농축산 유기성폐자원의 자원화 기술 현황과 발전 방향

농축산 유기성폐자원의 자원화 기술

현황과 발전 방향

농

축

산

유

기

성

폐

자

원

의

자

원

화

기

술

현

황

과

발

전

방

향

833 연구자료 -1 | 2017

R

농축산 유기성폐자원의 자원화

기술 현황과 발전 방향

833 연구자료-1 | 2017. 12. |

R

윤영만·서대석·강창용·김원태·최진용

연구 담당

윤영만

︱한경대학교 교수︱자원화 기술 실태와 발전방안 분석

서대석

︱부연구위원︱연구총괄

강창용

︱선임연구위원︱주요 정책 분석

김원태

︱전문연구원︱축산분야 조사분석

최진용

︱연구원︱농산분야 조사분석 및 발전방안 R833 연구자료-1

농축산 유기성폐자원의 자원화 기술 현황과 발전 방향

등 록︱제6-0007호(1979. 5. 25.) 발 행︱2017. 12. 발행인︱김창길 발행처︱한국농촌경제연구원 우) 58217 전라남도 나주시 빛가람로 601 대표전화 1833-5500 인쇄처︱(주)한디자인코퍼레이션(02-2269-9917) I S B N︱979-11-6149-146-2 93520 ∙ 이 책에 실린 내용은 한국농촌경제연구원의 공식 견해와 반드시 일치하는 것은 아닙니다. ∙ 이 책에 실린 내용은 출처를 명시하면 자유롭게 인용할 수 있습니다. 무단 전재하거나 복사하면 법에 저촉됩니다.

i

차 례

제1장 농축산 유기성폐자원의 기준 및 범위

1.

관련 용어 기준

··· 1

2.

농축산 유기성폐자원의 기준 및 범위

··· 5

3.

농축산 유기성폐자원 관리 방안

··· 6

제2장 농축산 유기성폐자원의 발생 및 에너지 잠재량

1.

발생량 및 에너지 잠재량 산출 방법

··· 13

2.

발생량 및 에너지 잠재량

··· 19

3.

시사점

··· 23

제3장 농축산 유기성폐자원 자원화 기술

1.

자원화 기술 현황

··· 25

2.

농축산 유기성폐자원 관련 제품의 품질기준

··· 29

제4장 농축산 유기성폐자원 에너지화 현황

1.

에너지 자원화 현황

··· 37

2.

가축분뇨 에너지화 시설 현황

··· 38

제5장 농축산 유기성폐자원 자원화의 경제성

1.

경제성 분석의 방법

··· 43

2.

경제성 분석 결과

··· 49

ii

제6장 농축산 유기성폐자원 자원화 확대 방안

1.

문제점 및 여건 변화

··· 53

2.

농축산 유기성폐자원 자원화 확대 방안

··· 60

참고문헌 ··· 65

iii

표 차례

제1장

<

표

1-1>

바이오에너지의 기준

··· 1

<

표

1-2>

용도에 따른 분류

··· 2

<

표

1-3>

폐기물의 정의

··· 2

<

표

1-4>

폐자원 등의 정의

··· 3

<

표

1-5>

순환자원의 정의

··· 4

<

표

1-6>

농축산 유기성폐자원의 관리

··· 7

<

표

1-7>

식품가공 부산물의 폐기물 분류

··· 9

<

표

1-8>

친환경농업 육성 및 농업환경보전 및 개선에 관한 사항

··· 10

<

표

1-9>

농산부산물 관리 방안

··· 11

제2장

<

표

2-1>

농산부산물 발생량 및 에너지 잠재량 산출 기준

··· 14

<

표

2-2>

농산부산물 발생계수 및 특성

··· 14

<

표

2-3>

가축분뇨 발생량 및 에너지 잠재량 산출 기준

··· 16

<

표

2-4>

가축분의 특성

··· 16

<

표

2-5>

식품가공 부산물류 발생량 및 에너지 잠재량 산출 기준

··· 18

<

표

2-6>

식품가공 부산물류 발생계수 및 특성

··· 18

<

표

2-7>

농산부산물 발생 및 에너지 잠재량

··· 19

<

표

2-8>

가축분뇨 원단위 발생 및 에너지 잠재량

··· 20

<

표

2-9>

가축분뇨 총 발생 및 에너지 잠재량

··· 21

<

표

2-10>

가축분뇨 농가배출 및 에너지 발생 잠재량

··· 21

<

표

2-11>

식품가공 부산물류 발생 및 에너지 잠재량

··· 22

<

표

2-12>

농축산 유기성폐자원 에너지 잠재량

··· 23

iv

제3장

<

표

3-1>

농축산 유기성폐자원 물질 자원화 기술

··· 25

<

표

3-2>

농축산 유기성폐자원 에너지 자원화 기술

··· 26

<

표

3-3>

농축산 유기성폐자원 자원화 기술 적용 방안

··· 28

<

표

3-4>

단미사료 품목별 기준 및 규격

··· 30

<

표

3-5>

농축산 유기성폐자원별 제조가능 퇴비제품

··· 30

<

표

3-6>

가축분뇨 퇴비의 품질기준

··· 31

<

표

3-7>

가축분뇨 액비의 품질기준

··· 31

<

표

3-8>

바이오가스 이용 관련 품질기준

··· 32

<

표

3-9>

바이오 고형연료 제품제도 현황

··· 33

<

표

3-10>

가축분뇨 고체연료 제도 현황

··· 34

<

표

3-11>

주요 농산부산물의 에너지 가치

··· 35

제4장

<

표

4-1>

양돈분뇨의 에너지화 현황

··· 38

<

표

4-2>

공동자원화 시설 추진 현황

··· 39

<

표

4-3> 2016

년 공동자원화 시설 현황

··· 39

<

표

4-4> 2016

년 가축분뇨 공공처리 시설 현황

··· 40

<

표

4-5>

가축분뇨 에너지화 시설 현황

(2016

년 기준

) ··· 41

제5장

<

표

5-1>

경제성 분석 대상 시설유형

··· 44

<

표

5-2>

경제성 분석 원료 및 에너지 제품의 품질 기준

··· 46

<

표

5-3>

유형별 경제성 분석 기준

··· 46

<

표

5-4>

시설 설치비 및 유지관리비 사례 조사

··· 47

<

표

5-5>

시설유형

I(

바이오 고형연료

)

의 경제성 항목별 산출기준

··· 48

<

표

5-6>

고형연료 판매단가

(‘15

년

3

분기 기준

) ··· 48

v

<

표

5-7>

시설유형

II(

바이오가스

)

의 경제성 항목별 산출기준

··· 49

<

표

5-8>

시설유형

I(

바이오 고형연료

)

의 비용

·

편익 분석 결과

··· 50

<

표

5-9>

시설유형

II(

바이오가스

)

의 비용

·

편익 분석 결과

··· 50

제6장

<

표

6-1>

가축분뇨 관련 부서 및 기능

··· 55

<

표

6-2>

신재생에너지 공급인증서 가중치 현황

··· 56

<

표

6-3>

농업

·

농촌 자발적 온실가스 감축사업 기술 분류

··· 57

<

표

6-4>

양분총량관리제도 도입 경과

··· 59

<

표

6-5> (

가칭

)

광역 친환경 저탄소농업단지 조성사업

(

안

) ··· 64

vi

그림 차례

제1장

<

그림

1-1>

유기성폐자원의 범위

··· 4

<

그림

1-2>

농축산 유기성폐자원의 범위

··· 6

제2장

<

그림

2-1>

사육기간 중 톱밥우사 유기물 함량 변화

··· 18

제6장

<

그림

6-1> 2030

년 부문별 온실가스 목표 감축량

··· 58

<

그림

6-2>

미래 농업

·

농촌 지속가능발전의 개념

··· 61

<

그림

6-3>

미래 농산업 융

·

복합 개념

··· 62

제

1

장

농축산 유기성폐자원의 기준 및 범위

1.

관련 용어 기준

1.1. 바이오매스

바이오매스

(Biomass)

는

“Bio”(

생물

)

와

“Mass”(

물질량

)

의 복합어로

“

생물량

”

으로 해석할 수 있다

.

학술적으로 바이오매스는 생물기원의 생분해성을 지니고

있으며

,

에너지 이용에 있어

CO

2

감축효과와 재생 가능성이 있으며

,

에너지 활

용을 위한 가연성의 물질 특성을 지니는 위해성이 없는 물질을 의미한다

.

일반

적으로 바이오매스는 산업화 측면에서 그 용도에 따라 폐기물계

,

미이용계

,

자

원식물계

,

신작물로 분류하고 있다

.

특히

,

작물의 줄기

,

깍지

,

잎 등의 농산 부

산물은 에너지 전환 등에 이용되고 있지 않아 미이용계 바이오매스로 분류하

고 있다

.

구분 생물기원 생분해성 CO2 감축효과 재생 가능성 가연성 위해성 바이오매스 ○1) _{○ ○ ○ ○ ×}1) 주: “○”는 인정, “×”는 불인정. 자료: 바이오에너지의 기준 및 범위 설정에 관한 연구(산업통상자원부, 2013).

<표 1-1> 바이오에너지의 기준

2

구분 정의 사례 폐기물계 바이오매스 가정 및 산업 부문에서 폐기물로 발생하는 바이오매스, 미처리 시 환경적인 악영향을 초래 하수슬러지, 음식물류폐기물, 식품가공 부산물, 폐목재, 가축분뇨 등 미이용계 바이오매스 바이오에너지 등으로 아직 활용되지 않고 있는 바이오매스 작물의 줄기, 깍지, 잎 등의 농산부산물 자원식물계 바이오매스 농업 산물로 바이오디젤이나 바이오에탄올의 원료로 이용되는 바이오매스 옥수수, 감자, 유채 등 전분질 또는 유지 작물 신(新)작물 바이오에너지 생산을 위해 새로이 재배·경작하는 바이오매스 미세조류 등

<표 1-2> 용도에 따른 분류

1.2. 폐기물

폐기물은

｢

폐기물관리법

｣

에 따르면

“

쓰레기

,

연소재

,

오니

,

폐유

,

폐산

,

폐알

칼리 및 동물의 사체 등으로서 사람의 생활이나 사업활동에 필요하지 아니하

게 된 물질

”

이라 정의하고 있다

.

즉

,

가정생활이나 사업장에서 필요하지 아니

하여 배출되는 물질로 크게 생활폐기물과 사업장 폐기물로 구분하여 관리하고

있다

.

폐기물의 통계집계는 폐기물의 소각처리 측면에서 가연성과 불연성으로

나누어 관리하고 있으며

,

유기성의 폐기물은 가연성 폐기물로 분류한다

.

용어 정의 폐기물 쓰레기, 연소재, 오니, 폐유, 폐산, 폐알칼리 및 동물의 사체 등으로서 사람의 생활이나 사업활동에 필요하지 아니하게 된 물질 생활폐기물 사업장폐기물 외의 폐기물 사업장폐기물 ｢대기환경보전법｣, ｢수질 및 수생태계 보전에 관한 법률｣ 또는 ｢소음·진동관리법｣에 따라 배출시설을 설치·운영하는 사업장 등에서 발생하는 폐기물 자료: ｢폐기물관리법｣ 제2조(정의).

<표 1-3> 폐기물의 정의

1.3. 폐자원

｢

자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률

｣

에서는 폐기물 중 재사용

·

재생이용

3

이 가능한 것을

“

재활용 가능자원

”

으로 구분하여 재활용하고 있으며

,

재활용

가능자원으로부터 회수된 에너지 또는 에너지를 회수할 수 있도록 전환된 물

질을

“

폐자원에너지

”

라고 정의하고 있다

.

따라서 법적인 정의에 따르면

,

재활

용 가능자원 중에서 에너지 회수

·

이용이 가능한 물질을

“

폐자원

”

으로 정의할

수 있다

.

환경부에서는 폐자원에너지를 가연성폐자원 에너지와 유기성폐자원

에너지로 구분하여 관리하고 있다

.

가연성폐자원 에너지는 폐플라스틱

,

폐타이

어

,

폐목재 등으로부터 제조한 고형연료나 이들의 소각열을 회수한 에너지를

의미하고 있으며

,

유기성폐자원 에너지는 하수슬러지

,

음식물쓰레기

,

가축분뇨

를 혐기소화하여 얻은 바이오가스

,

또는 바이오가스를 이용한 전기

·

폐열 등의

에너지를 의미한다

.

2018

년부터 시행 예정인

｢

자원순환기본법

｣

에서는 폐기물 중 사람의 건강과

환경에 유해하지 아니하고

,

경제성이 있어 유상 거래가 가능하고

,

방치될 우려

가 없는 것을 폐기물이 아닌

, “

순환자원

”

으로 별도 분류하고 있다

.

용어 정의 재활용 가능 자원 사용되었거나 사용되지 아니하고 버려진 후 수거된 물건과 부산물 중 재사용·재생이용할 수 있는 것[회수할 수 있는 에너지와 폐열(廢熱)을 포함] 단, 방사성물질과 방사성물질로 오염된 물질은 제외 폐자원 에너지 고형연료제품, 폐기물 합성가스 등 폐기물로부터 회수된 에너지 또는 에너지를 회수할 수 있도록 전환된 물질 ｢동법시행규칙｣ 제1조의2(폐자원에너지) ·폐기물을 이용하여 만든 고형연료제품 ·폐기물을 이용하여 만든 매립가스, 바이오가스 및 합성가스 등 기체연료 ·폐기물을 이용하여 만든 정제연료유 및 재생연료유 등 액체연료 ·폐기물로부터 회수된 소각열(燒却熱)에너지 자료: ｢자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률｣ 제2조(정의).

<표 1-4> 폐자원 등의 정의

4

용어 정의 순환자원 폐기물 중 제9조에 따라 환경부장관의 인정을 받은 폐기물이 아닌 물질 또는 물건 ｢자원순환기본법｣ 제9조(순환자원의 인정) ·사람의 건강과 환경에 유해하지 아니할 것 ·경제성이 있어 유상(有償) 거래가 가능하고 방치될 우려가 없을 것 ·그 밖에 대통령령으로 정하는 순환자원의 기준을 충족할 것 자료: ｢자원순환기본법｣ (2018. 1. 1. 시행) 제2조(정의).

<표 1-5> 순환자원의 정의

1.4. 유기성폐자원

아직까지 유기성폐자원의 정의는 명확하지 않으나

｢

폐기물관리법

｣

에서 규

정하는 가연성폐기물 중에서 생물학적 변환 기술인 바이오가스화가 가능한 폐

기물을 유기성폐자원이라 규정할 수 있다

.

최근에 환경부에서는

<

그림

1-1>

과

같이 폐자원 중에서 바이오매스의 특성을 지니는 물질을 유기성폐자원의 범위

로 설정하고 있으며

,

하수슬러지

,

음식물류폐기물

,

식품가공 부산물

,

가축분뇨

를 유기성폐자원으로 분류하고 있다

.

<그림 1-1> 유기성폐자원의 범위

자료: 바이오매스(유기성폐자원) 에너지 활성화 추진계획 보고(환경부 내부자료, 2017.01).

5

2.

농축산 유기성폐자원의 기준 및 범위

2.1. 기준

앞에서 살펴본 바와 같이 유기성폐자원을 바이오매스 중에서 폐기물에 속하

는 물질로 정의한다면

,

농축산 유기성폐자원은 바이오매스 중에서 폐기물이 아

닌 물질로 정의할 수 있다

.

또한 용어의 의미상 농축산 바이오매스는 농축산

유기성폐자원과 동일한 의미로 사용이 가능할 것으로 판단된다

.

2.2. 범위

농축산 유기성폐자원은 농림수산 부문에서 발생하는 바이오매스로 임지잔

재

,

가축분뇨

,

농산부산물

,

해조류 등이 여기에 속한다

.

이중 가축분뇨는

｢

폐기

물관리법

｣

이 아닌

,

자원화를 기본 취지로 하고 있는

｢

가축분뇨 관리 및 이용에

관한 법률

｣

로 관리하고 있다

.

따라서 법의 취지와 자원화 특성을 고려할 때

,

가

축분뇨는 농축산 유기성폐자원으로 분류하는 것이 합리적이다

.

또한

,

식품가공 부산물은 사업장에서 발생하는 사업장폐기물로

｢

폐기물관리

법

｣

의 관리대상이다

.

따라서 미곡처리장 등에서 발생하는 왕겨

,

미강 등과 식

음료 사업장에서 발생하는 감귤박

,

양파박 등은 사업장폐기물로 분류되며

,

환

경부에서 관리하고 있는 상황이다

.

6

<그림 1-2> 농축산 유기성폐자원의 범위

3.

농축산 유기성폐자원 관리 방안

3.1. 관리 현황

농축산 부문에서 발생하는 주요 바이오매스는 작물재배과정에서 발생하는

농산 부산물과 가공과정에서 발생하는 식품가공 부산물류

,

그리고 가축분뇨가

있다

.

농산 부산물 중에서 볏짚은 농식품부의 가축 조사료 수급 활성화 정책에

따라 관리되고 있으며

,

이외의 품목들은 명확한 관리제도가 없는 상황이다

.

이

러한 농산 부산물의 대부분은 발생량이나 처리량이 통계적으로 집계되고 있지

않으며

,

농경지에 환원되거나 자체 소각 처리되고 있는 상황이다

.

주요 식품가

공 부산물류에는 미곡처리장에서 발생하는 왕겨

,

쌀겨

(

미강

)

등이 있으며

,

과실

류 및 채소류를 원료로 하는 식음료 가공공장에서 발생하는 감귤박

,

양파박 등

의 찌끼류가 있다

.

이들 식품가공 부산물류는 사업장에서 발생하는 사업장 폐

기물로

｢

폐기물관리법

｣

의 관리대상이며

,

사업장주에게 처리책임이 있다

.

가축

7

분뇨는

｢

가축분뇨 관리 및 이용에 관한 법률

｣

에 따라 환경부와 농식품부가 공

동으로 관리하고 있으며

,

환경부는 수질환경 보전을 위해 정화처리 중심의 공

공처리시설을 보급하고 있으며

,

농식품부는 퇴

·

액비

·

에너지화 중심의 자원화

시설을 지원하고 있다

.

따라서

,

향후 농축산 부산물류의 자원화를 위해서는 관

리부처 및 부서의 명확화를 통해 발생 및 처리통계 체계 마련

,

적극적인 자원

화 정책의 수립이 요구되고 있다

.

구분 종류 관리부서 비고 농산 부산물 볏짚 농식품부 가축조사료 이용 작물재배 잔사1) (줄기, 잎 등) 없음 식품가공 부산물류 왕겨, 쌀겨(미강) 등 환경부 사업장폐기물 감귤박, 양파박 등 환경부 사업장폐기물 가축분뇨 한우, 젖소, 돼지 분뇨, 닭·오리 등 환경부·농식품부 자원화 중심 (퇴·액비·에너지화) 주: 관리부서가 불명확하고, 미이용 상황임.

<표 1-6> 농축산 유기성폐자원의 관리

3.2. 농축산 유기성폐자원의 관리 방안

현재까지 농업 생산과정에서 발생하는 농축산 부산물류는 명확한 관리부서와

체계가 없는 상황이나

,

환경부의

｢

폐기물관리법시행규칙

｣

의

“

폐기물의 종류

및 세부분류

”

에서는

<

표

1-7>

과 같이

,

왕겨

,

쌀겨 등을 사업장폐기물로 분류하

여 관리하고 있으며

,

영농활동에서 발생하는 영농폐기물

(

농약용기류

,

농촌폐비

닐

)

은 생활폐기물로 분류하여 관리하고 있다

.

특히 농가에서 발생하는 동물성

잔재물과 식물성잔재물의 분류체계가 있으나

,

실질적인 관리대상은 불명확한

상황이다

.

농산 부산물을

｢

폐기물관리법

｣

으로 관리하는 경우

,

영농폐기물의 관

리 사례와 유사하게 생활폐기물로 분류하는 농가에서 발생하는 동물성잔재물

과 식물성잔재물로 관리가 가능할 수 있는 상황이다

.

8

농식품부의

｢

친환경농어업 육성 및 유기식품 등의 관리

·

지원에 관한 법률

｣

은

농어업의 환경보전 기능을 증대시키고 농어업으로 인한 환경오염을 줄이며

,

친

환경 농어업을 실천하는 농어업인을 육성하여 지속가능한 친환경 농어업을 추

구하고 이와 관련된 친환경 농수산물과 유기식품 등을 관리하여 생산자와 소

비자를 함께 보호하는 것을 목적으로 하고 있다

.

따라서

,

이 법에서는 제

9

조에

서 농어업으로 인한 환경오염 방지를 위하여 국가와 지방자치단체가 농약의

안전사용기준 및 잔류허용기준 준수

,

비료의 작물별 살포기준량 준수

,

가축분

뇨의 방류수 수질기준 준수

,

폐농어업 자재의 투기 방지 및 폐수의 무단 방류

방지 등의 시책을 적극적으로 추진하도록 규정하고 있다

.

또한 제

10

조에서는

농어업 환경을 개선하기 위하여 농경지 개량

,

농어업 용수 오염 방지

,

온실가스

발생 최소화 등의 시책을 적극적으로 추진토록 하고 있으며

,

이를 위해 농업환

경 관련 실태조사를 규정하고 있다

.

따라서

,

농축산 부산물류의 관리는 친환경

농업의 일환으로

｢

친환경농어업 육성 및 유기식품 등의 관리

·

지원에 관한 법률

｣

에 근거하여 추진하고

,

적극적인 자원화 및 에너지 이용 정책을 통해 농업부문

의 온실가스 발생 저감 및 신

·

재생에너지 생산

·

이용으로 국가 온실가스 감축

및 신

·

재생에너지 보급 정책에 일조할 수 있을 것으로 판단된다

.

9

구분 분류번호 종류 비고 사업장폐기물 51-17 동·식물성잔재물1) 51-17-01 - 동물사체 51-17-02 - 축산가공잔재물 51-17-03 - 수산가공잔재물 51-17-04 - 폐패각 51-17-05 - 폐모피류 51-17-06 - 피혁가공잔재물 51-17-07 - 동물털 51-17-08 - 동물성유지류 51-17-19 - 그 밖의 동물성잔재물 51-17-21 - 주정박 51-17-22 - 맥주박 51-17-23 - 유박유잔재물 51-17-24 - 초본류 51-17-29 - 그 밖의 식물성잔재물 51-17-99 - 그 밖의 동·식물성잔재물 51-19-00 - 왕겨 및 쌀겨 51-39-00 - 폐사료 생활폐기물 91-16-00 - 동물성잔재물2) 91-17-00 - 식물성잔재물 91-18-01 - 영농폐기물(농약용기류) 무기성 91-18-02 - 영농폐기물(농촌폐비닐) 무기성 주 1) 식료품 및 음료제조업 등에서 발생하는 잔재물을 포함, 음식물류 폐기물은 제외. 2) 동물의 사체, 수산가공물, 유지 등을 포함. 자료: ｢폐기물관리법시행규칙｣.제4조의2제1항 관련 “별표4. 폐기물의 종류별 세부분류”

<표 1-7> 식품가공 부산물의 폐기물 분류

10

구분 관련 사항 축산으로 인한 환경오염 방지 제9조(농어업으로 인한 환경오염 방지) 국가와 지방자치단체는 농약, 비료, 가축분뇨, 폐농어업자재 및 폐수 등 농어업으로 인하여 발생하는 환경오염을 방지하기 위하여 농약의 안전사용기준 및 잔류허용기준 준수, 비료의 작물별 살포기준량 준수, 가축분뇨의 방류수 수질기준 준수, 폐농어업 자재의 투기(投棄) 방지 및 폐수의 무단 방류 방지 등의 시책을 적극적으로 추진하여야 한다. 자원 보전 및 환경 개선 제10조(농어업 자원 보전 및 환경 개선) ① 국가와 지방자치단체는 농지, 농어업 용수, 대기 등 농어업 자원을 보전하고 토양 개량, 수질 개선 등 농어업 환경을 개선하기 위하여 농경지 개량, 농어업 용수 오염 방지, 온실가스 발생 최소화 등의 시책을 적극적으로 추진하여야 한다. 환경실태조사 제11조(농어업 자원·환경 및 친환경농어업 등에 관한 실태조사·평가) ① 농림축산식품부장관·해양수산부장관 또 는 지방자치단체의 장은 농어업 자원 보전과 농어업 환경 개선을 위하여 농림축산식품부령 또는 해양수산부령으로 정하는 바에 따라 다음 각 호의 사항을 주기적으로 조사·평가하여야 한다. 1. 농경지의 비옥도(肥沃度), 중금속, 농약성분, 토양미생물 등의 변동사항 2. 농어업 용수로 이용되는 지표수와 지하수의 수질 3. 농약·비료·항생제 등 농어업투입재의 사용 실태 4. 수자원 함양(涵養), 토양 보전 등 농어업의 공익적 기능 실태 5. 축산분뇨 퇴비화 등 해당 농어업 지역에서의 자체 자원 순환사용 실태 5의2. 친환경농어업 및 친환경농수산물의 유통·소비 등에 관한 실태 6. 그 밖에 농어업 자원 보전 및 농어업 환경 개선을 위하여 필요한 사항 자료: 친환경농어업법률.

<표 1-8> 친환경농업 육성 및 농업환경보전 및 개선에 관한 사항

농축산 유기성폐자원은 발생특성상 농축산 생산 현장에서 발생하고

,

전국적

으로 분산되어 발생하기 때문에 관리에 어려움이 있다

.

또한 농업 생산 활동의

일환으로 발생하고 있으나 농업인에게 처리책임을 지우는 경우 농업인의 부담

이 가중되는 문제가 발생할 수 있다

.

따라서 농축산 유기성폐자원은 국가에서

공공의 목적으로 정책적

·

제도적으로 관리할 필요가 있으며

,

관리부서는 추가

적인 검토와 협의가 요구되나

,

농식품부의 친환경농업의 일환으로 관리하는 것

이 효율적일 것으로 생각된다

.

11

구분 1안 2안 관리부서 - 농식품부 친환경농업과 - 환경부 폐자원관리과 관리법률 - ｢친환경농어업 육성 및 유기식품 등의 관리·지원에 관한 법률｣ - ｢폐기물관리법｣ 법의 목적 - 농어업의 환경 보전기능을 증대 - 농어업으로 인한 환경오염을 경감 - 친환경농어업을 실천하는 농어업인을 육성 - 지속가능한 친환경농어업을 추구 - 폐기물의 발생을 최대한 억제 - 발생 폐기물을 친환경적으로 처리 - 환경 보전과 국민생활의 질적 향상에 이바지 장점 - 친환경농업의 일환으로 농경지에서 발생하는 농산부산물 관리 및 적정 처리(자원화, 에너지화) 유도 용이 - ｢동법｣ 제10조(농어업 자원 보전 및 환경 개선)와 연계하 여 농산 부산물의 적정처리(자원화, 에너지화)를 통해 농경 지 개량, 농어업 용수 오염 방지, 온실가스 발생 최소화 등의 시책을 적극적으로 추진 가능 - 기존 ｢폐기물관리법｣ 관리체계 내에 농산부산물 관리 근거 마련 용이 단점 - 기존 농축산 분야 폐기물 관리 사례가 없어, 관리법규 개정 및 제도 개선이 요구 - 사업장폐기물과 생활폐기물의 구분이 모호1) - 사업장폐기물 지정시 농가의 처리부담 증가 관리방향 - 친환경농업 육성의 일환으로 관리, 농업농촌 산업화 및 활 력화 유도 - 환경보전을 위한 폐기물의 적정관리, 자원순환형 농촌 사 회 형성 유도 주: 농업 생산활동에서 비롯되는 폐기물은 사업장폐기물로 관리하는 것이 타당하나, 기존 영농폐기물은 농가에서 발생하는 것으로 간주하여 생활폐기물로 관리하고 있음.

<표 1-9> 농산부산물 관리 방안

제

2

장

농축산 유기성폐자원의 발생 및 에너지 잠재량

1.

발생량 및 에너지 잠재량 산출 방법

1.1. 농산부산물

농산부산물의 에너지 잠재량에 관한 통계는 한국에너지기술연구원 신재생

에너지데이터센터

1

_{에서 산출}

_·

_{집계하고 있다}

_.

_{그러나 바이오매스의 에너지양}

(TOE)

만을 개시하고 있어

,

농산부산물의 종류별 발생량 등 세부적인 자료는

확안할 수 없는 상황이다

.

따라서 기본적으로 한국에너지기술연구원 신재생에

너지데이터센터의 농산부산물 에너지잠재량 산출기준을 적용해

, <

표

2-1>

과

같이 국내 농산부산물의 발생량 및 에너지 잠재량 산출기준을 정하였다

.

이때

,

주요 작물로 식량작물

11

종

,

채소류

1

종

,

특용작물

3

종

,

과수

7

종에 대하여 농

산부산물의 발생량

,

탄소톤량

,

에너지 잠재량의 산출을 위하여 적용한 농산부

산물의 발생계수 및 특성자료는

<

표

2-2>

와 같다

.

1

신재생에너지데이터센터

(http://kredc.kier.re.kr/kier/Default_New.aspx).

14

구분 산출기준 및 정의 비고 통계원 농림축산식품 통계연보(작물생산량) 농식품부 관리통계 대상 식량작물 11종, 채소류 1종, 특용작물 3종, 과수 7종 주요작물 조정계수 부산물환산계수1) ₌ 부산물발생량(kg/10a) _{농촌진흥청 보고서} 작물생산량(kg/10a) 에너지 잠재량 총 잠재량 작물생산량(톤/년)×부산물환산계수×고위발열량(kcal/kg) 가용 잠재량 전량 가용 자료: 농촌진흥청(2013).

<표 2-1> 농산부산물 발생량 및 에너지 잠재량 산출 기준

구분 부산물 부산물환산계수 (-) 고위발열량 (kcal/kg) 유기탄소함량 (%) 식량 작물 미곡 논벼 볏짚 1.02 3,903 39.48 맥류 보리 보리짚 1.23 3,946 40.15 쌀보리 쌀보리짚 0.662 3,790 39.87 밀 밀보리짚 0.690 4,049 42.35 서류 감자 감자줄기 0.180 4,107 42.70 고구마 고구마줄기 0.850 4,133 41.48 잡곡 옥수수 옥수수줄기 1.189 4,104 41.71 메밀 메밀줄기 1.278 4,576 45.57 두류 콩 콩줄기 1.000 4,081 40.43 콩깍지 0.417 3,971 39.28 팥 팥줄기 1.079 4,302 43.88 팥깍지 0.368 4,297 41.99 녹두 녹두줄기 1.092 4,219 39.84 녹두깍지 0.404 4,179 41.38 채소류 조미채소 고추 고추줄기 2.600 4,301 43.76 특용작물 참깨 참깨줄기 5.800 4,077 41.97 들깨 들깨줄기 6.140 4,195 44.13 땅콩 땅콩줄기 1.780 4,059 39.60 과수 사과 사과전정지 1.316 4,421 50.40 감 감전정지 0.270 4,210 43.80 배 배전정지 0.656 4,306 44.94 포도 포도전정지 1.562 4,156 44.53 복숭아 복숭아전정지 0.367 4,246 45.86 감귤 감귤전정지 0.088 4,268 45.91 자두 자두전정지 0.383 4,268 45.91 자료: 농림축산식품부(2015).

<표 2-2> 농산부산물 발생계수 및 특성

15

1.2. 가축분뇨

가축분뇨의 발생량은 축종별 사육두수에 가축분뇨 배출원 단위

2

_{를 곱하여}

산출한다

.

이러한 가축분뇨 발생량의 산출방법은 가축의 배설단계에서 발생하

는 물질량을 산출하는 것이다

.

그러나 가축의 사육사에서 발생하는 실재 가축

분뇨 발생은 일반적으로

6

개월 이상의 저장기간을 거쳐 사육사 외부로 배출되

는 특성이 있다

.

돼지를 사육하는 슬러리 돈사의 경우

,

분

·

뇨

·

세척수가 혼합되

어 밀폐된 저장조에 저장되므로 가축분뇨의 배설단계에서의 배설량과 돈사 배

출단계에서의 배출량의 차이가 크지 않다

.

그러나 한우

·

젖소를 사육하는 톱밥

우사의 경우

,

배설된 분뇨는 바닥의 톱밥과 혼합되고

,

수분 증발

,

유기물 분해

,

암모니아 휘발 등을 통해 감량화가 진행되어 실재 배출되는 가축분뇨의 양은

크게 감소하는 특성이 있다

.

특히

,

톱밥우사에서의 가축분뇨 저장기간 중에 일

어나는 유기물의 분해 반응은 에너지 잠재량을 크게 감소시키는 결과를 초래

한다

.

또한 사육사의 깔짚으로 이용되는 톱밥은 가축분뇨와 혼합된 상태로 가

축의 사육사에서 배출되는 특성이 있다

.

따라서 사육사 배출단계의 가축분뇨는

배설단계의 가축분뇨에 톱밥이 혼합된 상태로 배출됨에 따라 톱밥의 물질량과

에너지양만큼 배출단계 가축분뇨의 물량과 에너지 잠재량이 증가하는 특성이

있다

.

따라서 본 연구에서는 가축분뇨의 발생량을 배설단계에서의 원단위 발생

량을 산출하고

,

사육사에서 저장기간 중 유기물 분해에 의한 유기물 손실량과

톱밥의 사용량을 고려하여 최종적으로 톱밥우사에서 배출되는 가축분뇨의 에

너지 잠재량을 산출하였다

.

이러한 산정방법은 가축분뇨의 에너지 자원화 측면

에서 실재 자원화 시설의 용량을 산정하거나 에너지 생산 계획을 수립하는 데

더욱 합리적인 지표자료를 제공할 수 있다

.

발생원단위는 한육우

13.7,

젖소

37.7,

돼지

5.1 L/

두

·

일로 하였으며

,

닭

·

오리

는 산란계와 육계의 원단위 평균을 적용하여

105.1 L/1,000

수

·

일로 하였다

.

톱

밥우사의 톱밥 사용량과 저장기간 중 유기물 손실률은 자체 조사

·

분석 자료를

2

가축분뇨 배출원단위 재산정 알림

(

환경부 수생태보전과

-869, 2008).

16

활용하였다

.

한우

·

젖소 사육사의 톱밥 사용량은

640 kg/

두

·

년으로 하였으며

,

사

육사 저장기간 중 유기물 손실률은 하절기

18.80%,

동절기

6.01%

의 평균치

(12.40%)

를 적용하였다

.

가축분뇨의 특성은

<

표

2-3>

과 같다

.

구분 산출기준 및 정의 비고 통계원 - 농림축산식품 통계연보(가축사육두수) 농식품부 관리통계 대상 - 한육우, 젖소, 돼지, 닭·오리 주요축종 조정계수 발생원 단위1) - 한육우: 13.7L/두·일 - 젖소: 37.7L/두·일 - 돼지: 5.1L/두·일 - 닭·오리: 105.1L/1,000수·일(산란계와 육계 원단위 평균) 비중은 1.0으로 간주 톱밥 조정계수 - 640kg/두·년(3회/년 교체) 자체 분석결과 질량 손실계수 - 사육사 저장 중 유기물 분해율 12.40 %/년(하절기 18.80% 동절기 6.01%의 평균치) 자체 분석결과 에너지 잠재량 원단위 잠재량 - 가축사육두수(두·수/년)×발생원 단위(kg/두·수/일)×고형물함량(%) ×축종별 분뇨의 고위발열량(kcal/kg) 총 잠재량 - 가축사육두수(두·수/년)×발생원 단위(kg/두·수/일)×고형물함량(%) ×축종별 분뇨의 고위발열량(kcal/kg) + 깔짚용 톱밥의 에너지량 배출 잠재량2) - {가축사육두수(두·수/년)×발생원 단위(kg/두·수/일)×고형물함량(%) ×(1 – 0.124)}×축종별 분뇨의 고위발열량(kcal/kg) + 깔짚용 톱밥 투입량 ×톱밥의 고위발열량(kcal/kg) 주 1) 가축분뇨 배출원단위 재산정 알림(환경부 수생태보전과-869, 2008). 2) 가축의 사육사에서 배출되는 가축분뇨의 에너지 잠재량으로 톱밥우사에서 소 사육과정에서 분해되는 유기물을 고려.

<표 2-3> 가축분뇨 발생량 및 에너지 잠재량 산출 기준

구분 가축분발열량 1) (kcal/kg) 가축분탄소함량1) (%) 수분함량2) (%) 한육우 3,847 41.1 81.0 젖소 3,936 38.9 85.0 돼지 4,516 39.4 70.5 닭 3,194 48.5 76.3 깔짚톱밥 (한육우, 젖소) 4,573 48.0 19.5 자료 1) 국립환경과학원(2004). 2) 국립축산과학원(2008).

<표 2-4> 가축분의 특성

17

<그림 2-1> 사육기간 중 톱밥우사 유기물 함량 변화

1.3. 식품가공 부산물류

식품가공 부산물류의 발생량 산정은 우리나라 주요 식품가공 부산물인 왕겨

,

쌀겨

(

미강

),

싸라기와 특정지역인 제주도에서 발생하는 감귤 식음료 제조공정

에서 발생하는 감귤박을 대상으로 분석하였다

.

이들 식품가공 부산물은 사업장

폐기물로 분류하여 관리하고 있으나

,

왕겨

,

쌀겨

,

싸라기의 경우

,

식품 및 사료

의 소재로서 자원적 가치가 높아 판매

·

유통되고 있으며

,

감귤박의 경우

,

특정지

역에서 다량으로 발생하고 있어 처리에 어려움이 있는 상황이다

.

왕겨

,

쌀겨

,

싸라기의 발생량은 조곡수량에 대한 부산물 발생량의 비율을 이

용하여 산정하였으며

,

조곡의 도정과정에서 왕겨

16%,

쌀겨

(

미강

) 8%,

싸라기

2.3%

가 발생하였으며

,

감귤박의 경우 원료의

50%

가 부산물로 발생하였다

.

18

구분 산출기준 및 정의 비고 통계원 - 농림축산식품 통계연보(작물생산량) 농식품부 관리통계 - 2015년산 감귤유통처리 분석 제주특별 자치도 감귤출하 연합회 대상 - 벼가공부산물(왕겨, 쌀겨, 싸라기), 감귤가공부산물(감귤박) 조정계수 - 벼부산물환산계수 = 부산물량(kg/10a) 조곡수량(kg/10a) - 감귤박 발생량1) _{= 원료의 50%} 에너지 잠재량 총 잠재량 - 조곡생산량(톤/년)×부산물환산계수×고위발열량(kcal/kg) 발생 잠재량 - 전량 가용 자료: 농촌진흥청(2005).

<표 2-5> 식품가공 부산물류 발생량 및 에너지 잠재량 산출 기준

구분 부산물 부산물환산계수 (-) 고위발열량 (kcal/kg) 유기탄소함량 (%) 미곡처리장1) 왕겨 0.160 4,061 41.37 쌀겨(미강) 0.080 - -싸라기 0.023 - -식음료가공장2) _{감귤박 0.500 3,653 3.98} 주 1) 한상익, 남민희, 김상열, 장기창, 오성환, 서우덕, 나지은(2012).

2) Yoo, H.M. K.H. Kim, Y.C. Seo, S.W. Park(2014). 자료: 농림축산식품부(2015).

<표 2-6> 식품가공 부산물류 발생계수 및 특성

2.

발생량 및 에너지 잠재량

2.1. 농산부산물

작물의 재배 과정에서 발생하는 농산부산물의 발생량은

2015

년 기준

9,342

천톤

/

년으로 산출되었다

.

주요 농산부산물은 볏짚

,

사과 전정지

,

포도 전정지

,

배

전정지

,

고추줄기로 나타났으며

,

볏짚 발생량이 발생량 기준 약

63.0%,

탄소톤

기준

55.7%

를 차지하였다

.

농산부산물의 이산화탄소 잠재량은

6,141

천톤

-CO

2

/

년으로 나타났으며

,

에너지 잠재량은

3,764

천톤으로 추산되었다

.

19

구분 부산물 발생량 CO2 잠재량3) 에너지 잠재량 (천톤/년) (천톤 -C/년)2) _{(천톤 –CO} 2/년) (천toe/년) 식량 작물 미곡 논벼 볏짚 5,886.4 932.8 3,418.0 2,297.5 맥류 보리 보리짚 69.5 11.2 41.0 27.4 쌀보리 쌀보리짚 36.3 6.3 23.0 13.7 밀 밀보리짚 18.2 3.4 12.0 7.4 서류 감자 감자줄기 96.8 4.1 15.0 39.8 고구마 고구마줄기 250.5 10.4 38.0 103.5 잡곡 옥수수 옥수수줄기 93.0 10.6 39.0 38.2 메밀 메밀줄기 3.3 0.7 2.0 1.5 두류 콩 콩줄기 103.5 14.3 53.0 42.2 콩깍지 43.2 7.4 27.0 17.1 팥 팥줄기 5.8 1.1 4.0 2.5 팥깍지 2.0 0.4 1.0 0.8 녹두 녹두줄기 2.1 0.4 1.0 0.9 녹두깍지 0.8 0.1 1.0 0.3 채소류 조미채소 고추 고추줄기 710.5 63.1 231.0 305.6 특용작물 참깨 참깨줄기 67.7 24.1 88.0 27.6 들깨 들깨줄기 312.7 116.8 428.0 131.2 땅콩 땅콩줄기 20.7 3.6 13.0 8.4 과수 사과 사과전정지 767.0 259.5 951.0 339.1 감 감전정지 103.8 19.7 72.0 43.7 배 배전정지 171.2 57.0 209.0 73.7 포도 포도전정지 404.5 95.1 348.0 168.1 복숭아 복숭아전정지 87.2 17.4 64.0 37.0 감귤 감귤전정지 59.1 11.8 43.0 25.2 자두 자두전정지 26.0 5.2 19.0 11.1 계 9,341.9 1,676.2 6,141.0 3,763.7 주 1) 2015년 기준. 2) 탄소톤 환산. 3) 이산화탄소 감축 잠재량.

<표 2-7> 농산부산물 발생 및 에너지 잠재량

1)

20

2.2. 가축분뇨

가축의 사육과정에서 발생하는 가축분뇨의 발생량은

2015

년을 기준으로 하

여 가축분뇨의 원단위를 기준으로 하는 원단위 발생량

,

우사깔짚으로 사용되는

톱밥을 포함하는 총발생량

,

우사에서의 수분 증발과 유기물 분해율을 고려한

농가배출량으로 산출하였다

.

원단위 발생량은

44,051

천톤

/

년으로 나타났으며

,

총발생량은

45,996

천톤

/

년

,

농가 배출량은

36,447

천톤

/

년으로 나타났다

.

특히

한우

,

젖소의 경우

,

원단위 발생량이 한우

13,136

천톤

/

년

,

젖소

5,656

천톤

/

년이

었으며

,

농가 배출량은 한우

6,720

천톤

/

년

,

젖소

2,523

천톤으로 추산되었다

.

따

라서 사육과정 중 톱밥우사에서 많은 양의 수분이 증발하고

,

가축분 중의 유기

물이 분해되는 것으로 나타났다

.

또한 톱밥우사에서 사용되는 톱밥의 양은

1,944

천톤

/

년으로 나타났다

.

원단위 발생 기준 에너지 잠재량은

1,638

천

toe/

년

이었으며

,

총발생량 기준 에너지 잠재량은

2,354

천

toe/

년

,

농가 발생 기준 에너

지 잠재량은

2,263

천

toe/

년으로 추산되어

,

톱밥우사에서의 톱밥 사용에 기인하

는 에너지 잠재량은 약

716

천

toe/

년

(

전체 농가배출 에너지 잠재량의 약

31.6%

를 차지

)

으로 가축분뇨 에너지 잠재량 증가에 크게 기여하는 것으로 나타났다

.

구분 발생량 CO2 잠재량 2) _{에너지 잠재량} (천톤/년) (천톤-C/년)1) _(천톤-CO 2/년) (천TOE/년) 한우 13,136 599 2,196 561 젖소 5,656 168 616 170 돼지 18,963 376 1,379 431 닭 6,296 724 2,654 477 톱밥3) _{- - -} -계 44,051 1,867 6,845 1,638 주 1) 탄소톤 환산. 2) 이산화탄소 감축 잠재량. 3) 톱밥우사 깔짚용 톱밥 사용량.

<표 2-8> 가축분뇨 원단위 발생 및 에너지 잠재량

21

구분 발생량 CO2 잠재량 2) _{에너지 잠재량} (천톤/년) (천톤-C/년)1) _(천톤-CO 2/년) (천toe/년) 한우 13,136 599 2,196 561 젖소 5,656 168 616 170 돼지 18,963 376 1,379 431 닭 6,296 724 2,654 477 톱밥3) _{1,944 751 2,755 716} 계 45,996 2,618 9,600 2,354 주 1) 탄소톤 환산. 2) 이산화탄소 감축 잠재량. 3) 톱밥우사 깔짚용 톱밥 사용량.

<표 2-9> 가축분뇨 총 발생 및 에너지 잠재량

구분 발생량 CO2 잠재량 2) _{에너지 잠재량} (천톤/년) (천톤-C/년)1) _(천톤-CO 2/년) (천toe/년) 한우 6,720 525 1,924 491 젖소 2,523 147 540 149 돼지 18,963 376 1,379 431 닭 6,296 724 2,654 477 톱밥3) _{1,944 751 2,755 716} 계 36,447 2,523 9,251 2,263 주 1) 탄소톤 환산. 2) 이산화탄소 감축 잠재량. 3) 톱밥우사 깔짚용 톱밥 사용량.

<표 2-10> 가축분뇨 농가배출 및 에너지 발생 잠재량

2.3. 식품가공 부산물류

미곡처리장에서 발생하는 유기성폐자원은

2015

년 기준으로 왕겨

1,077.9

천

톤

/

년

,

쌀겨

(

미강

) 538.4

천톤

/

년

,

싸라기

154.8

천톤

/

년으로 나타났다

.

미곡처리

장의 부산물 중에서 쌀겨와 싸라기는 사료 등의 자원으로 재활용되고 있다

.

따

라서 에너지로 전환

·

이용할 수 있는 왕겨의 에너지 잠재량은

437.3

천

toe/

년으

로 추산되었다

.

감귤의 식음료 가공장에서 발생하는 감귤박 발생량은

’13

년

22

46.3

천톤

/

년

, ’14

년

79.1

천톤

/

년

, ’15

년

42.2

천톤

/

년으로 감귤의 가공량에 따라

연간 발생량이 크게 변동하였다

.

감귤박의 에너지 잠재량은

15.4

천

toe/

년으로

나타났다

.

구분 부산물 ’13 ’14 ’15 발생량 발생량 발생량 CO2 잠재량2) 에너지 잠재량 (천톤/년) (천톤/년) (천톤/년) (천톤 –C/년)1) (천톤 –CO2/년) (천toe/년) 미곡 처리장3) 왕겨 1,074.0 1,073.9 1,077.9 445.5 1,633.5 437.3 쌀겨 537.0 536.4 538.4 - - -싸라기 154.4 154.2 154.8 - - -식음료 가공장 감귤박 46.3 79.1 42.2 1.7 6.2 15.4 주 1) 탄소톤 환산. 2) 이산화탄소 감축 잠재량. 3) 쌀겨(미강) 및 싸라기는 사료 등으로 재이용, 에너지 잠재량 등 산출 안함.

<표 2-11> 식품가공 부산물류 발생 및 에너지 잠재량

3.

시사점

2016

년 산업통상자원부는

“

신

·

재생에너지 백서

”

에서 농축산 유기성폐자원

의 에너지 잠재량을 추산하였으며

,

농산부산물의 총에너지 잠재량은

4,019

천

toe/

년

,

가축분뇨의 총에너지 잠재량은

1,455

천

toe/

년으로 보고하였다

. “

신

·

재생

에너지 백서

”

에서는 농산부산물에 미곡처리장에서 발생하는 왕겨를 포함하고

있으며

,

이를 고려하는 경우

,

본 연구에서 추산한 농산부산물의 에너지 잠재량

과 비교했을 때 유사한 추정치를 나타내었다

.

가축분뇨의 총에너지 잠재량은

“

신

·

재생에너지 백서

”

에서

1,455

천

toe/

년으로 추산하고 있으며

,

본 연구에서 추

산한

1,638

천

toe/

년보다 약

11%

정도 낮게 추산하고 있다

.

이러한 차이는 에너

지 잠재량 산출기준의 차이에서 기인한다

.

본 연구에서는 가축분뇨의 에너지

잠재량을 고형물의 총발열량을 기준으로 산출하는 반면

, “

신

·

재생에너지 백서

”

23

에서는 가축분뇨 바이오가스화를 전제로 하고 있어 바이오가스화 과정에서 에

너지 전환 손실이 발생하는 데에서 기인한다

.

바이오가스화는 기술적인 측면을

고려하는 에너지 잠재량으로 가축분뇨의 총에너지 잠재량의 산출에는 가축분

뇨의 총발열량을 기준으로 하는 것이 합리적이다

.

또한 본 연구에서 산출한 바

와 같이

,

가축분뇨의 농가 발생 에너지 잠재량은 톱밥우사의 톱밥 사용을 고려

하는 경우 크게 증가하는 특성이 있으며

,

최근 가축분뇨 고체연료화에 의한 에

너지 전환기술을 고려하면 톱밥의 에너지 잠재량을 포함하는 것이 더욱 합리

적인 잠재량의 산출기준이 될 것으로 판단된다

.

따라서 향후 가축분뇨 에너지

산업화 측면에서 원단위 기준보다는 농가 발생량을 기준으로 하는 잠재량의

추산이 합리적일 것으로 판단된다

.

부문별 세부자원별 총잠재량 기술적 잠재량 잠재량 (천toe/년) 부문합계 (천toe/년) 잠재량 (천toe/년) 부문합계 (천toe/년) 농산 바이오매스 볏짚 2,244 4,019 2,244 4,019 왕겨 405 405 보리짚 20 20 쌀보리짚 12 12 감자줄기 44 44 고구마줄기 113 113 옷수수줄기 40 40 콩줄기 57 57 콩깍지 23 23 고추줄기 303 303 참깨줄기 29 29 들깨줄기 111 111 사과전정지 276 276 감전정지 49 49 배전정지 86 86 포도전정지 174 174 복숭아전정지 33 33 축산 바이오매스 한육우분뇨 671 1,455 671 1,124 젖소분뇨 109 109 돼지분뇨 385 54 계분 290 290 자료: 산업통상자원부(2016).

<표 2-12> 농축산 유기성폐자원 에너지 잠재량

제

3

장

농축산 유기성폐자원 자원화 기술

1.

자원화 기술 현황

1.1. 물질 자원화

농축산 유기성폐자원의 물질 자원화 기술에는 퇴비화와 사료화 기술이 있다

.

퇴비는 부숙 유기질 비료와 유기질 비료로 나뉜다

.

부숙 유기질 비료는 생물학

적 변환과정을 통해 유기물을 토양과 작물에 해가 되지 않는 안정한 상태로 전

환시킨 것으로 가축분뇨 퇴비가 대표적인 사례이며

,

유기질 비료는 토양에 양

질의 유기물을 공급하는 것으로 친환경농업에 사용하는 유박비료가 대표적이

다

.

사료화는 물리적 변환 과정인 선별

·

건조

·

펠릿성형을 통해 돼지

·

닭 등 가축

의 사료로 공급하는 것이다

.

퇴비화 및 사료화 기술은 관행적인 기술체계로 이

미 상용화 수준의 기술이 확립되어 있는 상황이다

.

구분 기술 기술 수준 생물학적 변환 퇴비화 상용화 물리적 변환 사료화 상용화

<표 3-1> 농축산 유기성폐자원 물질 자원화 기술

26

1.2. 에너지 자원화

농축산 유기성폐자원의 에너지 자원화 기술은 크게 물리학적 변환 기술

,

열

화학적 변환 기술

,

생물화학적 변환 기술로 구분할 수 있다

.

물리학적 변환 기

술은 바이오매스를 단순 성형

·

건조시켜 바이오연료로 활용하는 기술이며

,

과

거 땔감

,

장작 등의 활용 기술이 물리학적 전환기술에 속한다

.

열화학적 전환

기술은 바이오매스를 가열하여 탄화시키거나

,

액화시켜 고체 또는 액체연료로

활용하는 기술로 과거 숯

,

목탄 등의 이용 기술이 여기에 속한다

.

최근에는 농

업바이오매스를 열화학적으로 처리하여 바이오유

(Bio-oil)

나 수소 에너지 등

기체상의 연료를 생산하는 사례도 있다

.

생물화학적 변환 기술은 미생물을 이

용하여 바이오에탄올

,

바이오가스 등을 생산하는 기술이다

.

최근에는 섬유질계

또는 목질계 농업부산물을 이용하여 바이오연료를 생산하는 기술들이 개발되

고 있다

.

바이오매스의 에너지 전환은 바이오매스의 발생 및 성상 특성과 전환

기술의 기술 수준을 고려하여 효율적인 기술을 채택한다

.

구분 기술 기술 수준(단계) 물리학적 변환 고체연료화 상용화 열화학적 변환 직접 연소(전소, 혼소) 상용화 고체연료화 ① 탄화 상용화 ② 반탄화 실증연구 ③ 수열탄화 실증연구 가스화(전력,열이용) 상용화 수열가스화 실증연구 가스화, 액체연료제조(BTL) 실증연구 액체연료제조(에스테르화) 상용화 급속열분해액화 실증연구 수열액화 연구 수소화분해 실증연구

<표 3-2> 농축산 유기성폐자원 에너지 자원화 기술

27

구분 기술 기술수준(단계) 생물화학적 변환 메탄발효(습식,건식) 상용화 수소발효 연구 당질, 전분질계 발효(제1세대) 상용화 셀룰로오스계 발효(제2세대) 실증연구 부탄올발효 연구 조류유래 액체연료제조(제3세대) 연구 기타 바이오 재료(material) 연구 바이오 정제(refinery) 연구 자원 수집운반 기술

(계속)

구분 종류 물질 자원화 에너지자원화 변환기술 바이오에너지 농산부산물 저함수 부산물 볏짚, 맥류(쌀보리)짚, 대두(줄기), 고추(줄기), 과수전정지 등 퇴비화, 사료화 고형연료화 바이오 고형연료 (Bio-SRF) 고함수 부산물 채소류 등 작물 잔사(건조되지 않은 부산물) 사료화 혐기소화 바이오가스 식품가공 부산물1) 저함수 부산물 왕겨 퇴비화 고형연료화 바이오 고형연료 (Bio-SRF) 쌀겨(미강) 사료화 전분질계 발효 바이오에탄올 바이오 정제 바이오 플라스틱, 포도당, 갈락토오스 등 고함수 부산물 감귤박, 양파박 등 퇴비화, 사료화 혐기소화 바이오가스 바이오 정제 기능성 성분 가축분뇨 고상 가축분뇨 한우, 젖소 톱밥우사 배출물 퇴비화 고체연료화 가축분뇨 고체연료 액상 가축분뇨 돼지, 젖소 슬러리 액비화 혐기소화 바이오가스 주: ｢폐기물관리법｣상 사업장폐기물로 관리.

<표 3-3> 농축산 유기성폐자원 자원화 기술 적용 방안

농축산 유기성폐자원은 발생 특성에 따라 수분을 많이 함유하는 고함수 바

이오매스와 상대적으로 수분 함량이 낮은 저함수 바이오매스로 구분할 수 있

다

.

바이오매스의 수분 함량은 에너지 전환기술을 선택하는 중요한 인자이다

.

따라서 발생 바이오매스의 수분 함량과 물질 특성을 고려하여 경제성 있는 적

28

절한 전환기술을 채택하게 된다

.

현재 국내에 농축산 유기성폐자원에 적용 가

능한 상용화 수준의 에너지 전환 기술은 크게 혐기소화를 통한 바이오가스화

기술과 건조

·

성형을 통한 고형연료화 기술이 있다

.

바이오가스화 기술은 주로

수분 함량이 많은 폐기물계 바이오매스에 적용하고 있으며

,

유럽 선진국에서는

가축분뇨

,

고함수 농업부산물 등의 혐기소화를 위해 널리 보급되고 있는 상용

화 수준의 기술이다

.

고형연료화는 단순 성형 및 건조 과정을 거치므로 기술의

난이도가 낮아 보급이 용이하며

,

저함수 바이오매스의 연료화에 적용할 수 있

는 기술이다

.

농산부산물 중 볏짚

,

왕겨

,

맥류

(

쌀보리

)

짚

,

대두

(

줄기

),

고추

(

줄

기

),

과수전정지 등은 작물 수확 후 건조 상태로 발생하므로 고형연료화에 유

리한 측면이 있다

.

또한 한우

,

젖소의 톱밥우사에 발생하는 가축분뇨는 깔짚으

로 투입하는 톱밥과 가축의 배설물이 오랜 기간 사육사 바닥에서 혼합

·

건조되

어 발생하기 때문에 이들 톱밥우사 배출물도 고형연료화를 통해 연료화가 용

이하다

.

반면 고함수로 발생하는 채소류 부산물이나 양돈 슬러리의 경우는 수

분 함량이 높아 이를 건조시키는 경우 많은 양의 건조에너지가 요구되므로 혐

기소화를 통해 바이오가스로 전환시키는 것이 합리적이다

.

29

2.

농축산 유기성폐자원 관련 제품의 품질기준

2.1. 물질 자원화

단미사료는

｢

사료 등의 기준 및 규격

｣(

농림축산식품부고시 제

2017-28

호

)

에

서 관리하고 있다

. ｢

사료 등의 기준 및 규격

｣

에서 규정하는 단미사료의 원료에

는 다양한 농산부산물이 이용되는데

,

볏짚

,

쌀겨

,

싸리기 등이 주요한 단미사료

의 원료물질이다

.

볏짚은 벼를 탈곡하고 남는 줄기와 잎 부분으로 조단백질 함

량이

4∼5%

로 낮고

,

조섬유 함량이

25%

이상으로 조사료가가 매우 높은 조사

료다

.

쌀겨는 현미를 백미로 도정하는 공정에서 분리되는 것으로 생쌀겨의 조

섬유 함량 약

5.2∼7.7%,

조지방 함량 약

14.8%,

탈지쌀겨의 조섬유 함량 약

8.3∼11%,

조지방 함량 약

1.8%

으로 보고되고 있다

.

싸라기는 건조 알곡의 운

반 과정에서 생기는 부서진 곡류 또는 곡물사일로에서 곡물을 정선하는 공정

에서 얻어지는 물질로 영양소 함량의 변이가 심하여 사료로 이용하기 전에 사

료가치를 분석하여 사용하도록 하고 있다

.

감귤의 식음료 가공과정에서 발생하

는 감귤박은 감귤의 가공과정에서 발생되는 껍질을 비롯한 부산물을 총칭하는

것으로 펙틴 및 항산화 작용과 항균 작용의 기능을 가진 플라보노이드류가 함

유되어 있고 가축의 기호성이 우수한 특성이 있다

.

농축산 유기성폐자원은 작물의 재배

·

수확 과정에서 발생하므로 퇴비제조를

위한 양질의 원료로 활용이 가능하다

.

가축분뇨 퇴비의 품질은

｢

비료공정규격

설정 및 지정

｣(

농촌진흥청고시 제

2016-26

호

)

으로 관리하고 있으며

,

최근에는

가축분뇨 퇴비의 부숙도 관리를 강화하여

｢

퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등

에 관한 고시

｣(

환경부 고시 제

2015-111

호

)

에서 세부측정방법 및 기준 등을 고

시하고 있다

.

또한 가축분뇨 액비의 품질은

｢

비료공정규격 설정 및 지정

｣(

농촌

진흥청고시 제

2016-26

호

)

으로 관리하고 있으며

,

최근에는 가축분뇨 퇴비의 부

숙도 관리를 강화하여

｢

퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시

｣(

환경

부 고시 제

2015-111

호

)

에서 세부측정방법 및 기준 등을 고시하고 있다

.

30

구분 기준 및 규격 식물성 강피류 쌀겨(미강) - 정의: 현미를 백미로 도정하는 공정에서 분리되는 것(과피 및 중피가 혼합된 것) - 영양정보: 생쌀겨의 조섬유 함량 약 5.2∼7.7%, 조지방 함량 약 14.8%, 탈지쌀겨의 조섬유 함량 약 8.3∼11%, 조지방 함량 약 1.8% - 고려사항: 보통 현미의 약 5∼8% 정도가 쌀겨로 생산, 쌀겨의 사료적 가치나 생산량은 도정 률에 따라 다름, 불포화지방산의 함량이 높아 산패 위험성이 있어 저장이 어려우며, 산가(AV) 는 70% 이하이어야 함 섬유질류 볏짚 - 정의: 벼를 탈곡하고 남는 줄기와 잎 부분 - 영양정보: 조단백질 함량이 4∼5%로 낮고, 조섬유 함량이 25% 이상으로 조사료가가 매우 높은 조사료 감귤박 - 정의: 감귤의 가공과정에서 발생되는 껍질을 비롯한 부산물의 총칭 - 영양정보: 조단백질이 5∼8%, 조섬유가 13∼20%, 가용무질소물(당, 펙틴, 유기산) 함량이 높음, 캐로틴과 크산토필 등의 색소 및 비타민B군 일부가 소량 함유, 펙틴 및 항산화 작용과 항균 작용의 기능을 가진 플라보노이드류가 함유, 기호성이 우수 - 고려사항: 제조공정 중에 많은 양의 석회수가 사용되기도 하므로 칼슘의 함량이 높아 가축 급여 시 칼슘과 인의 적정비율을 맞춰 주어야 함 곡물 정선 부산물 (싸라기) - 정의: 곡물의 종류에 상관없이 건조 알곡 상태의 원료사료를 운반 과정에서 생기는 부서진 곡류 또는 곡물사일로에서 곡물을 정선하는 공정에서 얻어지는 물질로, 쇄곡, 미숙곡 및 잡초 씨 등을 펠릿 처리를 한 것 - 영양정보: 영양소 함량은 변이가 심하고 사료적 가치는 일정치 않으나 일반적인 강피류보다 높지 않음 - 고려사항: 각 곡류의 비율 및 같은 곡류에서도 다른 부위의 혼합에 따라 영양소 변이가 심함, 사용 전에 영양소 분석을 하여 사용, 이때 각 곡류에 잔류된 농약의 농도에 유의 자료: ｢사료 등의 기준 및 규격｣(농림축산식품부고시 제2017-28호) 제8조제1항 관련.

<표 3-4> 단미사료 품목별 기준 및 규격

구분 종류 비료제품 농산부산물1) 볏짚 가축분퇴비, 퇴비, 부숙톱밥 작물재배 잔사(줄기, 잎 등) 가축분퇴비, 퇴비 식품가공 부산물 왕겨 가축분퇴비, 퇴비, 부숙겨, 부숙왕겨 쌀겨(미강) 혼합유박, 혼합유기질, 유기복합 감귤박, 양파박 등 가축분퇴비, 퇴비 가축분뇨 한우, 젖소, 돼지, 닭·오리 분뇨 등 가축분퇴비, 퇴비, 가축분뇨발효액, 가공계분, 건계분 주: 비료공정규격 설정 및 지정(농촌진흥청고시 제2016-26호).

<표 3-5> 농축산 유기성폐자원별 제조가능 퇴비제품

1)