​브라질 폐기물 에너지 발전사업 어디까지 왔나

2022-02-18 브라질 상파울루무역관 신재훈

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- 폐기물 증가 및 환경에 대한 관심 증가로 브라질 내 폐기물 발전사업이 증가하고 있음

- 폐기물 바이오가스 발전소 및 폐기물 화력발전소 프로젝트 발주가 확대될 것으로 보임

브라질 폐기물 현황

브라질은 1년에 약 8000만 톤의 고형 폐기물을 배출하며 배출량 순위로 인도, 미국, 중국 다음인 4위에 올라있다. '브라질 특수 및 일반 폐기물 처리기업 협회(ABRELPE)' 통계에 따르면 브라질의 고형 폐기물 배출량은 2010년 6670만 톤에서 2019년 8000만 톤으로 급격히 증가하였는데 1인당 평균 379.2kg의 폐기물을 배출한 것이다. 이 중 약 3.9%는 재활용되거나 퇴비(비료)로 사용되고 59.1%는 위생 쓰레기장으로 향하며 나머지는 3,352개의 도시가 운영하는 쓰레기 매립지나 노상 쓰레기장에 보관된다. 약 96%의 폐기물이 재활용되지 않고 토지에 누적되고 있는 상황이다. 

이 문제를 해결하기 위해 연방·시정부는 폐기물로 에너지를 생산하는 사업들을 추진하고 있다. '브라질 지역 폐기물 발전협회(ABREN)'는 "브라질은 28개 대도시 지역에 120여 개의 폐기물 화력발전소(WTE)를 건설할 수 있는 잠재력이 있고 100만 명이 폐기물로 생산한 전력을 사용할 수 있다"는 연구결과를 발표하였다. 만약 120개의 폐기물 화력 발전소가 건설된다면 2,358GW의 전력을 생산할 수 있는데 이는 브라질 전체 전력 생산량의 3%에 달한다.  

ABREN에 따르면 일본은 1,063개, 중국은 419개, 프랑스는 127개, 독일은 98개의 폐기물 화력 발전소를 운영하는데 비해 브라질은 아직 폐기물 화력 발전소가 전무하다. ABRELPE의 시우바 필류(Silva Filho) 회장은 두 가지 이유로 브라질 폐기물 발전시장이 정체상태에 있다고 언급하였는데, 첫 번째로는 고형폐기물이 환경에 미치는 악영향에 대한 대중 및 정치권의 인식이 부족하고 두 번째로는 시정부들의 재정상태가 좋지 않아 폐기물 수거, 처리, 발전을 위한 시설을 건설할 예산이 부족하다는 것이다.

폐기물 화력 발전소를 운영하면 부족한 쓰레기 매립지 문제를 해결할 수 있고 메탄의 대기방출 등 대기오염 문제를 해결할 수 있기에 브라질 정부는 폐기물 발전소 도입을 유도하기 위해 여러 제도를 마련하고 있다. 연방정부는 2019년 11월 폐기물 에너지 발전소를 투자파트너십프로그램(PPI)에 포함시켰고 환경부(Ministério do Meio Ambiente), 주정무부(Casa Civil), 지역개발부(Ministério do Desenvolvimento Regional)가 협의회를 구성하여 해당 안건을 다루게 하였다.  

발전소 형태 

(폐기물 바이오가스 발전소) 브라질 내 폐기물(유기)에서 나오는 바이오가스를 활용한 발전소가 증가하고 있다. 유럽은 폐기물 바이오가스 발전소 선도지역으로 약 1만 4,000개의 발전소를 운영하는데 독일만 약 8,000개의 바이오가스 발전소를 보유하고 있다. 브라질도 유럽 등 선진국의 폐기물 처리 정책이나 기술을 도입하고 있다. 폐기물에서 나오는 바이오가스를 기반으로 발전을 하면 쓰레기장에서 대기로 퍼지는 가스를 수집하여 소각하기 때문에 대기오염이 줄어든다.  

브라질 전력거래소(CCEE)는 2021년 10월 기준 브라질 내 20여 개의 폐기물 바이오가스 발전소가 있으며 브라질 전체전력의 0.18%인 119메가와트의 전력을 생산한다고 발표했다. 여러 시정부나 기업들이 유기 폐기물에서 나오는 바이오가스를 활용하여 발전소를 운영한다. 세아라주 세아라주 카우카이아(Caucaia) 쓰레기 매립지는 매일 약 3,000톤의 폐기물을 수집하는데 폐기물에서 나오는 가스를 정제하여 바이오메탄을 생산하고 도시와 산업단지로 향하는 가스관에 투입한다. 세아라주는 바이오가스를 도시조명, 자동차, 발전소용 터빈 등에 투입한다. 

통신회사 비보(Vivo)는 페르남부쿠주 카루아루(Caruaru)시의 폐기물 매립장 인근에 바이오가스 발전소를 건설하였고 대리점, 안테나 기지 등 비보의 페르남부쿠주 1,100개 사업장에 전력을 공급한다. 브라질 남부 파라나주는 브라질 최초로 하수 및 유기 폐기물에서 나오는 가스를 활용한 바이오가스 발전소를 건설했다. 파라나 주정부는 CS바이오에네르지아에 폐기물 바이오가스 운영 라이센스를 부여하였고 발전소는 인근 2,000가구에 전력을 공급하고 있다. 이 회사는 바이오가스 이외에도 하수 및 유기물을 기반으로 비료를 생산하여 주위 농업 협동조합이나 농가에 판매한다. 파라나주의 상하수도 회사인 사네파르(Sanepar)는 카탈리나 바이오 에네르지아(Cattalini Bio Energia)와 2018년 CS바이오에네르지아라는 합작법인을 설립하였고 파라나 환경청(IAP)의 사업허가를 받아 폐기물 바이오가스 발전사업에 뛰어들었다. 

파라나주의 CGR이구아수도 '파젠다 히우 그란지(Fazenda Rio Grande)' 지역에 폐기물 바이오가스 발전소를 설립하였고 꾸리치바 등 23개 도시에서 매일 들어오는 약 2700톤의 폐기물을 원료로 메탄 등 바이오가스를 생산한다. 이 회사는 유럽에서 3개의 모터를 들여와 바이오가스 발전소를 건설했고 2016년 가동을 시작하였으며 2017년에는 모터를 3개 추가구매하여 발전용량을 확장했다. 이 발전소는 일일 8.4메가와트의 전력을 생산하고 주위 3만 가구 10~12만 명에게 전력을 공급한다. 

수도인 브라질리아에서는 '브라질리아 특수 프로젝트국(SEPE)'가 유엔 산업개발 기구(UNIDO)와 3기의 폐기물 바이오가스 발전소를 건설하는 것을 검토하고 있다. 이 사업은 민관합동사업(PPP)로 추진될 예정이다. 2021년 기준 브라질리아의 폐기물 처리비율은 30%에 불구한데 SEPE는 이 비율을 94%로 올리고자 한다. 

리우데자네이루 노바 이구아수시(Nova Iguaçu)는 아드리아노폴리스 매립지에서 추출한 바이오가스를 원료로 사용하는 발전소를 설립했다. 발전소는 16.5메가와트의 전력을 생산할 수 있으며 6만 5,000가구에 전력을 공급할 수 있다. 발전소는 바이오가스로 운영되는 12개의 모터를 가지고 있으며 총 투자금액은 1억 헤알에 달했다. 아드리아노폴리스 매립지는 노바 이구아수, 벨폴드 호쇼(Belford Roxo), 니로폴리스(Nilópolis), 케이마두스(Queimados), 상조앙두메리치(São João de Meriti) 등 지역에서 나오는 폐기물도 수용한다. 

(폐기물 화력 발전소) 오리존 발로리자써웅(Orizon Valorização de Resíduos)은 2021년 하반기 브라질 자원에너지부가 실시한 전력 A-5경매에 낙찰되었으며 2026년부터 전력을 공급할 예정이다. 이 발전소는 연간 30만 톤의 고체폐기물을 활용하여 연간 140기가와트의 전력을 생산하고 32만 명에게 공급할 계획이다. 낙찰된 전력 생산단가는 메가와트당 549헤알로 GNA1 등 2020~2021년에 건설된 가스화력발전소의 전력계약 단가와 유사한 수준이다. 오리존은 경매에서 Celpa, Cemar, CPFL Jaguari, CPFL Paulista, Light 5개의 배전회사와 15~25년 전력공급 계약을 맺었다. 프로젝트 건설비용은 5억2,000만 헤알로 예상된다. 이 전력계약은 폐기물 화력 발전소가 최초로 브라질 규제전력시장에 전력을 공급하는 건으로 의미가 크며 오리존 발로리자써웅이 건설하는 폐기물 화력발전소는 중남미에서 가장 규모가 크다.  

참고로 브라질은 2004년부터 전력경매를 실시하는데 국가전력망(SIN)에 연결된 배전회사들은 규제전력거래시장(ACR)에서 발전회사로부터 전력을 구매하여 소비자들에게 공급을 보장해야 한다. 전력경매 계약은 각 전력원별로 구분되며 전력원별 경매에서 가장 낮은 가격을 제시한 발전회사가 입찰을 따낼 수 있다. 전력경매에 낙찰받으면 발전회사는 전력 장기판매를 보장받을 수 있으며 프로젝트 자금조달 등을 안정적으로 진행할 수 있는 이점이 있다. 2020년 브라질 의회를 통과한 신규 상하수도법(Novo marco de Saneamento)에 따라 브라질 광물자원부는 폐기물 화력발전 전력구매 입찰을 확대할 예정이며 양허사업 계약기간은 30년으로 계획하고 있다. 

상파울루주의 바이샤다 산치스타(Baixada Santista), 디아데마(Diadema), 상베르나르두두캄푸(São Bernardo do Campo), 캄피나스(Campinas) 등 시정부들도 폐기물 화력발전소를 검토하고 있는데 상당수는 민관합동사업(PPP)으로 추진될 예정이다. 캄피나스 지역 폐기물 협동조합(Consimares)은 캄피나스시 인근 노바 오데사(Nova Odessa) 산업단지 내 폐기물 화력발전소를 건립하려고 하는데 건설비용은 5억 헤알이고 2022년 2분기에 건설을 시작해 2025년 완공할 계획이다. 이 발전소는 노바 오데사(Nova Odessa), 수마레(Sumaré), 오르톨란지아(Hortolândia) 등에서 매이 약 650톤의 폐기물을 모아 화력발전 원료로 투입하고자 한다. 폐기물 화력발전소를 운영하기 위해서는 폐기물을 많이 수거하여 규모의 경제를 이루는 것이 중요하기 때문에 여러 시가 합동으로 발전소를 건설하는 경우가 많다.

기업 등 민간에서도 폐기물 화력발전에 뛰어들고 있는데 'ZEG암비엔타우(ZEG Ambiental)'는 광산회사 넥사 리소시스(Nexa Resources) 및 '네오텍 솔루써웅 암비엔타이스(Neotech Soluções Ambientais)'의 산업폐기물 소각용 화력발전소를 건설하고 있다. 동물용 의료제품 등을 생산하는 오우루 피노(Ouro Fino)는 미나스제라이스 우베라바(Uberaba) 생산설비 내 작물보호제 등 폐기물을 태워 에너지를 생산하는 발전소를 건설하고 있다. 이 발전소는 매달 970톤의 폐기물을 처리할 수 있다. 

아직 폐기물을 태워 생산하는 에너지 단가는 풍력, 태양광, 수력 등으로 생산하는 에너지 단가보다 비싸지만 기술력이 향상되고 규모의 경제가 형성되면 경제성이 높아질 것으로 예상된다. 

폐기물 발전 관련 기업 및 스타트업

'브라질 지역 폐기물발전협회(ABREN)'은 브라질 폐기물 발전에 관심을 보이거나 관련된 기업으로 베올리아(Veolia), 히타치 조센 이노바(Hitachi Zosen Inova), 밥콕&윌콕스(Babcock & Wilcox) 등을 꼽았다. 수처리 등 환경관련 운영사업을 하거나 터빈 등 기자재를 생산하는 회사들이다. 브라질 회사로는 WEG, ZEG 암비엔타우, RTB 등이 폐기물 가스화 설비, 폐기물 열분해 설비 등 장비를 생산한다.

브라질에도 폐기물 관련 신기술을 연구하는 그린테크(Green Tech) 기업들이 성장하고 있는데 대표적으로 베르너 까르도수(Verner Cardoso) 창립자가 2010년 설립한 RSU 브라질은 폐기물 재활용, 폐기물 소각 및 에너지화, 건설용 폐기물로 아스팔트를 생산하는 기술을 개발하여 환경기업들에 제공한다. 

폐기물 화력발전소를 운영하기 위해서는 많은 폐기물을 확보하는 규모의 경제가 중요한데 ZEG암비엔타우는 적은량의 폐기물로도 경제성 있게 발전소를 운영하는 기술을 제공한다. 기업들은 폐기물을 소각할 때 다이옥신, 메탄 등이 대기로 유입되지 않게 하는 필터기술도 연구하고 있다. 

전문가 의견

KOTRA 상파울루 무역관은 브라질 고형폐기물에너지·수소협회(ABERH) 회장 찰스 탕(Charles Tang)과 인터뷰를 하였다. 찰스 탕 회장은 "브라질 고형폐기물 처리사업은 각 시정부가 담당하며 시정부들은 폐기물 보관 공간부족 문제를 해결하기 위해 폐기물 화력발전 프로젝트를 추진하고 있다"고 언급하였으며 "중국 등 글로벌 회사들이 폐기물 화력발전 프로젝트를 추진하기 위해 각 시정부와 활발히 접촉하고 있다"고 덧붙였다. 한편, ABERH는 회원사들에게 브라질 폐기물 프로젝트 정보를 공유하고 있다.

시사점

파리 기후조약 등 환경관련 협약이나 캠페인들 덕분에 브라질 내 환경에 대한 관심이 커지고 있으며 폐기물로 에너지를 생산하는 기술도 주목을 받고 있다. 연방이나 시정부들도 쓰레기 매립장을 확보하는데 애를 먹고 있기에 폐기물을 소각하는데 큰 관심을 보이고 있다. 기존에는 시나 기업이 소규모로 폐기물 기반 바이오가스 발전소를 운영하는데 그쳤지만 신규 상하수도법 이후 브라질 광물자원부가 폐기물 화력발전 전력구매 입찰을 확대할 예정이라 보다 규모있는 프로젝트도 나올 것으로 기대된다. 

한국은 예전부터 폐기물 화력 에너지 사업이 많이 추진되었고 미얀마, 폴란드, 독일 등에서 관련 프로젝트 수주경험도 있기 때문에 브라질 시장에 진출하는데 충분한 경쟁력을 가지고 있다. 다만, 브라질 폐기물 에너지 사업은 주로 민관합동사업(PPP)으로 추진되기 때문에 우리기업은 브라질의 PPP사업규정을 숙지하고 현지기업과 합작투자 등을 통해 리스크를 헷지할 필요가 있다. 

브라질 폐기물 에너지 사업은 주로 폐기물 처리를 담당하는 시정부가 담당하고 전력규제시장 전력 장기구매는 연방정부가 시행한다. 민간기업이 독자적으로 시행하는 프로젝트도 많이 나타나고 있다. 브라질 폐기물 시장에 관심이 있는 우리기업은 시정부, 연방정부, 민간기업의 입찰정보를 수시로 확인하거나 에이전트를 활용하여 관련사업 정보를 확보할 필요가 있다. 발전소 입찰사업에 참가하지 않더라도 관련사업 발주처에 필터, 터빈 등 기자재를 납품하는 것도 검토할 수 있다.  

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