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시리즈기획

가축분퇴비, 탄소중립시대 신산업소재로 변신중

[시리즈 기획] 탄소중립 위한 가축분뇨 이용·관리
1. 가축분뇨의 가치와 축산환경산업 방향

탄소중립 시대에 맞는 가축분뇨 관리 방안이 요구되고 있다. 농림축산식품부와 환경부는 가축분뇨 처리와 이용의 다각화와 환경친화적 관리를 위해 관련 법제화를 추진하고 있으나 정작 우선돼야 할 가축분뇨 관리·이용의 큰 틀과 비전이 공유되고 있는가에 대한 의구심도 표출되고 있다. 축산업, 가축분퇴비업, 관련 신산업이 연계된 축산환경산업의 방향을 짚어본다.<편집자 주>

 

 

축산분야 온실가스 감축을 위한 정부의 가축분뇨 처리·이용 정책에 관련 업계의 관심이 모아지고 있다. 최근 농림축산식품부와 환경부는 가축분뇨의 환경친화적 관리를 위한 MOU를 앞두고 있다. 


지난해 9월 농식품부와 환경부는 가축분뇨 관련 제도를 시대 흐름에 맞게 합리화하고 전후방산업 성장을 유도하기 위해 ‘가축분뇨 제도개선 전담조직(TF)’을 구성한 바 있다. 해당 TF는 두 부처가 공동 운영하면서 관련 유관기관과 학계, 가축분뇨 에너지화 및 자원화에 참여하고 있는 일선 민간기업 관계자 등이 구성원으로 참여했다는 것에 의미가 부여됐다.  

  
당시 농식품부의 가축분뇨 제도개선 주요 방향 제시안을 보면, ‘新기술 도입·新산업 육성을 위한 기준 신설’, ‘온실가스 감축 등 탄소 중립 이행 지원’, ‘경축순환 활성화를 위한 제도 합리화 추진’, ‘현장애로 해소를 통한 경영부담 완화’ 등이 제시됐다. 


바이오차, 바이오플라스틱 생산 등 새로운 가축분뇨 처리방식 확대를 통한 新산업 육성을 위한 법적 근거 마련을 강조했다. 가축분뇨법 내 바이오차 용어 정의, 처리시설 설치기준 마련 등이다. 


지역여건 및 탄소중립 등을 고려해 바이오가스, 고체연료 등 가축분뇨의 에너지화 확대를 위해 관련 제도 규제 개선의 필요성도 피력했다. 에너지화 전문업체의 가축분뇨처리업 허가를 위한 기술인력 요건 완화 등이다. 


한편 환경부는 지자체별 가축분뇨 계획과 정부 정책과의 연계성 및 실효성 확보를 위해 ‘국가 가축분뇨 종합 관리계획’ 법정화가 필요하다고 강조했다. 목표 및 추진방향, 가축분뇨 관리 여건, 공공처리시설 확충 계획, 기후변화 대응 방안 등이 담긴 가축분뇨 종합 관리계획을 말한다.


시·군·구의 실태조사에도 중점을 뒀다. 시·군·구의 가축분뇨 관리 기본계획 수립 전 실태조사를 실시하고 해당 결과를 기본계획에 반영토록 의무화 하자는 것이다.


가축분뇨 자원화의 활성화를 위해 시스템 연계 강화와 바이오가스 확대도 중요시 했다. 


무단살포 등 불법행위를 예방하고, 액비 살포 전과정을 데이터화하여 관리할 수 있도록 유관 시스템 간 연계 체계 구축도 제시했다. 환경부의 전자인계관리시스템, 농식품부의 AgriX, 농진청의 흙토람, 지자체 새올시스템 등이다. 


‘가축분뇨 제도개선 전담조직(TF)’ 이후 10개월이 지난 지금 제도개선의 여러 움직임이 나타나고 있다. 


농식품부에 따르면 가축분뇨 처리방법 다각화를 통한 저탄소 축산업 전환을 모색하고 있다. 우선 가축분뇨의 新처리방식(바이오차) 도입 및 규제 합리화 등 가축분뇨 신산업화를 위한 제도개선 방안을 마련하고 있다. 환경부와 협업, ‘가축분뇨법’ 개정을 추진하여 가축분뇨 처리방법에 바이오차 추가 등의 법제 정비를 준비하고 있다. 농진청과 협업, 비료 및 토양개량제로 가축분 바이오차를 등록하는 비료공정규격 개정도 초읽기에 들어간 모습이다. 비료사용처방서에 시설원예 등 관비 시설의 웃거름 활용 등 액비 이용처를 확대할 예정이다. 


가축분뇨법 제도개선 관련 농식품부-환경부 업무협약(MOU) 체결도 예고된 바 있다. 환경부와 협업해 바이오차 생산 근거, 고체연료 원료물질 확대, 처리업 허가기준 개선 등을 제도화 한다.  


또한 동남아 중심 가축분퇴비 수출 등으로 가축분뇨 이용방안을 확대할 계획이다. 지역단위 축산환경 개선은 축산환경 실태조사 결과(2022년)를 기초로 시·군별 축산환경 개선계획을 수립하고 있다. 


저탄소 축산물 인증제 추진 등 자발적 온실가스 감축을 유도해 나간다. 저탄소 축산물 인증 농가 선정 및 소비자 판매·홍보를 추진한다. 저탄소 축산물 인증제를 단계적으로 확대한다는(한우→ 낙농, 양돈 등 2024년) 방안이다. 


탄소중립 프로그램과 연계한 농가 인센티브 방안도 올해 안에 마련할 계획이다. 저메탄·저단백사료 급여, 바이오차 활용 등에 대한 직불금 지급을 검토하고 있다. 


한편 경축순환농업 활성화를 위한 ‘액비살포기준’ 개선이 현실화될 계획이다. 가축분뇨법 시행규칙(별표5)의 “액비는 액비화시설에서 충분히 부숙(腐熟:썩혀서 익힘)시켜(중략) 액비 살포와 더불어 흙을 갈거나 로터리작업을 하여 액비가 흘러내리지 아니하고 토양 속으로 잘 스며들 수 있도록 하여야 한다.(이하생략)”에서 액비 살포와 더불어 흙을 갈거나 로터리작업 의무화 규정이 삭제될 것으로 보인다. 


가축분뇨처리업 허가기준(가축분뇨법 시행령 별표5)도 완화될 전망이다. 가축분뇨처리업 허가를 위한 기술인력 확보(3명) 애로와 폐기물관리법(1명)과의 형평성 문제도 발생하고 있다. 이에 기술인력 기준을 1인으로 완화할 계획이다.


이런 가운데 정부의 정책방안과 관련 이해집단의 이해와 의견이 상충되는 부분도 나타나면서 법제화에 어려움도 노출되고 있다. 가축분뇨의 퇴·액비 이용을 넘어 바이오차, 바이오가스, 고체연료 등 가축분뇨의 에너지화 확대를 위한 제도정비도 중요하지만 정부의 가축분뇨 관리·이용의 큰 틀과 비전이 공유되고 있는가에 대한 의구심도 표출되고 있다.  

  
그런 가운데, 지난달 12일 ‘탄소중립을 위한 가축분뇨 처리·이용 다각화 국회 토론회’가 농해수위 소속 이달곤 의원(국민의힘)과 환노위 소속 김형동 의원(국민의힘) 주최로 개최돼 주목을 받았다. 


이날 토론회는 대한한돈협회와 농협경제지주 축산경제 등의 주관으로 진행됐으며 관련 기관과 농협, 협회 등이 토론에 참여했다. 최근 농업분야 탄소중립의 관건으로 떠오른 가축분뇨를 둘러싼 이해 당사자들의 입장을 소통할 수 있는 기회였다.

   
이명규 상지대학교 교수의 주제발표 ‘탄소중립 시대에 따른 가축분뇨 관리 방안’을 통해 축산업의 탄소중립 대책과 가축분뇨의 양분관리 극복방안, 정부의 단계별 정책지원 방향 등의 가닥을 잡을 수 있었다. 


이 교수는 ‘21세기 탄소중립시대에 가축분뇨는 과거의 환경오염원이 아닌 신산업소재로 활용되어야 한다’는 명제 아래 변화해야 하는 가축분뇨 관리 방안을 제시했다. 

 


축산업의 탄소중립 대책은 저탄소 자원순환형 사회 구축을 핵심으로 하여 가축분뇨의 정화처리 확대, 바이오차·고체연료 등 비농업계 이용, 에너지화 확대 등을 주장했다.[그림1]


농림축산식품부는 2021년 발표한 ‘2050 농식품 탄소중립 추진전략’에서 경종, 축산, 유통·소비 부문별 온실가스 배출원 감축 전략을 제시했다. 목표로 삼는 농업 온실가스 감축은 2018년 2120만톤에서 28.3% 줄이는 1520만톤이다. 벼재배 과정에서 54만톤, 농경지 비료·분뇨 투입 축소 과정에서 226만9000톤, 가축분뇨 처리과정에서 235만5000톤의 감축을 추진한다.


농업분야 축산부문의 온실가스 감축수단으로는 가축분뇨의 바이오가스, 고체연료화, 바이오차 활용을 확대해 화석연료 사용에서 신재생에너지·저탄소에너지원으로의 연료전환이 제시되고 있다. 또한 농법전환이 필요한데 화학비료의 저감, 친환경농법을 확대하고 메탄가스를 억제하는 농법과 바이오차 활용 등이다.

 
가축관리에 있어서도 사육기간 단축, 저메탄·저단백질 사료, 분뇨 메탄회수·에너지화 이용, 스마트축사 등이 제시됐다. 이밖에 대체 가공식품 개발 등이 있다. 


이 교수는 생산·가공·유통·판매가 동맥산업이라면 그 결과 나온 것을 환경에서 자원순환시켜야 한다고 말한 바 있다. 


축산업의 경우, 가축분뇨의 관리를 염두에 둔 동맥산업과 정맥산업의 조화가 필요하다는 의견을 제시했다.[그림2] 가축의 번식·사양·육종과 가공, 경영, 수의 등 생산기술·식품분야와 연관된 동맥산업이 있다. 반면 정맥산업은 생태·생명, 환경·자원과 연계돼 있다. 친환경 에너지 대체원, 다양한 자원소재 제공, 환경보전의 메카니즘, 자원순환 시스템, 지역자원통합관리 등 자원순환을 할 수 있는 ‘환경 서비스 산업’이 정맥산업의 기능을 해야 한다는 주장이다.

 

특히 가축분뇨 관리에 있어 악취문제, 양분관리, 탄소중립, 경축순환의 통합적 개념을 적용해 제도를 구성하고 주민거버넌스가 작동되는 시스템을 만들어야 한다고 주장했다.

 
가축분뇨의 가치에 기반한 축산환경산업의 방향도 제시했다. 역시 정맥산업으로 가축분뇨의 가치를 높이는 방안을 강조했다. 우선 신속한 수거를 통해 냄새 민원을 제거한다. 퇴비·바이오차·펠릿·고체연료 등의 고형물을 생산 수출하고 액상물은 바이오가스·메탄·수소 생산이 가능하다. 또한 미세조류 바이오배지 등 바이오소재화 원료로 활용할 수 있다. 시설원예·과수·도시농업에 사용할 수 있는 다양한 친환경비료와 친환경사료의 원료가 될 수 있다. 


가축분뇨의 단계적 발전방향을 보면 악취, 수질오염원, 민원발생의 원인이 되는 환경오염원에서 가축분퇴비 등 토양을 개량하고 비옥도를 강화하는 자원화 물질로 발전했다. 향후 발전방향은 바이오가스, 고형 에너지 자원 등 에너지 재생 자원으로 개발시켜 나가야 한다. 이어 탄소중립을 위한 CO2 흡수원, 친환경 신소재 등 환경 개선제로 발전해 가야 할 것이다. 


가축분뇨의 가치를 살리는 축산환경산업의 방향도 제시됐다.[그림3] 공공처리시설(환경부)과 농가단위 정화처리에서 발전된 수처리 단위기술, 악취저감 단위기술이 적용된 환경오염 수(水)처리 산업이 형성돼야 한다.

  
퇴·액비유통센터, 공동자원화시설을 통해 원활한 퇴·액비 농지환원 및 해외수출이 이뤄지고 액비의 연중이용도 구상해야 한다.


가축분뇨를 소재로 하는 신재생에너지 산업은 바이오가스화 시설, 펠릿 고형화 시설을 통해 바이오가스 성분 분리, 고품질화를 통해 이뤄진다. 펠릿 고체 연료는 발전소나 시설 원예 등에서 활용될 수 있다.


바이오차, 기능성 바이오소재 생산시설, 스마트팜 시설 등은 미세조류 전환 CCUS 기술 등과 만나 바이오를 중심으로 하는 탄소중립 산업으로 확장하게 된다. 


가축분뇨 관리의 순환적 운영사례로는 농림축산식품부의 관련 행사와 자료를 통해 충남 청양군의 바이오에너지화사업이 알려진 바 있다.


충남 청양 칠성바이오에너지는 185톤/일의 분뇨를 처리, 발전폐열을 공급하고 있다. 발전용량은 1350kW(450kWx3대), 상시발전량 800~900kW, 발생폐열은 1031kW로서 자체사용을 제외하고 825kW(약 2ha) 공급이 가능하다.


활용 사례로 방울토마토·멜론을 재배하는 단동 8동의 비닐온실 농가가 발전폐열을 사용한 결과 연간 난방비용 약 1억4000만원(등유 9만9200리터 대체), 온실가스 247톤을 감축하고 토마토 생육과 품질 향상이 이뤄졌다. 

 

이 농가는 농업에너지이용효율화사업을 통해 3억200만원의 사업비로 발전폐열을 사용할 수 있는 열원순환펌프(430LPM×11kW×2대) 및 축열탱크(15Ton× 2대), 온실순환펌프(250LPM×3.7kW×4대) 및 자동제어 공사 1식을 설치했다. 발전폐열로만 난방하여 면세 등유 약 9만9000리터, 1억4000만원(면세 등유가격 2022.9월~2023.1월 평균 1388원/ℓ)을 절감할 수 있었다.

 

탄소중립과 관련해서는 등유 사용시 발생하는 온실가스 247톤의 감축이 가능하다. 2년차인 2023~2024년 절감분에 대해서는 자발적온실가스사업 참여도 고려하고 있다.

 

 

농식품부는 위의 바이오가스화 시설 발전폐열의 온실 난방용 활용(청양 칠성에너지) 사례와 함께 가축분 고체연료 기반 열병합 시스템 개발·난방보일러 활용 사례, 가축분 고체연료의 제철소 활용 사례, 태양광과 바이오가스 등을 활용해 에너지 자립마을을 만들어가고 있는 충남 홍성군 원천마을 RE-100(신재생에너지 100%) 조성 사례도 소개한 바 있다. 


가축분뇨의 양분투입 저감 방안은 어떻게 추진돼야 할까. 


이 교수는 각 지역의 현재 양분수지 지표수준(수계유출잠재량)에 따른 양분 저감 목표 수준을 정할 것을 제시했다. 가장 문제가 되는 지역은 질소 수계유출 잠재량이 많으면서 양분 저감이 크게 요구되는 지역으로서 양분투입량 저감 대책을 세워야 한다.[그림4]

 
시군별 지역여건에 따른 적합한 ‘경축순환모형’을 설정해 경축순환모델을 정하고 관련 경축순환 활동을 해나갈 것도 제안했다. 일례로 양돈·낙농 위주(돼지, 젖소 분뇨 비중 50% 이상) 지역이면서 일반적인 퇴·액비화 경제성이 부족한 경우 공동자원화 중심, 액비유통센터 중심의 경축순환모델을 제시하고 양액 생산-바이오가스 생산-고·액분리지원-농한기 정화처리-화학비료 저감 등의 경축순환활동을 제안했다. 


단계별 정부의 정책지원 방향으로는 가축분뇨의 친환경적 다각화 이용 기반 기술의 지원을 제시했다. 가축분뇨 고형물과 액상물의 가치사슬에 맞는 법규와 인허가의 정비와 정책지원도 요청했다. 특히 지역별 활동도 중요하지만 발생원으로부터의 신속 수거 및 고액분리·고품질화 처리기술 구축이 이뤄져야 하며 국가 수준의 가축분뇨 포함 바이오매스 자원화 종합전략의 수립을 강조했다.