녹색성장을 위한 산학연협력 기업부설연구소지원사업

Size: px

Start display at page:

Download "녹색성장을 위한 산학연협력 기업부설연구소지원사업"

용하 반
5 years ago
Views:

1 ( 생명산업기술개발사업기획과제 ) 가축분뇨를활용한경제성있는 에너지생산실증플랜트개발

2 I. 연구의필요성 II. 연구목표및내용 III. 기존기술과의차별성 목차 IV. 연구추진방법및전략 V. 수행능력및선행연구결과 VI. 기대효과 Ⅶ. 기타사항

3 I 연구의필요성

1. 유기성폐기물의발생현황 슬러지 2007 년전국공공하수처리장 347 개소에서 1 일평균

생활폐기물중음식물폐기물이차지하는비중이약 30% 가장높음 음식물폐기물발생량은지속적으로증가 -

조원의경제적가치가손실 축산폐수 국내국내축산폐수발생량은약 5,000 만톤 / 년 가축분뇨해양배출량

4 1. 유기성폐기물의발생현황 슬러지 2007 년전국공공하수처리장 347 개소에서 1 일평균 7,631 톤발생 2011 년 460 개소에서발생량이 1 일약 10,259 톤전망 음식폐기물 생활폐기물중음식물폐기물이차지하는비중이약 30% 가장높음 음식물폐기물발생량은지속적으로증가 년 14,500 톤 / 일에서 12 년 17,100 톤 / 일 버려지는음식물로연간 18 조원의경제적가치가손실 축산폐수 국내국내축산폐수발생량은약 5,000 만톤 / 년 가축분뇨해양배출량 : 2009 년 1,171,000 톤해양투기 - 측정방식 : 폐기물해양배출정보관리시스템 ( 해경 ) 년 3% 씩증가추세

5 2. 유기성폐기물에대한처리및정부방침 96 런던협약에의해 2012 년부터 2013 년까지유기성폐기물의해양투기전면 / 부분적으로금지 - 해양투기에대응할만한처리방법의대응책이시급히필요 처리방법 2009년 2011년말 해양투기 68.5% 0% 재활용 18.5% 69.5% 소각 11% 29% 매립 2% 1.5% 에너지의해외의존도의감축과그린환경녹색성장사업을위해 - 유기성폐기물이자원으로재평가 년 6 조원, 2020 년약 29 조원투자예정

년부터폐자원에너지화사업을기술우위선점및성장동력으로활용 미국 오바마정권향후 10 년간 1,500 억달러를투입 :New Apollo

6 3. 국제동향 유럽연합 (EU) 2000 년에너지안보를위한유럽전략의 그린페이퍼 발표 2000 년폐자원의재생에너지로드맵제정 기술개발및시장활성화를위한 바이오매스액션플랜 발표 : 06 년 독일 2020 년까지재생에너지사용률을 50% 목표로추진 2009 년부터폐자원에너지화사업을기술우위선점및성장동력으로활용 미국 오바마정권향후 10 년간 1,500 억달러를투입 :New Apollo Project 녹색레이스에동참 일본 200 년신재생에너지핵심전략으로 바이오매스일본종합전략 공표 2007 년 바이오매스에너지도입가속화전략 추진

7 4. 본연구과제의필요성 배경 가축폐기물은국내에서발생하는유기성폐기물중발생량과잠재에너지보유량이가장높은비중을차지 현재가축폐기물은 80% 이상퇴비로재활용되고있으나판매단가보다생산단가가높아 20,000 ~ 50,000 원 / 톤수준의손실 - 함수율이높은가축폐기물을건조하여고형연료화하는방법은건조를위한소비에너지가고형연료발생에너지보다많기때문에경제성이낮음 필요성 따라서가축폐기물로부터경제성있는에너지생산을위해서는 에너지저감형탈수를통한고형연료화기술과 농축된유기물의바이오가스전환효율을높일수있는기술을연계한에너지생산플랜트실증화개발이필요

8 II 연구의목표및내용

9 1. 목표 생물학적처리방법을이용한가축폐기물의유기물제거및동시에에너지를생산할수있는실증화플랜트를개발 & 에너지생산시설확보 고상가축폐기물처리후생성되는부식질 (humus) 을이용한고형연료열량향상 액상가축폐기물처리과정에서생성되는바이오가스생산효율향상 열 / 전기에너지 에너지지속가능한친환경농촌녹색마을의조성 에너지활용을통한고부가가치열대작물재배 자원순환형친환경농업을통한자립형친환경농촌마을조성

10 2. 연구개발내용 고상가축폐기물처리및고형연료생성기술 : ( 주 ) 신재생에너지 고상가축폐기물연속처리실증화플랜트기술개발 고열량고형연료제조실증화기술개발 고형연료연소시발생되는폐열을열전소재를통한전기에너지변환실용화기술개발 액상가축폐기물처리및바이오가스생산기술 : 엔비오에너지 ( 유 ) 대용량처리를위한연속운전이가능한혐기성소화반응시스템의실증화개발 고온소화병렬식모듈타입에의한유지관리실증화개발 혐기소화미생물분석기술및바이오가스정제기술개발 액비시비및재활용기술개발 농촌형저탄소녹색마을의조성 : 전남생물방제센터 에너지지속및자원순환형친환경농법을통한자립형친환경농촌마을의형성 - 에너지와 CO 2 를이용한생산단가절감을통한고소득작물개발 - 유용미생물균주를첨가한바이오친환경농업으로확대

균주공급 ( 악취, 면역, 병원균사멸 ) 열풍온도조절 호기성미생물 ( 발효반응 ) 전발효 후발효 고열량 액비 건조

11 3. 연구개발내용의공정도 전기 E( 보일러난방 ) 음식물폐기물 온수온도조절 바이오메탄가스 전기 E 액상폐기물 혐기성미생물유기산 & 메탄발효 유용미생물 전기 E 농가 가축폐기물 고상폐기물 고상슬러지 축사청소수에유용미생물 균주공급 ( 악취, 면역, 병원균사멸 ) 열풍온도조절 호기성미생물 ( 발효반응 ) 전발효 후발효 고열량 액비 건조 열풍건조 열 E 시비 소토브 열전소재 압축성형 전기 E 고형연료 고형연료 시설하우스 유용미생물균주공급 ( 성장, 면역 ) 포장출하

12 친환경농촌녹색마을의조성도 ( 전라남도곡성군입면일원리 ) 순창 시험생산단지 생물방제센터 메론단지 곡성남원 광역친환경농업단지 전남과학대학 광주 ( 옥과 IC) 전남과학대학학군캠퍼스 에너지자립형녹색마을

13 4. 친환경농촌녹색마을주변내가축폐기물량 자료 : '08 배출원단위조사결과 가축명 두수 배출원단위 발생량 (ton/ 일 ) 발생량 (ton/ 년 ) 한우 ( 두 ) 6, ,878 젓소 ( 두 ) ,972 돼지 ( 두 ) 9, ,113 닭 ( 수 ) 910, ,428 오리 ( 수 ) 207, ,461 합계 1,133, ,852 한우분뇨발생량 32,878 톤 / 년 젖소분뇨발생량 11,972 톤 / 년 돼지분뇨발생량 17,113 톤 / 년 닭분뇨발생량 41,428 톤 / 년 오리분뇨발생량 6,461 톤 / 년

5. 연차별목표및내용 고형화연료바이오가스친환경저탄소녹색마을 1 차년도 발효반응에의한고상가축폐기물제거및고형연료생산 연속운전혐기성소화에의한액상가축폐기물제거및가스생산, 전기에너지전환 에너지회수를위한실증화기술의기초단계 유용미생물선발, 기초조사동정및순수배양을통한자원 DB 화 2 차년도 발열량향상된고형연료생산 혐기성소화미생물분석바이오가스정제기술개발

14 5. 연차별목표및내용 고형화연료바이오가스친환경저탄소녹색마을 1 차년도 발효반응에의한고상가축폐기물제거및고형연료생산 연속운전혐기성소화에의한액상가축폐기물제거및가스생산, 전기에너지전환 에너지회수를위한실증화기술의기초단계 유용미생물선발, 기초조사동정및순수배양을통한자원 DB 화 2 차년도 발열량향상된고형연료생산 혐기성소화미생물분석바이오가스정제기술개발 열에너지활용열대작물재배방법연구및유용미생물효능분석및대량생산화 실증화플랜트개발및열병합발전기를통한에너지공급기초단계 3 차년도 열전소재도입폐열전기에너지전환기술도입 미생물처리액비시비및재활용기술개발연속운전메뉴얼및지침서 열에너지활용열대작물재배및생장촉진, 면역강화등유용미생물활용을통한산업화 40 톤 / 일가축폐기물처리장및에너지생산실증플랜트건설및운전 최종목표 에너지지속가능한친환경녹색마을조성

15 III 기존기술과의차별성

16 1. 고상가축폐기물처리및고형연료생성기술 1) 국내외유기성폐기물고형연료생산기술 지역고형연료생산기술문제점 해 외 국내 일본 기타 바이오연료 ( 주 ) & 신일철엔지니어링 - 탄화기술에의해생성된탄화슬러지를화력발전소에화석연료등과혼소하여연료사용 건조기술 : 미국, 독일, 오스트리아 - 진공필터프레스등의다양한형태의상업화공정을거친후건조된슬러지를화석연료와혼소하여연료사용 ( 주 ) 포스코건설 : 슬러지건조고화기술에의해화석연료와혼소하여연료사용 - 수원및경주하수처리장에서상업화 ( 주 ) 조이환경에너지 & 한라산업개발 ( 주 ) - 하수슬러지와화석연료등을혼소하여연료사용 한국하이테크 ( 주 ) : 탄화된슬러지를화석연료등과혼소하여연료사용 유기성폐기물의수분을제거하기위해경유, 벙커 C 유등의열에너지사용 고형연료의발열량을높이기위해석탄, 기름등의화석연료첨가하여제조 판매단가보다생산단가가높아 2~5 만원 / 톤수준의손실 연소에따른 2 차대기환경오염유발

17 2) 핵심기술의특징 가축폐기물의수분을제거하기위해외부열에너지등의미사용 - 미생물의발효반응에의한 75 이상의발열반응에의해수분제거 고형연료의발열량을높이기위해석탄, 기름등의화석연료미사용 - 발열량을높이기위해유기성폐기물의탄소성분 ( 유기물 ) 을첨가하여열량을높이는방법 - 5,000 Kcal/kg 이상의고형연료제조가능 화석연료미사용에따른 2 차환경오염방지 생산단가저렴

18 3) 고열량고형연료개발기술의차별성 수분 85% 이상의유기성폐기물 미생물발효반응 저위발열량 : 16,800J/g (4,013 Kcal/kg) 저위발열량 : 19,100J/g (4,563 Kcal/kg) 2,135 Kcal/kg 1 st /2 nd 유기성폐기물 후발효 3rd 유기성폐기물 1st 4,013 Kcal/kg 2nd 4,563 Kcal/kg 후발효및건조 5,000Kcal/kg 이상고형연료

4) 열전소재를이용한폐열을전기에너지전환기술활용 1 열전소재의원리양극간의온도차를이용하여기전력을발생시킬수있어폐열등의열에너지를이용하여전기에너지로전환기술 2 열전소재발전현황 삼성전자 : 열전소재인듐셀레나이드 (In4Se3-x) 개발 : Nature 에게재 - 에너지변환효율을기존 7% 에서 12% 로향상

19 4) 열전소재를이용한폐열을전기에너지전환기술활용 1 열전소재의원리양극간의온도차를이용하여기전력을발생시킬수있어폐열등의열에너지를이용하여전기에너지로전환기술 2 열전소재발전현황 삼성전자 : 열전소재인듐셀레나이드 (In4Se3-x) 개발 : Nature 에게재 - 에너지변환효율을기존 7% 에서 12% 로향상 대구경북과학기술연구원, 동국대 ( 경주캠퍼스 ), 경주시, 경상북도 4 개기관협력 - 에너지전환효율을 15% 까지향상 : 상업화가능성시사 미생물의발효반응에의해생성된고형연료연소용스토브에서연소시켜발생하는 200 이상의폐열및혐기성소화열병합발전기폐열의온도차를열전소재에의해전기에너지로전환 전기에너지를자동차배터리에충전하여사용할수있는기술의개발

20 5) 고상가축물폐기물처리및고형연료공정제안도 미생물제재투입 0.5Q 톱밥 + 우드칩 + 미생물 공기 발효조 고상가축폐기물 1Q Q = 6 톤 / 일 반송 혼합 발효 3 일 우드칩및미생물제재반송 3Q 숙성 1 일 유기물 0.5Q 1.3Q 톱밥 0.5Q 5,000Kcal/kg 이상 고형연료 1Q 0.5Q 연료사용 성형 난로 분쇄 열풍 1.5Q 건조 1.8Q

21 2. 액상가축폐기물처리및바이오가스생성기술 1) 기존시설의공정흐름도 퇴비화 가축분뇨투입 고형물 액비유통센터 저장조협잡물제거기저장조소화조 액비저장조 하수처리장연계 가스저장조열병합발전기전기 한전판매 열 난방이용

22 2) 바이오가스개발기술의차별화 액비생성공정 축사청소수공급 ( 살균및탈취제혼합 ) 활성효소액비공급 축산농가 소화공정 시설하우스 여름 : 전기공급 ( 냉방 ) 겨울 : 열공급 ( 난방 ) 낮 : CO2 공급 마 을 가축분뇨, 음식물처리 바이오가스플랜트 가스생성공정 마 을 잉여전력매전

23 1 소화공정단계 고상 가축분뇨폐기물 발효조 고형연료 액상 협잡물제거기 / 저장조 데칸터 혼합조 살균조 소화조 파쇄 / 선별 ( 협잡물제거 ) 저장조 음식물폐기물

24 2 소화조특징 < 특징 > 1 개의소화조내에서 1 단계가수분해, 2 단계메탄형성의병렬식구분 열병합발전기보일러온수로소화조온도유지 가축분뇨 음식물 1 단계 : 가수분해 소화액저장고 2 단계 : 메탄형성 혼합 전처리 보일러

25 3 소화조핵심기술의특징 구분선정사유 1. 설계및시공 병렬식모듈구조로인하여소형부터대형까지모두가능 맞춤식설치완료후에도추가증설이용이 2. 소화기술 고온소화 (50 이상 ) 로인하여소화기간이짧고가스발생이많음 특수공법을이용한황화수소및수분발생을감소 3. 액비생산기술 유용미생물을이용하여고품질의액비생산이가능 유용미생물이용에의해살균, 탈취능력을함유한농가청소수로 활용가능 4. 운영기술 시스템자동화로소수인원으로운전가능 부품규격화로유지보수가용이

26 4 바이오가스생성공정 한전판매 전기 가스저장고 열병합발전기 마을공급 열 소화조난방이용 가스정제 CO 2 CH 4 CH 4 시설하우스 보일러 ( 난방 ) 차량용가스

27 5 액비생성공정 액비를이용한퇴비생산특허보유고상 액비저장조 데칸터 고형원료 액상 유용미생물첨가 : 생물방제센터균주 활성효소액비 코코피트 시설하우스이용 논및임야이용 축산농가청소수 유기질퇴비

28 3. 에너지자립형친환경녹색마을의조성 1) 기존녹색마을채택방법 부안하서면등용마을 ( 태양광 ) 청도군저탄소녹색마을 ( 목질계연소 ) 국내바이오가스를이용한생산시설 국내바이오가스를이용한생산시설현황

2 바이오친환경농업으로확대 생물방제센터보유균주 (10 여종이상 ) : 식물성장촉진및병충해방제용유용미생물 Pseudomonas

EP-3 Pantoea dispesa WCU35 Proteus vulgaris WCU244 Chromobacterium sp.

Exiguobacterium actylicum WCU292 Serratia nematodiphila WCU338

29 2 바이오친환경농업으로확대 생물방제센터보유균주 (10 여종이상 ) : 식물성장촉진및병충해방제용유용미생물 Pseudomonas chlororaphis O6 Pseudomonas sp. EP-3 Pantoea dispesa WCU35 Proteus vulgaris WCU244 Chromobacterium sp. C-61 Bacillus amyloliquefaciens LM11 Bacillus amyloliquefaciens KB3 Exiguobacterium actylicum WCU292 Serratia nematodiphila WCU338 Lysobacter enzymogenesis 대조구 LM11 KB3 대조구 LM11 KB3 대조구 LM11 KB3 부산물액비에유용미생물을첨가하여친환경제재로사용 - 작물성장촉진미생물, 가축축사환경조성미생물

30 3 열에너지및 CO 2 를이용한고소득작물재배 생물방제센터온실재배하우스 현재 < 수박 > < 멜론 > < 참외 > 향후 < 멜론 > < 파파야 > < 파프리카 > < 멜론 >

31 4 에너지지속가능한친환경녹색마을조성 경종농가축산농가시설농가지자체 유가변동에상관없이열대작물재배 - 소비자신뢰성증가 유기성폐자원을이용한에너지생산시설 고품질액비사용 - 친환경농산물생산 : 소득증가 경제성확보로귀농유도 에너지자립형녹색마을구축 마을공동운영으로민원해결 유기성폐기물육상처리

32 IV 연구추진방법및전략

33 1. 연구추진방법 연구의자문을위한자문단구성 - 농촌진흥청, 환경부, 농림수산식품부, 대학, 농민, 축산업자등의전문위원 국내외처리업체및녹색마을견학 : 축산폐수처리및에너지화에대한사전조사 바이오가스팀, 고형연료팀, 친환경녹색마을조성팀구성 가축폐기물연속운전이가능한실증화플랜트의종합적인메뉴얼및지침서개발 - 고농도유기물연속운전처리방법 - 혐기성소화과정에서발생되는바이오가스발생량향상 - 처리후발생되는고형연료의발열량향상 - 전기 / 열에너지생산시설확보 유용미생물대량생산및생산제품활용교육개발및홍보자료개발 생물방제센터시설내하우스생산단가절감을통한농민교육수행 에너지지속가능형친환경녹색마을조성

34 2. 연구추진체계 34/33 가축폐기물을활용한경제성있는에너지생산실증플랜트개발 자문단 고형연료 바이오가스 고상고농도유기물처리 고형연료발열량향상 열전소재를이용한전기에너지생산 액상고농도유기물처리 바이오가스생성량향상 바이오가스에너지생산시설확보 바이오가스정제기술확보 친환경에너지자립형녹색마을조성 열에너지활용고부가가치작물재배기술확립 생산단가절감을통한고수익작물개발 유용미생물첨가를통한친환경자재활용및바이오친환경농업으로확대

35 3. 사업추진일정 1) 1 차년도 세부개발내용 수행 기관 기술개발기간 계획및자료조사 주관 Pilot plant 설비및연속운전 공동 생성부식질고형연료성능분석고열량고형연료기술개발바이오가스생성량향상전기에너지발전기술확보유용미생물균주스크리닝및효능검정 주관 참여기관 참여기업

36 2) 2 차년도 세부개발내용유용미생물대량생산및첨가액비효능검증및고부가가치작물재배기술개발폐열이용열전소재기술실용화기술개발생성에너지효율성향상및적절한에너지사용을위한생산시설확보 수행기관참여기업주관기업공동기업 기술개발기간 톤 / 일처리실증화 plant 설계공동기업 실증화 plant 토목및전기공사 공동기업 실증화 plant 설비및공정기계조립공동기업

37 3) 3 차년도 세부개발내용 40 톤 / 일처리및에너지생성실증화 plant 운전 수행기관 공동기업 기술개발기간 고열량고형연료상품 / 열에너지공급주관기업 폐열열전소재를이용한전기에너지전환바이오가스열병합발전기를이용한전기에너지전환액비처리및재이용유용미생물첨가액비산업화및에너지지원을통한고소득작물재배에너지자립형친환경저탄소녹색마을을위한에너지공급에너지지속가능한친환경녹색마을홍보 주관기업참여기관참여기관참여기업공동기업공동기업

38 2. 선행연구결과 1) 미생물을이용한유기성폐기물의처리및자원화기술 1 하수슬러지및음식물폐기물의처리 360kg 5,000kg Lab Scale 슬러지처리작업 Pilot Plant Scale 슬러지처리작업

Wood Chips = 5,000kg Total weight 21 일째 Sludge 150kg 중약 100kg 제거

39 가 ) 실험실 /Pilot 규모의하수슬러지및음식물폐기물처리실험 150 kg Sludge + 210kg Wood Chips = 360kg Total Weight 2,000kg Sludge(20% food) + 3,000kg Wood Chips = 5,000kg Total weight 21 일째 Sludge 150kg 중약 100kg 제거 - 제거율 67% 12 일째 Sludge 2,000kg 중약 1,477kg 제거 - 제거율 69% - 수분함유량 85% 50% 감소

제거량 [Kg] 2 실험실규모의음식물폐기물액상 / 고상처리실험 2 1.5 1 0.

40 제거량 [Kg] 2 실험실규모의음식물폐기물액상 / 고상처리실험 Time [day] Approximately 85% disposal of food waste in a day Approximately 96% disposal of food waste water in a day

41 2) 유용미생물을첨가한활성효소액비기술 원액 : 폭기, 균제투입 3~4 일후 10 일후 15 일후 분해과정 ( 현미경사진 : 배율 1/1000) 유기물을분해하여 2 차가스발생및악취없는활성효소액비생산 - 양에상관없이 15 일 ~20 일후완성 살균, 탈취가가능한활성효소액비로청소수로재활용

42 1 액비분석결과 구분비소카드늄수은납크롬구리 공정규격 5mg/kg 0.5mg/kg 0.2mg/kg 15mg/kg 30mg/kg 50mg/kg 액비 액비 구분니켈아연질소 인산 칼리전량합계량염분수분 공정규격 5mg/kg 130mg/kg 0.3% 이상 0.3% 이하 95% 이상 액비 액비 ( 질소 :0.06, 인산 :0.04, 칼리 :0.24) 0.30( 질소 :0.08, 인산 :0.05, 칼리 :0.22) 공정규격 : 부산물비료의가축분뇨발효기준 : 액비양호

43 2 액비분석결과표

44 3) 활성효소액비성능 활성효소액비시비 화학비료 & 농약시비 질소분의함유율차이에의해색상의차이점발생

45 4) 우수균주를활용한활성효소액비활용기술 생물방제센터자체보유균주 발효 5,50,500,5000L 발효기 동결건조기 분리 정제 건조 연속원심분리기, 세라믹필터 동결건조기 (20, 300kg) 혼합 유동층과립, 열풍건조, 리본형혼합기, 드럼혼합기 미생물배양기 (5L, 50L, 500L, 5,000L) 자동포장기 ( 액상 ) 분쇄 조분쇄기, 미분쇄기 액비와유용미생물제제혼합 자동포장기 ( 분상 ) 포장 액상자동포장, 분말자동포장

46 VI 기대효과

47 1. 연구개발에따른상용화및산업화전략 1) 국내시장진입전략 가축폐기물의처리및에너지생산실증화플랜트를통해차별화된 KNOW-HOW 기술을바탕으로틈새시장을공략하는전략 - 홍보책자및실증화 plant 설비를통해실수요자소규모축산농가, 시, 군관계공무원, 등에게현장견학중심의영업전략시스템개발 2) 국외시장진입전략 - Global Business 선진외국기업과의공동연구를통한상품개발및기술도입 차별화된기술을통해중국, 동남아시아및남미시장진출 - 인맥활용 : 15 년간일본과미국등에서유학및연구원생활을통해알게된지인들과 Business Partner Ship 체결 - 각국각지에대리점을설립 : 국내에진출한고학력자의외국노동자의고용 - 당사가추진하는기술계획등을교육양성시키고, 국내에서많은경험등을쌓게하여본국으로돌아가영업대리점을운영하는시스템개발

48 2. 기대효과 지속가능한신재생에너지확보 가시적인성과를창출할수있는최적의신재생에너지공급방안 폐자원, 산림같은국내에너지잠재량풍부 유기성폐기물등은산업파급효과와미래시장잠재력거대폐자원 76.1%, 바이오 5.3%, 태양열 0.6%, 풍력 1.1%, 기타 16.9% 친환경적, 경제적인폐기물처리 기존폐기물처리 ( 매립, 소각 ) 비용으로에너지생산, 오염물질배출저감 매립폐기물감량화로매립장반영구적사용 소각에따른 2 차환경오염방지효과 태양광의 1/10 비용으로에너지생산 고부가가치의창출및새로운성공사업의모델제시 - 바이오친환경농업으로확대 : 토양의환원화및유기농법 일자리창출 신산업분야새로운일자리창출효과 특히, 바이오매스는농촌일자리및소득증대기여 기후변화에효과적대응 화석연료대체효과가있어, 온실가스감축의무이행의유력한수단 이산화탄소 1/2 배감소

49 3. 경제적파급효과 구분단위금액비고 년 : 300 일기준 < 수입 > 처리비용 원 258,000,000 가축분뇨 :12,000원, 음식물 : 50,000원 전기매전비용 원 122,850,000 매전단가 : 130원 /kw 액비판매비용 원 153,000,000 판매비 : 15,000원 /ton 고형화연료판매비용 원 336,000,000 판매비 : 7,000원 /20kg 난방비절감금액 원 48,000,000 시설하우스 3,000평 수입합계 원 917,850,000 < 지출 > 바이오가스플랜트시설 원 2,800,000,000 설비비 : 70,000,000원 /ton 고형화연료시설 원 500,000,000 시설합계 원 3,300,000,000 바이오가스 + 고형화연료 감가상각비 (20년) 원 165,000,000 시설합계 /20년 운영및유지보수비 (3%) 원 99,000,000 감가상각비 * 3% 노무비 원 144,000,000 4인기준 수도광열비 원 76,800,000 기타경비 원 24,000,000 지출합계 원 508,800,000 순수입 원 409,050,000 * 부지매입비는별도임

50 VII 기타사항

51 2. 연구보유장비 장비명모델명수량도입시기금액비고 수분측정기 FD \3,000,000 ph/orp ph/ion \2,000,000 회화로 Digital Muffle Furnaces \500,000 Balance GX \3,600,000 Balance HW-200KV-WP \1,200,000 Balance FG30KBM-H \798,000 초온파세척기 SH \450,000 Vortex VM \400,000 PCBs 간이측정장치 L2000DX \5,000,000 분광광도계 DR/ \9,500,000 Heating Mantle MS-E \87,000 증류수제조기 KS \200,000 진공펌프 Rocker \430,000 Micro Tube Pump Micro Tube Pump MP \500,000 고성능액체크로마토그래피 LC-20A \93,500,000 기체크로마토그래피 / 질량분석기 Clarus \94,250,000 원자흡수분광광도계 ANALYSIS \61,230,000 질소단백질분석장비 Vapo50Setc \66,000,000 엽록소형광분석장비 Chlorophyll Fluorometer \63,000,000 기체크로마토그래피 Clarus \162,875,000 고밀도정량분석기 API \98,000,000 지방추출장치 (20L) VAPODEST \44,000,000 자동킬달 VAPODEST \43,000,000 주관기업 협력기관 협력기관 : 전남생체방제센터기자재장비총 98 종 222 대보유

52 3. SWOT 분석 고유가시대대체에너지개발로인한이윤창출 탄소배출권 (CDM) 거래제에따른이윤 처리비용저렴 환경친화적인처리방법 Strength Weakness 처리공간이필요 처리시간이길다 악취발생 -바이오탈취탑 ( 질소고정균 ) 을이용한악취문제점해결가능 처리장소확보의문제점 - 악취에따른님비현상 Threat Opportunity 고형연료판로가어려울경우, 퇴비, 복토제, 시멘트원료등 처리량확보의문제점 전환가능 - 슬러지 : 20 톤 / 일 - 음식물 : 20 톤 / 일

53 4. 3P( 논문, 특허, 상품 ) 분석 개발기술명 ( 기술 1) ( 기술 2) Keyword 바이오가스 고형연료 검색건수 유효논문건수 폐기물자원이용화의재발견, 논문명 돈분슬러리성상에따른최적바이고체상의폐기물고형연료화이용오가스회수바이오매스발전소, 폐기물자원이용화의재발견 학술지명한국환경농학회그린비지니스 핵심논문 및관련성 저자박우균외 4 최동배 게재년도 관련성 (%) 유사점 돈분슬러리성상에따른최적바폐기물자원재이용이오가스회수 차이점유기산, 메탄발효조분리수분제거를위한열에너지사용

54 개발기술명 ( 기술 1) ( 기술 2) Keyword 바이오가스 고형연료 검색건수 유효특허건수 특허명 혐기성소화와바이오가스를이용한열병하수슬러지이용폐기물고형연료제조합발전이결합된에너지회수시스템장치및그제조방법 보유국한국한국 핵심특허 및관련성 등록년도 관련성 (%) 유사점 혐기성소화와바이오가스를이용한열병하수슬러지이용폐기물고형연료제조합발전이결합된에너지회수시스템장치및그제조방법 차이점직렬 / 병렬수분제거를위한열에너지사용

55 번호 구분 기술보유현황 적용실적 1 ( 주 ) 태영 미쯔이조선 - 2 ( 주 ) 서희건설 OWS사 ( 벨기에 ) 부산, 동대문 3 한라산업개발 ( 주 ) 하제 ( 독일 ) 파주, 밀양, 속초 4 효성에바라엔지니어링 ( 주 ) 일본에바라제작소 - 5 ( 주 ) 립코 Hasse Energietechnik AG - 6 ( 주 ) 워텍 스위스 CTU AG - 7 동문IRS( 주 ) BAUER KOMPOST GmbH( 독일 ) 김포, 광주, 유성 8 ( 주 ) 미랜 MEC Energy( 네덜란드 ) 포천시 9 한솔이엠이 ( 주 ) GBU mbh( 독일 ) 연천 10 H-Plus ENG Arrow Ecology( 이스라엘 ) - 11 코오롱건설 ( 주 ) 자체기술 광주, 송파 12 포스크건설 자체기술 - 13 금호건설 자체기술 안성시 14 ( 주 ) 엑사이언스 자체기술 안산, 상주, 포천 15 ( 주 ) 드림바이오스 자체기술 안동 16 ( 주 ) 유니슨 자체기술 청양군, 고창군, 제주도 17 ( 주 ) 에코데이 자체기술 파주시 18 ( 주 ) 대우건설자체기술 삼성정밀화학, 진로, 이천모전영농조합

56 감사합니다 활성효소액비로재배된배추

57 3 소화조핵심기술의특징 구분선정사유 1. 설계및시공 병렬식모듈구조로인하여소형부터대형까지모두가능 맞춤식설치완료후에도추가증설이용이 2. 소화기술 고온소화 (50 이상 ) 로인하여소화기간이짧고가스발생이많음 특수공법을이용한바이오가스생산 : 황화수소및수분발생을제거 3. 액비생산기술 유용미생물을이용하여고품질의액비생산이가능 화훼및시설하우스단지에양액으로공급가능 살균, 탈취성분을함유한농가청소수로활용가능 4. 정제기술 특별한정제비용없이열병합발전기를이용하여경제성이높음 5. 운영기술 시스템자동화로소수인원으로운전가능 부품규격화로유지보수가용이

58 2) 핵심기술의특징 1 지속가능한에너지자립형녹색마을조성 시설유지비용절감을통한고소득작물재배 유기자재개발 친환경브랜드로인한고부가가치상품판매 에너지공급 독일윤데의저탄소녹색마을

59 3. 경제적파급효과 1 일 30 톤가축분뇨 +10 톤의음폐물처리에따른경제적파급효과 - 가축분뇨처리비 : 1 만 2 천원 / 톤 x 30 톤 / 일 x 365 일 / 년 = 1 억 3 천 1 백 4 십만원 / 년 - 음폐물처리비 : 5 만원 / 톤 x10 톤 / 일 x365 일 / 년 =1 억 8 천 2 백 5 십만원 / 년 - 바이오가스생산에따른전기수익사업 : 50 억 / 년경상이익을창출, - 액비생성에따른수익사업 : 50 억 / 년경상이익을창출 - 고형연료생성에따른수익사업고상가축폐기물발생량 8 톤 / 일 ( 혐기성소화처리조발생량 0.5 톤포함 ) 고형연료생성량 3.2 톤 / 일 3.2 톤 / 일 x 3 만 5 천원 / 톤 x 365 일 / 년 = 4 천 1 백만원경상이익을창출 - 시설하우스내전기소모절감에따른생산비절감이익 (1KW = 860kcal ) 바이오가스 3,600,000kcal/40 톤 + 고형연료 670,000kcal/40 톤 5,000kw/day 센터시설하우스 (3,000 평 ) 겨울한달농업용전기비용 70,000kw(350 만원 ) 대략한달 400 만원이익발생 연 4,800 만원절감효과 - 기타열전소재에의해생성된전기에너지절약에따른이윤창출탄소배출권 (CDM) 거래제에따른이윤창출

60 5. 시장분석 : 매출액 유기성폐기물처리 : 1 일 20 톤 ( 슬러지 : 음식물 = 16: 4 (4:1)) 처리 퇴비 ( 부숙토 ) 발생량 : 전체량의 20% = 4 톤 / 일 고형연료생산량 : 1 일 5.2 톤생산 ( 부숙토 4 톤 + 음식물폐기물 0.4 톤 + 톱밥 0.8 톤 ) 구분 2011 년처리비용 ( 원 ) 2012 년처리비용 ( 원 ) 2013 년처리비용 ( 원 ) 비고 ) 슬러지처리비 음식물폐기물처리비퇴비또는고형연료매출 5 만 / 톤 80 만 / 일 6 만 / 톤 96 만 / 일 10 만 / 톤 160 만 / 월 8 만 / 톤 32 만 / 일 9 만 / 톤 36 만 / 일 15 만 / 톤 60 만 / 월 3 만 / 톤 16 만 / 일 3 만 / 톤 16 만 / 일 4 만 / 톤 21 만 / 월 2012 년일부해양투기금지 2013 년전면해양투기금지 2011, 12 년퇴비판매 2013 년고형연료판매 월간매출액 3,200 만 / 월 3,700 만 / 월 6,025 만원 / 월 년간매출액 38,400 만 / 년 44,400 만 / 년 72,300 만원 / 년

61 6. 평가의착안점및기준 평가항목 ( 주요성능 Spec) 단위 비중 (%) 세계최고수준 ( 보유국 / 보유기업 ) 연구개발전국내수준 개발목표치 평가방법 1. 발효미생물 보유현황 유무 10 일본 /EM 균 생물방제센터자 체균주 10 여종 EM 균보유 생장촉진균, 병해충방제균 보유 활성화 발열반응 ( 온도 ) 산업화 2. 발열반응 기술보유현황 유무 10 보유보유 상품화 ( 퇴비, 고형연 료 ) KS 3. 고형연료발열량 kcal/kg 20 각국보유 4,000 5,000 KS(J/g) 4. 성장촉진능력 Kg/ 마리 유기산사료 KS 5. 바이오가스생산량m3 / 일 20 독일보유바이오가스 6. 생산에너지활용성 시스템유 무 20 독일 - 친환경자립형 농촌마을

62 2. 총괄목표 유용미생물 액비 CO 2 가축폐기물 에너지생성

63 유기성폐기물 100ton/ 일 원료입고 저장조 100 m3 x 2 sets 액상폐기물 5 m3 산업 ( 유기성 ) 폐기물처리장공정도용량 : 90 톤 / 일장소 : 경기도포천시창수면가양리 협력업체 : ( 주 ) 우성바이오 산업폐기물위탁 ( 매립 / 소각 ) 처리 선별조 500W x 5m 파쇄조 60 hp x 2 sets 새로운미생물제재 23 m3 / 일 반송미생물제재 65 m3 고액분리탈수조 95 m3 고상 32 m3폐기물혼합조 40 m3 x 3 sets 전발효조 120 m3, SRT 2 일 발효조 6mx1.5mx 80m 720 m3, SRT 6 일 액상폐기물 60 m3 5m3 20m3 20m3 액상폐기물저장조 65 m3 퇴비 40 m3 출하 ( 공급 ) 저장및포장 200 m3 30 m3 압축성형조 분쇄조 40 m3 10 m3 보일러 20 m3 40 m3 미생물제재 우드칩 5 m3 60 m3 선별기 105 m3 45 m3 건조조 100, 30 분 열풍

64 가축분뇨 에너지, CO 2 생산 유용미생물활용자재생산

농림축산식품부장관귀하 본보고서를 미생물을활용한친환경작물보호제및비료의제형화와현장적용매뉴 얼개발 ( 개발기간 : ~ ) 과제의최종보고서로제출합니다 주관연구기관명 : 고려바이오주식회사 ( 대표자 ) 김영권 (

농림축산식품부장관귀하 본보고서를 미생물을활용한친환경작물보호제및비료의제형화와현장적용매뉴 얼개발 ( 개발기간 :2014. 7. 29 ~ 2016. 7. 28.) 과제의최종보고서로제출합니다. 2016. 7. 28. 주관연구기관명 : 고려바이오주식회사 ( 대표자 ) 김영권 ( 인 ) 협동연구기관명 : 목원대학교산학협력단 ( 대표자 ) 고대식 ( 인 ) 협동연구기관명