소(COW)는 대표적인 발전기다. 소는 매일 주택 보일러를 24시간 가동할 만한 메탄을 방출한다.
퍼듀 대학에서는 20여명의 연구원으로 구성된 팀이 이런 자연적 신진대사 과정을 모방해 전기를 발생시키는 장치를 개발했다.
3년간 85만 달러가 소요되는 이 ‘바이오 정제기(Biorefinery)’는 일반 주방 쓰레기나 다른 폐기물을 소화해 에탄올과 혼합가스를 발생시켜 전기 발전기의 연료로 사용할 수 있게 해 준다.
이 장치는 미 육군을 위해 고안됐다. 미 육군은 연구원들에게 디젤 발전기 가동에 필요한 연료를 절감하고 600명으로 구성된 야전 지원부대에서 방출되는 쓰레기를 줄일 방법을 찾아달라고 의뢰했다. 육군 병사 한 명은 매일 평균 2kg의 쓰레기를 방출한다.
퍼듀 대학 과학자들과 공동 연구를 한 디펜스 라이프 사이언스사의 설립자 제리 워너는 “쓰레기를 없애면서 동시에 연료도 절감하는 일석이조를 원한 것”이라고 말했다.
바이오 정제기는 대형 소화관처럼 작동한다. 분쇄기가 쓰레기를 절단한 후 효소들이 이를 단순한 당분으로 변화시키면 효모들이 신진대사를 해 에탄올을 발생시킨다.
종이컵과 플라스틱 포크 같은 쓰레기들은 다져져 펠렛으로 전환된 다음 연소돼 주로 메탄과 프로판, 이산화탄소와 수소로 된 가스를 발생시킨다. 이 정제기는 에탄올과 가스를 섞은 연료로 개조된 디젤 발전기를 돌린다.
이동용 밴 크기인 바이오 정제기는 모든 게 갖추어져 자가 발전을 한다. 여기에 매일 1.2톤의 쓰레기를 넣으면 대형 텐트나 주택 세 채에 충분한 60킬로와트의 전력을 생산해 낸다.
이 바이오 정제기는 대형 사무용 건물이나 병원에 설치해 여분의 열에너지로 물을 가열할 수도 있다. 혹은 재난 지역에 급파해 쓰레기 처리를 돕고 암흑에 빠진 시가를 밝혀 주는 두 가지 역할을 동시에 할 수도 있다.
워너와 퍼듀 대학 연구팀은 지금은 올해 말 시험할 두 번째 시제품을 제작중이다.
HOW IT WORKS
1 단계: 분쇄기가 쓰레기를 잘라 물에 불린다.
2 단계: 불린 찌꺼기를 생물 반응로에 펌프질해 넣고, 효소가 이것을 탄수화물과 단순한 당분으로 분해하면 효모가 신진대사를 해 에탄올이 된다.
3 단계: 펠렛 제조기는 잔류 쓰레기를 압축해 펠렛으로 만든 후 기화로에 넣으면 이곳에서 연소되며 혼합 가스를 발생시킨다.
4 단계: 에탄올은 혼합 가스와 결합해 디젤 발전기에 주입되고, 이곳에서 10%의 디젤 연료와 섞여 전기를 발생시킨다.
사진 설명
1. 생물 반응로
2. 분쇄기
3. 에탄올 탱크
4. 펠렛 주입구
5. 펠렛 제조기
6. 기화기
7. 개조된 디젤 엔진 8. 발전기