(Sludge from Metro Vancouver's wastewater treatment plant has been dewatered prior to conversion to biocrude oil at Pacific Northwest National Laboratory. Credit: Courtesy of WE&RF)
우리는 매일 화장실을 사용하면서 많은 양의 유기물을 하수도로 흘려 보내고 있습니다. 그런데 사실 여기에는 아직 많은 에너지가 남아있습니다. 이를 에너지원으로 회수하는 일은 쉽지 않지만, 만약 미국에서 발생하는 340억 갤런의 하수를 재활용한다면 상당한 양의 에너지로 회수가 가능합니다.
미국 에너지부의 퍼시픽 노스웨스트 국립 연구소 (Pacific Northwest National Laboratory)의 과학자들은 이를 연료로 바꾸는 새로운 공정을 개발했습니다. 일종의 석유와 비슷한 액체 탄화수소를 만드는 방식인데, 이는 원유(crude oil)에 빗대어 바이오 크루드 오일 (biocrude oil) 이라고 부르고 있습니다.
연구팀에 의하면 매년 한 사람이 생성할 수 있는 바이오 크루드 오일은 2~3 배럴 수준이라고 합니다. 미국 전체에서 이를 수거하면 3000만 배럴의 바이오 크루드 오일 생산이 가능합니다. 하지만 사실 그 과정은 그렇게 간단한 것은 아닙니다. 일단 하수를 정제하면서 나오는 하수 찌거기 (sewage sludge)는 습기가 많아서 바이오 연료로 전환하기가 매우 어렵습니다. 우선 가열부터 해야 하는데 젖은 쓰레기라 쉽지 않은 것이죠.
새로 개발한 방식은 hydrothermal liquefaction (HTL)이라고 부르는 것으로 마치 실제 석유를 만드는 과정을 비슷하게 흉내낸 것이라고 할 수 있습니다. 고온 고압의 상태로 아직 유기물이 많은 하수 침천물을 변형시키면 원유와 비슷한 액체 탄화수소가 되는 것입니다.
(동영상)
(Biocrude oil, produced from wastewater treatment plant sludge, looks and performs virtually like fossil petroleum. Credit: WE&RF)
하수 폐기물을 이용한 바이오 연료 자체는 새로운 아이디어가 아니지만, 사실 얻을 수 있는 연료의 양이 얼마되지 않아서 널리 사용되는 방식이라고 보기는 어렵습니다. 이번에 새로 개발된 HTL 공정은 매우 효율이 높아서 원료에 있는 탄소의 60%를 바이오 크루드 오일로 변경할 수 있다고 합니다.
현재 PNNL은 이 기술의 상용화 가능성을 테스트 하기 위해서 밴쿠버와 협약을 맺고 데모 플랜트 (demonstration plant)를 건설할 예정입니다. 여기에는 800~900 캐나다 달러가 들어갈 것이라고 하네요. 빠르면 2018년 가동에 들어갈 수 있을 것이라고 합니다.
만약 성공적인 결과가 나온다면 그야말로 화장실에서 원유를 캐는 셈이니 그것 자체로 놀라운 현대 문명의 기적이 되겠지만, 경제적으로 많은 양을 생산할 수 있을지는 두고봐야 알 것 같습니다.
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