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스페셜리포트

[바이오매스 활용 효율화 기업] 월드이엔씨

바이오매스발전시설 경제성 창출
폐열 활용 열E 생산…연계사업모델 도출 기대

월드이엔씨(대표 김경영)는 흡수식 냉온수기 전문기업으로 1999년 LG전자의 흡수식 냉온수기의 고온재생기분야가 분사한 기업이다. 국내 최초로 저온수 2단 흡수식 냉동기를 개발했으며 △흡수식 냉온수기 △흡수식 냉동기 △중온수 냉동기 △스팀냉동기 등을 공급하며 시장을 선도하고 있다. 

최근에는 바이오가스 발전시설의 에너지이용률을 높이기 위해 발전배온수를 활용한 흡수식 히트펌프시스템을 적용했으며 냉수, 고온수 생산을 통해 에너지절감, 생산량 증대에 기여했다. 

흡수식 HP기반 발전배온수 활용 증대
논산계룡축협 자연순환센터(이하 논산자연순환센터)는 축분 및 음식물 쓰레기를 활용해 생산된 바이오가스로 전기를 생산하고 바이오가스를 생산하면서 발생한 부산물(자연비료)을 지역사회에 공급한다. 

자연순환센터는 크게 △발전시설 △전처리동 △소화조동 △퇴·액비화동 등 축분자원화 및 에너시생산시스템으로 구성돼있다. 자연순환센터에서 생산되는 바이오가스는 하루 약 9,000Nm³로 이는 당초 계획대비 2배 수준이다. 

이를 통해 생산되는 전력은 1만4,000kWh로 발전에 사용하고도 바이오가스가 일부 남아 소각을 통해 처리하고 있는 상황으로 논산자연순환센터는 가스엔진발전시설을 추가 구축할 계획을 가지고 있다. 

다만 논산자연순환센터는 간절기, 하절기 발전배온수의 온도를 낮추기 위해 공랭식 냉각기를 이용하는 등 배온수활용이 저조한 상황이었다. 특히 하절기에는 배온수 온도상승에 따른 발전정지가 빈번히 발생하고 있었다. 

이처럼 어렵게 생산된 바이오가스가 발전에만 사용되면서 낮은 에너지이용률에 따른 추가적인 경제성 확보와 배온수 온도관리 효율화라는 과제를 가지고 있었다. 월드이엔씨는 산업통상자원부 지원사업을 통해 ‘저온 폐열원 구동용 산업공정용 냉수, 스팀생산 흡수식 히트펌프시스템 개발’을 수행했으며 이를 통해 개발된 시제품을 논산자연순환센터에 적용했다. 



흡수식 히트펌프를 적용하면서 발전배온수의 열에너지 회수가 용이해졌으며 배온수를 열원으로 활용해 냉수를 생산, 액비화조 온도를 낮춰 액비생산량을 증대할 수 있게 됐다. 또한 배온수보다 높은 고온수도 생산할 수 있어 열수요처공급을 통해 수익성을 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 

발전배온수의 열에너지를 활용함으로써 기존 발전배온수를 냉각하기 위한 공랭식 냉각기 가동률을 줄일 수 있어 전력사용량 절감도 실현했다. 

월드이엔씨의 관계자는 “발전배온수를 활용한 흡수식 히트펌프시스템의 적용은다양하게 시도돼 많은 분야에서 활용되고 있으나 대부분 냉수를 제조해 냉방에 이용하는데 국한돼있다”라며 “자연순환센터에서 발생하는 발전배온수의 75~80%는 가수분해조, 혐기성소화조, 반건식소화조 등의 가열원으로 활용되므로 나머지 20~25%의 잉여 배온수를 흡수식 히트펌프 열원으로 활용할 수 있도록 시스템을 구성했다”고 밝혔다. 

이어 “축분을 활용한 자연순환센터는 주로 축산업 밀집지역에 설치되고 있으며 대부분 바이오가스발전, 비료생산, 축분펠릿 등이 주요사업이나 발전폐열을 인근 스마트팜에 공급하거나 발전하고 남은 가스로 직접 온수를 생산해 공급하는 축산바이오-스마트팜 연계로 바이오가스 활용을 증대할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.