매립지의 온실가스를 탄소 중립 연료로 바꿀 수 있는 방법에 관하여
매립가스의 발전단계
1단계(초기조정 단계) 매립초기 단계로 쉽게 분해되는 물질이 CO2로 전환되면서 매립지 내부의 산소를 소비하는 호기성 분해 단계이다.
2단계(전이단계) 매립층내 산소가 대부분 소비되어 호기성에서 혐기성으로 전이되며, 산형성 미생물이 혐기성 조건하에서 지방산, CO2, H2를 형성하는 초기 산형성단계로 침출수의 pH가 유기산의 형성 및 CO2의 증가로 하강하기 시작한다.
3단계 (산형성 단계)유기산의 생성이 급증하게 되고 CO2, H2가 점진적으로 감소하고 CH4 발생량이 점차 증가하는 단계로 pH가 5.0정도까지 하강하며, BOD 및 COD는 증가한다.
4단계 (메탄발효 단계) 산형성 단계에서 생성된 Acetic Acid와 H2가 미생물들에 의해서 CH4와 CO2로 전환되어진다. 이 단계의 미생물들은 완전한 혐기성 상태 하에서 생물학적 전환을 일으키는데, 이러한 과정에 참여하는 미생물들을 Methanogen 또는 Methane Former라 한다. 이 단계에서는 CH4와 CO2로 전환량이 커짐에 따라 산형성 비율이 현저히 감소된다.
5단계 (숙성 단계) 메탄발효 단계에서 생분해 가능한 유기물질들을 CH4와 CO2로 전환시켜 안정적으로 발생하게 되며, 수분은 폐기물을 통하여 지속적으로 공급되고 생분해 정도가 늦은 유기물질도 분해되어 CH4 와 CO2로 전환된다.
매립지의 온실가스를 탄소 중립 연료로 바꿀 수 있는 방법?
매립지는 주로 메탄 가스의 형태로 온실 가스 배출의 중요한 원천이다. 그러나, 이 메탄 가스는 포획되어 재생 가능한 천연 가스(RNG)와 같은 사용 가능한 연료로 전환될 수 있으며, 이는 차량에 동력을 공급하거나 전기를 생산하는 데 사용될 수 있다. 다음과 같은 방법으로 수행할 수 있다.
1.매립지 가스 포집
메탄 가스는 가스를 표면으로 끌어내는 파이프와 우물 시스템을 사용하여 매립지에서 수집된다. 그 후, 가스는 처리 시설로 운반된다.
2.가스 처리
회수된 가스를 처리하여 물, 황 화합물 등의 불순물을 제거한다. 이는 가스가 연료로 사용하는 데 필요한 품질 표준을 충족하는지 확인하기 위해 필요하다.
3.가스 업그레이드
처리된 가스는 메탄 함량을 증가시키고 다른 불순물을 제거하기 위해 업그레이드된다. 이 과정은 가스의 가열 값을 감소시킬 수 있는 이산화탄소와 다른 가스들을 제거하는 것을 포함한다.
4.압축 및 배포
업그레이드된 RNG는 압축되어 연료 공급 스테이션으로 분배되거나 전기를 생성하는 데 사용된다.
매립지에서 메탄가스를 RNG로 전환함으로써 온실가스 배출을 줄이고 화석연료에서 벗어나는 데 도움이 되는 귀중한 재생에너지원을 만들 수 있다. 게다가, RNG는 지역적인 연료 공급원을 제공하고 수입 석유와 가스에 대한 의존도를 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
매립지 가스를 RNG로 전환하는 것은 유망한 기술이지만, 쓰레기를 계속 줄이고 재활용 노력을 늘려 매립지에 최종적으로 발생하는 폐기물의 양을 최소화하는 것이 중요하다.