[EU] 하수슬러지를 지속가능한 녹색연료로 전환 기술 개발

EU(유럽연합)가 지원하는 과학자팀이 하수슬러지를 바이오 오일로 전환하는 새로운 기술을 개발하고 실험했다.

다양한 분야의 엄청난 양의 유기성 폐기물이 매립지에 들어가거나 소각되어 온실가스(GHG) 배출과 토양 및 수질 오염이 더욱 증가한다.

이 문제를 해결하기 위해서는 적절한 폐기물 관리 계획을 수립하고 실행하는 것이 중요하다.

EU가 지원하는 'TO-SYN-FUEL' 프로젝트는 여러 종류의 바이오매스 잔류물을 CO2 중립 액체 연료로 바꾸는 데 큰 진전을 보이고 있다.

프로젝트 웹사이트의 보도자료에서 지적한 바와 같이 "생물학적 잔류물을 지속 가능한 첨단 바이오 연료로 전환하기 위해 프라운호퍼 환경·안전·에너지기술연구소(Fraunhofer UMSICHT)는 열촉매개질(Thermo-Catalic Reforming; TCR)이라는 새로운 기술을 개발, 실현했다"고 밝혔다.

또 "실험실 규모의 장치에 대한 시험에서부터 시범적으로 입증된 연료 생산에 이르기까지, TCR 기술은 산업용 속도로 하수슬러지를 변환하기 위해 시간당 300kg으로 확장되었다"고  덧붙였다.

또한 "기술 시연자 개발의 진행 중인 단계는 TO-SYN-FUEL의 일부라고 명시되어 있다. 운영능력은 시간당 500kg의 하수슬러지를 위해 설계된다. …이 참신한 기술의 발전 과정은 바이오매스와 잔류물의 활용에 높은 잠재력을 보여주었다"고 설명했다.

프라운호퍼 환경·안전·에너지기술연구소(Fraunhofer UMSICHT)의 로버트 대스치너(Robert Daschner)는 "우리는 이 프로젝트에서 폐기물로부터 첨단 바이오 연료를 생산하기를 원한다. 이 프로젝트에서는 하수슬러지가 될 것이다. 공장을 증축하고 있으며 가동 중인 기술을 운용하고 시연할 것이다"라고 말했다.

그는 "프로젝트가 끝날 때까지 우리는 유럽연합집행위원회의 목표를 지원하기 위해 지속가능한 녹색연료에 대한 사업 사례를 갖고 싶어한다"고 덧붙였다.

뉴스 보도에 따르면 이 시설은 20만 리터(L) 이상의 바이오크루드 오일(biocrude oil)을 생산할 것이라고 한다. 하수슬러지는 하·폐수처리 중에 생산된 최종 고형 성분을 말한다.

■ 통합 프로세스(Integrated process)
TO-SYN-FUEL은 압력 스윙 흡착과 하이드로디옥시제네이션( hydrodeoxygenation; HDO)을 통해 TCR과 수소 분리를 결합한 통합 공정의 개발을 수반한다.

프로젝트 웹사이트는 이 과정을 다음과 같이 설명하고 있다.

TCR 기술은 광범위한 잔류 바이오매스를 업그레이드할 수 있는 H2가 풍부한 합성 가스, 바이오카, 액체 바이오오일 등 3가지 주요 제품으로 전환한다.

고압 수력 탈산화 HDO 및 기존 정제 공정에 의해 증류에서 디젤 또는 가솔린 등가물이 생성되어 내연기관에서 직접 사용될 준비가 되어 있다.

TO-SYN-FURN(합성연료와 녹색수소에 대한 폐 바이오매스 시연)은 2021년 4월말까지 진행된다.

코디스(CORDIS)는 이번 프로젝트는 연간 21만 리터(L) 규모의 액체 바이오연료와 최대 3만kg의 녹색 수소로 연간 최대 2,100톤의 하수슬러지를 처리하는 기술을 상업적으로 최초로 도입하는 것이다.

유럽 전역에 설치된 그러한 시설은 100개 규모의 발전소는 연간 최대 3,200만 톤의 유기성 폐기물을 지속가능한 바이오연료로 전환하기에 충분할 것이며, 3,500만 톤의 온실가스 절감과 매립지에서의 유기성 폐기물의 전환에 기여할 것으로 예상했다.

[원문보기]

Transforming Wastewater By-Products Into Sustainable Green Fuels

A team of EU-funded scientists has developed and tested a new technology to convert sewage sludge into bio-oil.

A huge quantity of organic waste from various sectors either ends up in landfills or gets incinerated, further increasing greenhouse gas (GHG) emissions and soil and water pollution. To address this issue, it’s crucial to develop and implement a proper waste management plan.

The EU-funded TO-SYN-FUEL project is making great strides in transforming several types of biomass residues into CO2-neutral liquid fuel.

“For the conversion of biogenic residues to sustainable advanced biofuels, Fraunhofer UMSICHT developed and realised a new technology, named Thermo-Catalytic Reforming (TCR),” as noted in a news release on the project website.

“Starting from tests on a lab-scale unit to the fuel production demonstrated on a pilot scale, the TCR technology was then scaled-up to a 300 kg per hour plant for the conversion of sewage sludge at an industrial rate,” the same news release adds. It also states: “The ongoing step of a technical demonstrator development is part of TO-SYN-FUEL. The operational capacity is designed for 500 kg per hour of dried sewage sludge. … The development process of this novel technology has shown a high potential in the utilization of biomass and residues.”

Dr -Ing. Robert Daschner from Fraunhofer Institute for Environmental, Safety, and Energy Technology (UMSICHT) says: “In this project we want to produce advanced biofuels from waste, which in this particular case will be sewage sludge. We are building-up the plant and we will operate and demonstrate the technology in operation.”

He adds: “By the end of the project we want to have a business case for sustainable green fuels in order to support the targets of the European Commission.” The plant will produce over 200 000 l of biocrude oil, according to the news release. Sewage sludge refers to the final solid component produced during wastewater treatment.

Integrated process
TO-SYN-FUEL involves the development of an integrated process that combines TCR with hydrogen separation through pressure swing adsorption and hydrodeoxygenation (HDO).

The project website explains the process: “The TCR technology converts a broad range of residual biomass into three main products: H2-rich synthesis gas, biochar and liquid bio-oil, which can be upgraded. By high pressure hydro-deoxygenation HDO and conventional refining processes, a diesel or petrol equivalent is created in the distillation and is ready to be used directly in internal combustion engines.”

TO-SYN-FUEL (The Demonstration of Waste Biomass to Synthetic Fuels and Green Hydrogen) will run until end-April 2021.

CORDIS states: “This project will mark the first pre-commercial scale deployment of the technology processing up to 2100 tonnes per year of dried sewage sludge into 210,000 litres per year of liquid biofuels and up to 30,000 kg of green hydrogen. The scale up of 100 of such plants installed throughout Europe would be sufficient to convert up to 32 million tonnes per year of organic wastes into sustainable biofuels, contributing towards 35 million tonnes of GHG savings and diversion of organic wastes from landfill.”

[출처=워터온라인(https://www.wateronline.com/doc/transforming-wastewater-by-products-into-sustainable-green-fuels-0001) /  2020년 4월 7일]