[인터뷰]홍지형 교수_바이오 폐기물 재활용, 단독형 한계 넘어 통합형으로 접근해야

[이미디어= 황원희 기자] 바이오 폐기물 처리와 자원화 기술은 지난 수십 년간 눈부신 발전을 거듭해왔다. 그러나 기후 위기와 자원 순환 사회로의 전환이라는 과제를 마주한 지금, 기존의 단독 기술 만으로는 더 이상 충분하지 않다는 지적이 나온다. 40년 넘게 현장에서 바이오 폐기물 관리와 자원화 연구를 이어온 순천대 명예교수 겸 KASSE(한국시니어과학기술인협회)의 SC(Science Communicator)인 홍지형 교수는 “퇴비화, 혐기성 소화, 열분해를 각각 따로 발전시키는 시대는 지났다”며 “앞으로는 혐기성 소화와 열분해를 통합한 하이브리드 시스템이 필요하다”고 강조했다.

퇴비화 한계와 새로운 전환점

▲홍지형 교수

과거 음식물 쓰레기 처리의 대표적 방식은 퇴비화였다. 그러나 퇴비화 과정에서 발생하는 악취, 온실가스, 품질 불안정성은 늘 문제로 지적돼왔다. 홍 교수는 “퇴비화는 초기에는 불가피한 선택이었지만, 기후 위기 시대에 온실가스 배출을 저감 하려면 근본적인 대안이 필요하다”고 설명했다.

그렇게 대안으로 떠오른 것이 혐기성 소화와 열분해 기술이다. 혐기성 소화는 미생물의 작용으로 메탄가스를 발생시켜 에너지로 활용할 수 있고, 열분해는 고온에서 폐기물을 분해해 가스, 오일, 바이오차를 얻을 수 있다. 하지만 이 역시 단일 기술로는 경제성과 안정성이 떨어진다. 홍 교수는 “혐기성 소화에서 나온 전기를 열분해 공정에 투입하는 식의 융합적 접근이 필요하다”고 말했다.

바이오차 활용과 LCA 관점의 필요성
그는 최근 보고서를 발표하기도 했는데 음식물쓰레기, 축분, 하수슬러지 등 고수분 바이오매스를 250~300℃에서 저온 열분해(반탄화) 하면 고탄소 바이오차를 생산할 수 있으며, 이를 에너지 연료·토양개량제·정수재 등으로 활용할 수 있다고 밝혔다. 홍 교수는 “2050년 RE100 달성을 위해서는 폐기물 바이오매스 반탄화를 통한 무탄소 지역 순환형 바이오에너지 체계 구축이 필수”라고 말했다.

현재 국내 폐기물 처리 비용은 연간 약 23조 원에 달하며, 소각 단가도 톤당 28만 원에 이르는 등 사회적 부담이 커지고 있다. 홍 교수는 “전통적인 매립과 소각은 환경오염을 가중시키고 처리비를 높인다”며 “지역 단위에서 발생하는 바이오폐기물을 로컬 바이오에너지로 전환하는 시스템이 필요하다”고 제안했다.

바이오차 활용도 무궁무진해
특히 바이오차는 저수분·고밀도·우수한 소수성을 지녀 장기 저장과 운송이 용이하고, 석탄과 혼합 연소도 가능하다. 또한 토양의 비옥도 증진, 농약·중금속 흡착, 오염 토양 복원에도 효과적이어서 기후 위기 대응과 농업 생산성 향상에 기여할 수 있다.

이렇듯 장점이 많아 최근 국내에서도 바이오차 활용이 주목받고 있다. 바이오차는 여러모로 활용도가 높지만 생산 과정에서 화석연료를 사용하면 오히려 탄소 배출 문제가 생긴다. 홍 교수는 “바이오차를 단순히 생산하는 차원이 아니라, 전과정 평가(LCA)로 환경성과 경제성을 동시에 검증해야 한다”며 “지자체와 기업이 함께 실증하고, 지역 단위 비즈니스 모델을 구축해야 한다”고 제안했다.

그는 정책적 지원도 강조했다. 그는 “폐기물계 바이오매스 반탄화는 온실가스 감축 투자, 제도 개선, 에너지 공급 인프라 구축과 맞물려야 한다”며 “정부와 지자체, 환경산업계의 협력적 네트워크가 필요하다”고 말했다.물론 과제도 산적해 있다. 반탄화 과정 이전의 건조 단계에는 많은 에너지가 소요되며, 초기 시설 투자와 공급망 구축 비용도 만만치 않다. 하지만 탄소배출권 거래제, 기술 실증 확대, 시설 대형화 및 경험 축적을 통해 충분히 경제성을 확보할 수 있다. 이미 유럽과 일본에서는 반탄화 바이오차(탄) 상용화 준비단계에 들어서고 있으며, 우리나라도 발 빠른 대응이 필요하다.

음식물 쓰레기와 폐플라스틱, 여전히 난제
현재 폐기물 중에서도 가장 골칫거리로 꼽히는 것은 음식물 쓰레기와 폐플라스틱이다. 유리, 종이, 금속류는 재활용 체계가 어느 정도 확립돼 있지만, 음식물과 플라스틱은 여전히 재활용 효율이 낮고 환경 피해를 키운다.

홍 교수는 “지자체마다 열분해 시설을 구축해 폐플라스틱을 자체 처리하고 에너지를 생산해야 한다”며 “음식물 쓰레기도 단순 퇴비화보다는 에너지화·자원화를 병행해야 한다”고 강조했다. 특히 플라스틱 문제는 석유화학산업과 맞물려 있기 때문에 단순 소각이나 매립이 아니라 신소재·재활용 기술과 연계해 접근해야 한다는 지적이다.

정책 구조적 한계가 가로막아

▲탄화 처리된 바이오차

폐기물 문제 해결을 가로막는 또 다른 요인은 제도적 구조다. 환경부와 지자체 담당 공무원들이 순환 보직으로 자주 교체되면서 전문성이 쌓이지 않는 현실이 대표적이다. 홍 교수는 “폐기물 정책은 장기적 안목과 전문성을 갖춘 전담 인력이 꾸준히 이어가야 하는 분야”라며 “단기적 순환 보직 체계로는 근본적 대책 마련이 어렵다”고 지적했다. 그는 또한 중앙정부의 지침에만 의존하지 말고, 지자체 단위에서 실증 사업을 추진해 지역 맞춤형 해법을 마련해야 한다고 제안했다. 지자체가 자체적으로 실험하고 성과를 쌓아야 중앙정부 정책도 실질적인 해법을 갖게 된다는 것이다.

바이오폐기물 에너지, 탄소 중립 시대의 필수 과제
홍 교수는 은퇴 이후에도 전자책과 강연을 통해 후학 양성과 현장 지원에 나서고 있다. 그는 “물질적인 것은 풍족하지 않아도 지식은 남아 있다. 필요한 사람에게 경험을 전달하는 게 내 몫”이라며 후배들에게 기본기를 다지고 응용할 수 있는 학습을 당부했다.

2050 탄소 중립 달성을 위한 국제적 경쟁이 치열해지는 가운데, 홍 교수가 강조하는 폐기물 바이오매스를 에너지와 자원으로 전환하는 기술을 적용할 경우 한국 사회가 직면한 환경·에너지 위기 돌파의 중요한 전환점이 될 것으로 보인다. 끝으로 그는 “폐기물 문제는 단순한 처리 기술의 문제가 아니라 에너지· 탄소 중립과 직결돼 있다”며 “기후 위기 시대에 바이오폐기물 자원화는 더 이상 선택이 아닌 필수”라고 거듭 강조했다.

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