서울시 4개 물재생센터(중랑‧난지‧서남‧탄천)가 수소기술을 비롯해 현존하는 신재생에너지 최신기술을 모두 융합, 세계 최초로 대기오염물질과 온실가스 배출이 없는 신재생에너지 생산기지가 된다.
핵심은 180MW 규모의 ‘수소연료전지’를 설치, 하수처리 과정에서 발생하는 바이오가스와 수소기술을 융합‧발전하는 에너지 선순환 ‘신재생에너지 환상망’을 구축하는 것이다.
수소연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응으로 전기와 열을 생산하는 고효율 에너지 시스템으로, 화석연료를 이용하는 방식에 비해 온실가스 발생이 적은(40%) 친환경 에너지원이다. 수소 저장을 위한 별도의 충전설비가 없고, 연료용으로 발생된 수소는 다른 화학적 반응 없이 열과 전기를 생산하기 때문에 저장‧취급에 따른 폭발 위험성이 없어 안전성이 입증된 시설이다.
연료전지 발전사업은 전 세계적으로 연평균 33% 성장하고 있는 신에너지 분야의 핵심 산업으로 주목받고 있다.
‘신재생에너지 환상망’은 바이오가스를 수소연료전지에 공급해 전기와 열에너지를 생산, 전기는 가정으로 공급하고 열에너지는 센터 내 슬러지 건조시설이나 도시농업 열원으로 활용한다. 동시에 발전과정에서 발생하는 온실가스까지 완벽히 회수해 도시농업 등에 활용한다. 이와 같은 시스템은 에너지 활용은 극대화하는 동시에, 대기오염물질과 온실가스 배출은 제로(Zero)인 세계 최초의 완전 무공해 시스템이다.
물재생센터의 바이오가스(소화가스)는 하수찌꺼기를 감량화하는 과정에서 발생하는 메탄(CH4) 등의 가스를 말한다. 현재 4개 물재생센터에서 하루 평균 21만㎥의 바이오가스가 생산되며, 이중 87%(17만㎥)를 센터 내 보일러 가동 등 연료로 사용하고 있다.
그러나 현재 바이오가스 활용은 연소해서 에너지화하는 방식이어서 이 과정에서 초미세먼지 생성 원인물질인 질소산화물(NOx)과 온실가스(CO2) 등이 발생한다.
서울시는 ‘신재생에너지 환상망’이 국내 최대 규모의 바이오가스 이용 수소연료전지 발전시설이자, 세계에서 유래를 찾을 수 없는 완전한 무배출 시설이라고 설명했다.
국내 수소연료전지는 지난 2018년 말 기준 발전용 연료전지 308MW, 가정 및 건물용 7MW가 설치돼 가동 중이다.
수소는 공기보다 14배 가벼운 기체로 누출 시 즉시 대기 중에 확산돼 폭발범위농도에 도달이 어렵기 때문에 도시가스, LPG, 가솔린에 비해 상대적 위험도가 낮다. 또, 연료전지의 모든 설비는 국제‧국내규격에 따라 제조·설치되고, 설치된 이후에도 가스안전공사, 전기안전공사 등에서 연 2회 이상 전체 시설에 대한 안전관리를 받게 된다.
서울시는 오는 2035년까지 4개 물재생센터에 바이오가스 수소연료전지를 총 180MW(중랑 50MW, 서남 60MW, 난지 30MW, 탄천 40MW) 규모로 설치한다. 이번 2020년부터 중랑물재생센터부터 시범사업에 들어간다.
서울시는 사업부지 제공과 행정 지원을 하고, 민간 도시가스 사업자가 사업비(약 1조 800억 원)를 전액 투자해 연료전지 등 시설물 설치와 기술개발 등 운영관리를 맡는 방식으로 추진한다.
중랑물재생센터는 현재 도시가스 공급용으로 바이오가스 정제시설이 설치‧운영 중으로, 30MW 규모로 시범사업을 진행한다.
180MW 규모의 수소연료전지 설치로 ‘신재생에너지 환상망’ 구축이 완료되면 38만 세대에 공급할 수 있는 전력과 8만 세대에 공급 가능한 열에너지를 생산하게 된다.
또, 정보통신기술(ICT)이 결합된 ‘스마트팜(Smart Farm)’을 물재생센터 내에 설치하고, 연료전지에서 발생하는 이산화탄소(CO2)와 열에너지를 활용한 탄산농법을 선도한다는 계획이다. 이산화탄소 포집‧저장 기술인 CCS(Carbon Capture and Storage)를 도입, 정제된 CO2를 이용해 사계절 내내 기후의 영향을 받지 않고 운영 가능하도록 하고 인근 주민들에게도 개방할 예정이다.
또, 농업과학원 및 영농가구 등과 협력해 농산물의 작황 증대 및 항산화효과 개선을 위한 시범사업을 추진하는 등 실질적인 농가지원 기술도 개발할 계획이다. 아울러 수도권 등 경제성 확보가 가능한 거리에 있는 시설농업가구(비닐하우스) 등에도 CO2를 공급해 온실가스 배출량 제로를 달성한다는 목표다.
특히, 수소연료전지는 대기오염물질 배출 제로(Zero) 시설인 만큼 연간 37만6,577톤의 온실가스와 1만7,461톤의 대기오염물질(미세먼지, 질소산화물, 황산화물)을 감축하는 효과도 기대된다. 또, 연료전지 자체의 공기정화기능으로 매일 219만 명이 호흡할 수 있는 분량의 깨끗한 공기를 생산할 것으로 예상된다. 이는 수소차 60만 대를 운영하는 것과 동일한 효과다.
수소연료전지 가동시에는 고순도의 산소를 필요로 하기 때문에 자체적으로 초미세먼지 97% 이상 제거하는 공기정화시스템을 갖추고 있다.
1MW당 12,200명 호흡량 정화(1MW당 141,893㎥/일 공기정화÷ 성인 1명 호흡량 11.6㎥/일)
아울러, 운영비 절감과 전력생산비용 등을 통해 연간 2,815억 원의 경제적 가치 창출과, 약 6,500명의 고용효과(약 1조800억 원 투자시)도 기대돼 서울의 그린뉴딜을 선도하는 녹색경제의 행진을 시작할 것이라는 전망이다.
신재생에너지 분야 연료전지 투자액 10억 원당 고용효과 : 6명
박원순 시장은 오늘 29일(수) 오전 9시20분 서울시청 간담회장에서 3개 도시가스사(서울도시가스, 코원에너지서비스, 예스코)와 ‘서울시 물재생센터 신재생에너지 환상망 구축사업에 관한 업무협약’을 체결했다.
협약식에는 물재생센터가 있는 지역구의 서울시의회 도시안전건설위원회의 김기대 위원장, 김평남 부위원장, 문장길 의원 등도 참여해 사업 추진과 관련한 적극적인 협력을 약속했다.
한편, ‘물재생센터 신재생에너지 환상망 구축’은 물재생센터의 기능과 공간을 혁신‧진화하는 내용을 골자로 한 장기 정책방향인 ｢물재생센터 비전 3.0 계획｣(2019년 11월)의 세부 추진계획의 하나다. 물재생센터의 순기능인 ‘수처리’ 기능을 강화해 하수처리방류 수질을 팔당댐 수준으로 개선하고, 이용효율이 낮았던 부지를 복합적‧입체적으로 활용해 물산업 육성과 신재생에너지 생산을 위한 클러스터로 조성하는 내용이다.
박원순 서울시장은 “수소연료전지를 중심으로 한 무배출의 물재생센터 신재생에너지 환상망은 신재생에너지와 환경분야 최신기술이 융합된 결정체로, 세계에서도 유래를 찾을 수 없는 최초 시설이 될 것”이라며 “지금까지 기피시설로 인식되어 온 하수처리장이 미세먼지와 대기오염이 없는 청정 에너지 생산기지로 전환되고, 하수처리수질을 상수원인 팔당댐 수준으로 처리하는 완전한 무공해 물재생센터를 조기에 실현하도록 적극 추진하겠다. 최적의 공법 조합과 운영기술 및 매뉴얼을 개발해 공정특허를 출원하고 국내‧외에 청정기술을 수출하는 등 전 지구적 과제인 기후변화 대응 선도도시로서 역할을 다 하겠다.”고 말했다.
시민들은 물재생센터가 세계 최초로 오염물질 무배출 신재생에너지 생산기지로 변화된 것을 축하했으며 환경도 살리고 신재생 에너지가 많이 생산되길 기대하겠다고 전했다.
작성자 : ENB교육뉴스방송(Mickey Bae)
