농촌진흥청(청장 허태웅)은 가축분뇨 처리시설에서 발생하는 폐열을 회수해 재활용하는 시스템을 개발했다고 밝혔다.

축산농가에서 수거된 분뇨는 가축분뇨 처리시설을 거쳐 고체와 액체로 분리, 발효된 다음 고체비료와 액체비료(액비)로 만들어진다. 가축분뇨 처리시설 가운데 액비를 처리하는 발효조에서는 미생물이 유기물을 분해하면서 겨울철에도 약 38도의 반응열이 발생한다.

가축분뇨 처리시설의 액비 발효 과정에서 생기는 열을 회수해 재활용하는 시스템을 개발한 것은 이번이 처음이다.

성능을 확인하기 위한 시험장치 규모의 폐열 회수 시스템(5RT, 17.5kW)을 가축분뇨 처리시설에 적용해 에너지로 만들 수 있는 회수 열량을 분석한 결과, 액비를 분당 76리터(ℓ) 순환했을 때 폐열 회수 시스템은 시간당 77.4메가줄(MJ, Mega Joule)의 에너지를 저장할 수 있으며, 1일 기준 619MJ의 에너지를 회수해 활용할 수 있다. 회수된 열은 온수 급탕량 산정 방법으로 비교했을 때, 15인 공장에서 약 1일 온수 급탕 부하를 감당할 수 있는 양이다.

연구진은 폐열 회수를 통해 저장된 열에너지를 온풍 또는 온수로 이용할 수 있게 팬 코일, 퇴비 건조기 등으로 구성된 건조 시스템도 개발했다. 건조 시스템을 이용한 결과, 20kg의 퇴비를 2.7시간 동안 건조시킴으로써 초기 수분함량을 약 44.5%에서 39.4%까지 낮출 수 있었다.

농촌진흥청 이상규 에너지환경공학과장은 “폐열을 회수해 수요자 맞춤형 자원으로 공급한다면 가축분뇨에 대한 인식변화를 가져올 수 있다”며 “가축분뇨를 처리할 때 발생하는 미활용 폐열을 에너지로 이용할 수 있다는 사실이 과학적으로 밝혀져 다양한 분야에서 활용될 것으로 보인다”고 밝혔다.

전북 익산 가축분뇨 처리시설 최석우 센터장은 “가축분뇨 폐열 활용 연구를 다각적으로 수행해 현장에 적용한다면, 처리시설의 경제적 부담을 덜 수 있다”며 “앞으로 경축 순환 사업과 환경 부담을 줄이기 위한 노력이 더욱 필요하다”고 말했다.

한편, 농촌진흥청은 이번에 개발한 시스템의 특허출원(10-2019-0164006)을 완료하고, 현장 연시회를 개최해 현장의 의견을 반영해 시스템을 개량‧보완한 후 에너지 절감형 가축분뇨 처리시설 설계 기초자료로 제공할 예정이다. 이번에 개발한 시스템을 가축분뇨 처리시설에 규모화 단위로 적용하면, 버려지는 폐열을 고체비료 건조와 주변의 축사 난방 또는 시설하우스의 에너지로 활용할 수 있다.