화학硏, 4단 분리막기술 개발 연 1조원 경제적 효과도 기대 지구온난화를 유발하는 주범으로 꼽히는 바이오가스를 화학원료로 재활용하는 기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.

한국화학연구원은 탄소자원화연구소 김정훈 박사팀이 개발한 바이오가스 및 천연가스로부터 유용한 화학원료이자 신재생 연료인 C1가스를 분리 정제하는 4단 분리막기술이 국내 최초로 환경부 환경신기술 인증과 검증을 모두 획득했다고 22일 밝혔다.

경기 파주시 시설관리공단 음식물 혐기성 처리장에 설치된 분리막 실증플랜트 [제공=한국화학연구원]
경기 파주시 시설관리공단 음식물 혐기성 처리장에 설치된 분리막 실증플랜트 [제공=한국화학연구원]

4단 분리막기술은 여러 기체가 혼합돼 있는 물질 중에, 원하는 기체만 선택적으로 분리할 수 있는 막소재를 통해 원하는 기체의 순도 및 회수율을 높이는 정제기술이다.

바이오가스는 음식물쓰레기, 하수슬러지, 축산분뇨, 매립지 등에서 발생하며 지구온난화의 요인으로 꼽힌다. 하지만 바이오가스에 들어있는 불순물을 분리하고 메탄과 이산화탄소를 잘 정제하면 도시가스나 화학원료로 활용할 수 있는 자원이 된다.

연구팀이 개발한 4단 분리막기술을 활용하면 바이오가스나 천연가스로부터 메탄을 회수율 98%, 순도 98%까지 생산할 수 있다.

고순도 메탄은 도시가스나 자동차 연료로 바로 활용할 수 있다. 그동안 버려졌던 이산화탄소도 95% 이상의 고순도로 95% 이상 동시에 회수할 수 있다. 회수된 이산화탄소는 메탄올, 에탄올, 올레핀 등의 청정 연료 및 화학제품으로 활용될 수 있어 향후 온실가스 감축에 기여할 것으로 예상된다.

김정훈 박사는 “채택된 분리막은 독일, 프랑스, 일본 등의 경쟁 분리막 기술에 비해 가격이 낮으면서도 동급이상의 정제순도 및 회수율을 갖고 있다”며 “전체플랜트 설치 비용을 절반 이하로 낮출 수 있어 수입대체 및 수출 효과가 기대된다”고 설명했다.

연구팀에 따르면 전세계 바이오가스 및 천연가스 정제 시장 규모는 6조원에 달한다. 이중 막분리에 의한 기체분리기술시장은 6000억원이다.

국내의 경우 바이오가스 및 천연가스로부터 메탄과 이산화탄소를 모두 정제하면 연 1조원의 경제적 효과를 기대할 수 있다. 해외 바이오가스의 도시가스, 자동차연료, 탄소자원화를 위한 정제플랜트 시장 진출도 가능하다. 구본혁 기자/nbgkoo@