쓰레기에서 전기를 만들다 – GE의 Waukesha, Jenbacher 엔진

쓰레기에서 전기를 만들다 – GE의 Waukesha, Jenbacher 엔진

2012/09/27 12:32 from 혁신(Innovation)/기술혁신

 

우리가 매일 먹는 쌀. 그 쌀의 껍질은 어디에 쓰이고 있을까요? 여성분들은 쌀겨가 세정효과가 높고, 보습 및 미백효과가 있어, 마스크 팩이나 핸드크림, 또는 비누의 원료로 쓰이고 있다는 사실을 알고 계실 텐데요, 그렇다면 쌀겨의 바깥쪽, 거칠거칠한 진짜 껍질인 왕겨는 어디에 쓰이고 있을까요?

퇴비의 원료로 사용되기도 하고, 축산 농가에서 축사의 바닥을 까는데도 사용되지요? 최근에는 왕겨로 친환경 그릇을 만들기도 한다고 하네요. 상상지기는 아주 오래 전에 베개 속에서 왕겨소리를 들었던 것 같기도 하고, 추석이 되어 사과박스가 생기면 그 속의 왕겨를 헤집고 사과를 꺼내던 기억도 나네요.

이처럼 우리의 주식인 쌀을 공급해주고 남은 벼의 껍질, 왕겨는 여러 쓰임새가 있었는데요, 이제 왕겨로 만들 수 있는 것에 새로운 항목이 추가되었습니다. GE의 엔지니어들이 왕겨를 이용해 ‘전기’를 만들고 있답니다.

 

GE 와케샤(Waukesha) 엔진, 왕겨로 캄보디아의 밤을 밝히다

 

▲ 4파운드의 왕겨로 1KW의 전기를 생산할 수 있습니다

 

그동안 GE의 기술자들은 버려지는 것들을 연료로 재활용할 수 있는 방법을 끊임없이 연구해왔습니다. 그 결과, 왕겨도 연료로 사용할 수 있게 되었는데요, 왕겨에서 전기를 생산하는 주인공은 바로, GE의 와케샤(Waukesha)엔진입니다. 와케샤(Waukesha) 엔진은 왕겨를 발효시켜 나오는 메탄가스로 전기를 만들어낸답니다. 4파운드 미만의 쌀겨에서 26와트 전구를 40시간 켤 수 있는 전력이 생산된다고 하니 놀랍네요.
 
이 기술은 지금까지의 에너지 재활용과는 조금 다른 의미가 있다고 합니다. 이 기술이 농업이 중심인 개발도상국의 전력부족 문제를 해결하는데 크게 기여할 것으로 기대되기 때문이지요.

실제 와케샤(Waukesha) 엔진은 쌀수출국 캄보디아에서 활약할 예정이랍니다. 캄보디아의 경우, 현재 50%의 마을에만 전기가 공급되고 있지만 해마다 전력수요는 25%씩 증가하고 있는 대표적인 개발도상국인데요. GE의 와케샤(Waukesha) 엔진은 캄보디아가 매년 수출하는 백만톤 가량의 쌀에서 생기는 왕겨 40만톤을 이용해 전기를 생산할 예정이랍니다.

GE 와케샤(Waukesha) 엔진을 통해서 생산된 전력은 캄보디아의 남서부, 캄퐁참 주에서 쓰일 예정인데요, 생산전력의 30%는 정미공장에서, 나머지 70%는 그 지역 농촌 마을의 전력공급사업에 이용될 예정입니다.

 

맥주 찌꺼기에서 전기를 만들어내는 GE 옌바허 (Jenbacher) 엔진

 

▲ 스코틀랜드의 증류소에서 운용중인 옌바허 (Jenbacher) 엔진 3기의 모습

 

캄보디아에 왕겨를 원료로 작동하는 와케샤(Waukesha) 엔진이 있다면 스코틀랜드에는 맥아를 원료로 활약하는 옌바허(Jenbacher) 엔진이 있답니다.

스코틀랜드의 남서쪽 Ayrshire 해변. 이 곳은 유서 깊은 주류업체 William Grant & Sons가 운영하는 거번 증류소(Girvan Distillery)와 알리사 베이 증류소(Ailsa Bay Distillery)가 위치한 곳입니다. 이 증류소들은 탄소배출량을 줄이고 비용절감 효과가 있는 GE의 대표선수인 옌바허(Jenbacher) 엔진을 이용하며 환경보호에 앞장서고 있지요.

 

▲ William Grant & Sons 증류소의 내부 모습

 

이곳의 옌바허(Jenbacher) 엔진은 어떤 역할을 하고 있을까요? 알코올을 만드는 증류과정을 거치고 나면 맥아의 찌꺼기가 남는데요, 옌바허(Jenbacher) 엔진은 이를 발효시켜 발생하는 바이오 가스를 전력으로 바꾸어주고 있지요. William Grant & Sons가 사용하는 옌바허(Jenbacher) 엔진은 증류 공정 중에 발생하는 이산화탄소도 재사용한다고 합니다.

 

메탄가스를 이용해 전기를 생산하는 옌바허 (Jenbacher) 엔진은 지난 25년간 우리나라를 포함한 30여 나라의 쓰레기매립지에 공급되고 있습니다. 현재 운용되고 있는 옌바허 엔진은 세계적으로 1,300기에 이르며, 생산하는 전력은 매년 680만 메가와트에 이릅니다. 옌바허 엔진의 비밀은 바이오 가스에 포함된 메탄 외의 불순물들을 처리하는 과정에 있답니다.     * 옌바허 엔진이 궁금하시다면 아래의 콘텐츠를 참고하세요. 쓰레기를 에너지로? 영화에서나 가능할 법한 이야기, GE에코메지네이션에서는 현실입니다! GE에너지, 유전에서 버려지는 가스를 청정 에너지로 만들다. 돼지 배설물을 원유로 바꾸는 법? – GE의 혁신 기술과 함께라면 가능합니다.

 

병원의 친환경화에 기여하는 GE 옌바허 (Jenbacher) 엔진

바이오 매스가 폐기물로 나오지 않는 건물들도 주변 시설들에서 나오는 음식물 쓰레기를 이용해 재활용에너지를 사용할 수 있다는데요. 미국 위스콘신 주의 Gundersen Lutheran 병원의 경우를 소개해 드리겠습니다.

이 병원은 주변 치즈 공장과 양조장에서 발생하는 폐기물들을 이용하고 있습니다. 마카폰 치즈를 만드는 Crave Brothers 목장에서 나오는 치즈찌꺼기와, 에일과 라거를 만드는 맥주회사City Brewery에서 생기는 양조폐기물을 이용하는 것이죠. 병원은 재활용에너지에 대한 투자를 계속 늘려나가 2014년에는 100%의 에너지 자립을 달성하는 것이 목표라고 합니다.

 

▲ 치즈와 맥주를 만들고 남은 찌꺼기로 전기를 생산해내는 GE 옌바허 (Jenbacher) 엔진의 내부

 

병원건물은 일반 상용 건물보다 2.5배나 에너지 사용량이 많다는데요. 하지만 Gundersen Lutheran병원은 옌바허(Jenbacher) 엔진을 설치하여 환경적인 측면에서도, 재정적인 측면에서도 모두 건전해지고 있다고 합니다.

에너지 재활용을 위한 초기투자는 6년 후에 완전히 회수될 예정이고, 그 후로는 매해 에너지 관련 비용이 수십만 달러씩 절감될 예정이라고 하네요. 또한 전력수급을 자체적으로 하기 때문에 석유 등의 연료 값이 치솟더라도 환자들에게는 그 부담이 덜할 것이라니 참 좋은 것 같습니다.

 

▲ 옌바허 (Jenbacher) 엔진을 제작하고 있는 GE의 엔지니어

 

지금까지 버려지는 것들을 원료로 전기를 생산하는 GE의 와케샤(Waukesha) 엔진과 옌바허(Jenbacher) 엔진의 활약상을 살펴보았는데요, 여러분들은 어떤 생각이 드셨나요? 상상지기는 문득 스님들의 ‘발우공양’이 떠올랐답니다. 식사를 마친 후 김치나 무 조각으로 그릇을 깨끗이 닦아서 먹어 한 톨의 쌀도 낭비되지 않게 하는 식사법 말이죠.

음식이 식탁에 오르기까지 필요한 많은 이의 수고를 생각하면 발우공양을 해보고도 싶지만 보통 사람들에게는 거의 불가능한 일 일듯 합니다. 하지만 음식물 쓰레기를 연료로 전환하는 기술이 널리 보급된다면, 다른 방식의 발우공양이 가능할 거라는 생각이 드는데, 여러분의 생각은 어떠신가요?