토양오염 등의 농촌 환경오염 문제를 해결하는 해결사로서 또한 토양개량과 완효성 비료로서 농작물 생산성 증대 및 탄소배출권 확보를 통한 저탄소 경축순환농업의 ESG 성공모델이 될지 기대된다.

바이오씨앤씨는 최근 축분을 건조, 탄화하는데 소요되는 높은 에너지 비용과 폐수 처리비용 발생 문제를 해결하는 기술을 세계 최초로 개발해 특허출원 했다. 가축분뇨는 축종별·시즌별·농장별·다양한 함수량과 성상으로 축분 바이오차와 고체연료펠렛을 제조하는데 있어서 원료로서 한계가 있었다.

바이오씨앤씨는 축분 건조와 악취 저감 효과가 있는 복합 미생물을 농장에 보급, 살포해 함수율을 70%에서 50%로 낮추고 자체 특허출원한 가축분뇨 전처리 기술을 통해 이물질 선별은 물론, 함수량과 성상이 균일한 원료를 제조해 축분 고체 연료펠렛과 축분 바이오차를 제조 생산하는 기술을 확보했다.  

바이오씨앤씨는 앞으로 1일 100톤 이상 축분자원화 시설플랜트에 화석연료를 사용하지 않고 축분을 건조, 탄화할 때 발생하는 바이오신가스와 신재생에너지를 사용함으로써 에너지 절감과 높은 탄소 Credit을 확보함은 물론, 건조나 탄화 시 발생하는 폐수를 무방류 시스템으로 고온 산화 탈취해 대기 방출시킴으로써 2차 환경오염이 없는 친환경 경제효율성이 높은 바이오차 제조기술시스템을 활용해 미국 Foster Farm과 같은 대형 농장에 플랜트 수출 및 미국 현지에서 축분 바이오차 제조판매사업을 확대해 나갈 계획이다.

또한 가축분뇨의 화려한 변신을 통해 가축분뇨 처리 기술과 축분 바이오차 제품의 해외수출에 나설 예정이다.