[전남인터넷신문]곡성군 입면 송전리에는 파파야를 생산하는 ‘임마누엘 아트팜’이 있다. 약 4,000평 규모의 농장에서 아열대 작물인 파파야를 생산하고 있는데, 난방비는 크게 들지 않고 있다. 그 이유는 인근의 금호타이어 공장에서 나오는 산업 폐열을 이용하고 있기 때문이다. 

곡성의 파파야 농장에서 산업폐열을 이용하고 있는 것처럼 산업현장에서 이산화탄소를 포집한 것이나 자가 발전 및 보일러에 포함된 이산화탄소를 농업에 이용하는 트리제네레이션(tri-generation)이 확대되고 있다. 

트리제네레이션은 코제네레이션(cogeneration)에서 발전된 것이다. 코제네레이션은‘공동’이나 ‘공통’이라는 의미를 가지는 ‘코(co-)’로 시작되는 이름 그대로, 2개의 에너지를 동시에 생산해 공급하는 구조이다. 

열병합시스템을 대표적인 예로 들수 있으며, 코제네레이션으로 발전장치를 사용하여 전기를 만들고, 다음으로 발전시에 배출되는 열을 회수하여 급탕이나 난방 등에 이용한다. 트리제네레이션은 열과 전력 2개를 활용한 코제네레이션을 발전시킨 것으로 열과 전기를 생산하는 과정에서 발생하는 이산화탄소(CO2)를 유효하게 활용하는 일석삼조의 삼중에너지 활용법이며, 교토의정서 발효를 계기로 최근에 도입된 용어이다. 

트리제네레이션에는 이산화탄소를 농작물의 생육 촉진에 사용하는 농업 트리제네레이션과 알칼리 폐액의 중화 작용, 건축재료 제조(탄산염광물에 이산화탄소를 첨가하여 제조)에 이용 등 공업용의 공업 트리제네레이션이 있다. 

최근에는 CCS(Carbon dioxide Capture and Storage, 이산화탄소 회수저류 =이산화탄소를 배기로부터 분리·회수하여 지하대수층에 주입하여 가두는 시스템)의 기술을 응용하여 회수한 고농도의 이산화탄소를 농업이나 공업에 이용하는 CCU(Carbon Capture and Utilization, 이산화탄소의 회수·재이용)가 트리제네레이션의 발전형으로서 주목받고 있다. 

공업과 농업 트리제네레이션 중 공업분야는 해결해야 할 문제점이 많아 현재는 농업 트리제네레이션의 이용이 확대되고 있다. 

일반적으로 작물 재배시 이산화탄소 농도를 대기 중에 함유된 360ppm 정도의 수준보다 높은 700-1,000ppm으로 높이게 되면 엽채류는 24-30%, 열매는 20%, 화훼는 40% 정도 수확량이 증가하므로 농업 트리제네레이션이 보다 빠르게 확대되고 있다. 농업 트리제네레이션을 적극적으로 활용하고 있는 곳은 네덜란드이다. 

네덜란드의 시설 원예에서는 천연가스를 이용한 대형 발전 설비를 설치하여 발전한 전기를 시설 내에서 이용하고, 남은 전력은 판매하고 있다. 

발전 시에 발생하는 열은 온실을 따뜻하게 하기 위해서 사용하고, 발전 시에 발생하는 이산화탄소는 파이프를 이용해서 온실 내로 보낸다. 

작물은 흡수한 이산화탄소와 태양광으로 광합성을 함으로써 성장이 촉진된다. 공장과 정유소에서 배출되는 이산화탄소도 시설 원예에 적극적으로 활용하고 있다. 

로열더치 쉘(Royal Dutch Shell) 정유소에서는 2005년부터 정제 공정에서 나오는 이산화탄소를 거의 100% 농도까지 높여 원예 농가의 시설에 공급하고 있다. 바이오에탄올 제조회사에서도 약 500 농가에게 연간 30만t의 이산화탄소를 공급하고 있다. 

공장 측은 배출하는 이산화탄소를 삭감하고, 농가는 작물의 생육을 높이는 장점이 있다. 

네덜란드에서는 농업 트리제네레이션의 장점을 활용하기 위해 석유 정제 공장이나 쓰레기 소각 시설 등의 공장 인근에 온실과 시설원예 단지를 늘리고 있다. 

농업 트리제네레이션은 네덜란드에서 앞서 가고 있으나 많은 나라에서 이산화탄소의 감축과 농업 생산성 높이기 위해 도입 활용이 늘어나고 있다. 

우리나라 또한 전남 곡성의 파파야 농장에서 산업 폐열을 성공적으로 이용하고 있는 것처럼 산업현장에서 배출되는 이산화탄소와 대형 온실의 자가 발전 및 보일러에서 발생하는 이산화탄소를 시설원예에 유용하게 이용하는 기술의 개발과 활용에 박차를 가해 일석삼조의 효과를 거뒀으면 한다. 

참고문헌

 Zhu, C., et al. 2018. Carbon dioxide (CO2) levels this century will alter the protein, micronutrients, and vitamin content of rice grains with potential health consequences for the poorest rice-dependent countries, Science Advances, 4, eaaq 1012. 堅田元喜. 2020. 農業におけるCO₂の有効利用（CCU）の推進. エレクトロヒート 234:39-43.