한국화학연구원(원장 김성수)은 김정훈 박사 연구팀이 '바이오가스나 천연가스로부터 유용한 화학원료이자 신재생 연료인 C1 가스(탄소(C) 기체 1개)를 분리, 정제하는 4단 분리막' 기술을 개발하고 환경부 환경신기술 인증과 검증까지 획득했다고 23일 밝혔다.

바이오가스는 음식물쓰레기, 하수슬러지, 축산분뇨, 매립지 등에서 발생하며 지구온난화 요인으로 꼽힌다. 하지만 바이오가스에 들어있는 실록산, 황화수소, 암모니아 등 불순물을 분리하고 메탄과 이산화탄소를 잘 정제하면 도시가스나 화학원료로 활용할 수 있는 자원이 된다.

천연가스에도 메탄 이외에 이산화탄소, 질소, 헬륨, 황화수소, 수은 등 불순물이 포함돼 있는데 이들은 액화천연가스와 파이프라인 가스, 화학원료로 활용하려면 불순물을 정제해야한다.

연구팀이 개발한 4단 분리막 기술은 천연가스로부터 메탄 회수율 98%, 순도 98%까지 생산가능하다. 고순도 메탄은 도시가스나 자동차 연로로 바로 활용할 수 있다. 그동안 버려졌던 이산화탄소도 95%이상의 고순도로 95%이상 동시에 회수할 수 있다.

연구팀에 의하면 이번에 개발한 기술은 기존 기술인 흡수법과 흡착법에 비해 플랜트 설치비가 저렴하고 운영이 간편하다. 특히 폐수가 발생하지 않아 환경 친화적이며 외부 온도의 영향을 거의 받지 않는다.

외국에서 개발한 분리막 기술에 비해 가격은 낮고 동급이상의 정제순도와 회수율을 가져 수입대체와 수출효과도 기대된다. 화학연은 참여기업인 시노펙스, 한국종합기술, 에어레인 등과 기술 이전과 국내외 사업화를 추진하고 있다.

환경신기술 인‧검증은 환경부가 환경기술에 대해 공인 평가기관의 평가를 거쳐 우수한 신기술로 지정함으로써 관련기술의 우수성을 보증하는 제도다. 인·검증을 획득하면 국내 지자체의 환경설비 입찰과정에서 높은 부가점을 받을 수 있다.

김정훈 박사는 "막분리에 의한 기체분리기술시장은 6000억원 규모로 연 1조원의 경제적 효과를 기대할 수 있다. 특히 해외 바이오가스 정제플랜트 시장 진출도 가능하다"며 "분리막 실증플랜트 기술 상업화를 위해 관련 기업과 추진 중"이라고 설명했다.

김성수 원장은 "막분리 정제 기술은 그동안 일부 선진국만 보유하고 있었다. 국내 독자 기술력으로 개발해 환경신기술을 검증받았다는 점에서 의미가 크다"면서 "파리 신기후협약에 따른 온실가스 저감에도 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 이번 연구는 환경부 환경산업기술진흥원과 Non-CO2 사업단 지원으로 화학연이 총괄 주관, 시노펙스, 청해ENV 등이 참여기관으로 분리막과 전처리기술을 공동 개발했다.