[에너지칼럼] 커피 찌꺼기 전지

최근 환경오염 문제와 천연자원 고갈 문제가 부각되면서 여러 신재생 에너지에 사람들의 이목이 집중되었습니다. 요즘 지나가면서도 수소 충전소나 전기차 충전소를 흔히 볼 수 있게 되었는데요, 이번 칼럼에서 소개할 바이오에너지의 원료는 바로 ‘커피 찌꺼기’입니다. 

현재 필자는 고등학교에 재학하면서 커피를 가까이하게 되었는데요, 거의 하루에 한 잔 이상의 커피를 마시는 것 같습니다. 2019년 기준 한국 성인이 하루 평균 1.8잔 이상의 커피를 마신다고 하고 무려 1년 간 커피 수입량이 16만 톤, 발생되는 커피 찌꺼기는 약 15만톤이라고 합니다. 우리가 즐겨 마시는 커피는 원두의 약 90퍼센트 정도가 우리가 먹지 못하는 커피 찌꺼기로 변한다는 것을 알고 계시나요? 이렇게 많은 커피 찌꺼기들이 버려지지 않고 재활용될 수 있다면 얼마나 좋을까요? 커피 찌꺼기를 활용하는 방법은 정말 많은데요, 에너지원으로 사용될 수 있다고 합니다. 이제부터 어떻게 커피 찌꺼기가 에너지원으로 변신하게 되었는지 살펴보도록 하겠습니다.

탄소로 구성된 커피 찌꺼기가 산소를 만나 산화되면, 고순도의 이산화 탄소가 발생하게 됩니다. 이때 전자가 이동하면서 전기가 흐르게 되고 이때 흐르는 전기를 뽑아 사용하는 원리입니다. 

자연 건조한 커피 분말을 에틸렌 글라이콜과 섞어 젤 상태로 만들고 이를 단전지에 올린 후 알루미나 반응기에 넣어 실험을 진행한 결과 기존 탄소원보다 성능이 약 120퍼센트 향상된 전력을 얻는 것에 성공했다고 합니다. 커피 찌꺼기를 원료로 하는 전지의 성능이 더 우수한 이유는 다음과 같습니다. 

기존 탄소 연료전지는 연료전지 구성 성분 위에 바로 탄소를 바로 올리는데, 이 경우 단전지 표면이 오염되고, 연료전지의 성능을 떨어뜨리게 되는데, 커피를 사용하는 경우, 커피 속 수소 같은 원소들을 통해서 위에서 말한 열화나 침적이 일어나는 것을 방지하여 더 높은 효율로 전력을 생산해낼 수 있다고 합니다. 

이 글을 읽는 동안에도 한국에서는 엄청난 양의 커피 찌꺼기가 발생하고 있을텐데, 이 많은 찌꺼기들을 활용하여 기존의 것보다 더욱 우수한 성능으로, 친환경적인 전력을 공급할 수 있다고 합니다. 

 

다른 나라에서도 커피 찌꺼기를 아주 좋은 원료로 바라보고 있고 이미 많은 나라에서 이 커피 찌꺼기를 처리하는 방법으로 친환경적이고 좋은 제도들을 실시하고 있었는데요, 이제 커피 찌꺼기의 바이오에너지 활용 관련 해외 사례들을 몇가지 살펴보겠습니다. 

먼저 영국입니다. 영국의 바이오에너지 생산기업인 ‘bio-bean’은 커피 찌꺼기로 커피 찌꺼기 숯과 펠렛의 상용화에 성공하였습니다. ‘bio-bean’은 런던에서 한 해 배출되는 커피 찌꺼기 20만 톤 중 25%인 5만 톤으로 커피 찌꺼기 바이오 디젤, 에탄올, 펠렛 등을 생산하고 있고, 온라인 등에서 판매되고 가정용으로 판매되고 있어 활용도가 높습니다. 또, 카페들은 커피 찌꺼기를 제공함으로 여러 세금을 줄일 수 있게 해서 카페들도 예전이었다면 처리하기 힘든 것을 서로 이득을 볼 수 있게 했다고 합니다. 

그리고 한 가지 영국의 재미있는 사례가 있죠. 커피 찌꺼기를 연료로 달릴 수 있게 개조된 자동차를 개발하는 데에 성공했다고 합니다. 그 자동차의 모델 이름이 바로 ‘CAR-PUCCINO’라고 하네요. ㅎㅎ

다음은 스위스입니다. 스위스의 대표적인 커피 제조업체인 네슬레는 커피 찌꺼기의 매립량을 줄이기 위해 주도적으로 커피를 펠렛형태로 제조하여 바이오에너지로 활용하고 있다고 합니다. 네슬레는 부족한 전력을 자체적으로 구축하기 위해 제품 생산 공정에 이용되는 보일러의 열원으로 커피찌꺼기 펠렛을 사용중입니다. 또한, 커피 찌꺼기 바이오매스 네트워크가 잘 구축되어 있습니다. 커피 찌꺼기 수거기관인 네스프레소를 통해 커피 소비자가 배출하는 커피 찌꺼기를수거하여 에너지 생산기관에서 커피찌꺼기 에너지를 생산합니다. 또, 스위스 정부는 커피 찌꺼기 수거 시스템을 주도적으로 운영하고 있으며 커피 소비자가 배출하는 커피 찌꺼기를 모으는데 정부기관인 우체국을 이용하고 2600개 이상의 커피 찌꺼기를 모으는 거점 또한 만들어져있다고 합니다.

 

커피 찌꺼기, 이젠 냄새 제거제로만 쓰이는 별 도움 안 되는 커피의 부산물이 아니라 우리의 삶에 큰 도움을 줄 아주 중요한 자원이라는 것, 잘 느껴지시나요? 이 외에도 난방이나 가구 제작에도 커피 찌꺼기가 다양한 형태로 사용되고 있다고 합니다. 이 커피 찌꺼기를 그냥 버리지 않고 계속해서 사용할 수 있는 아주 훌륭한 바이오에너지 원료의 사용이 더 발달해서 많은 곳에 쓰일 수 있을 것으로 전망됩니다. 

 

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참고자료

https://www.youtube.com/watch?v=hWB2EehvSEc
https://www.youtube.com/watch?v=5yNe87Io__M
https://c11.kr/89ib
https://c11.kr/q9bw
https://www.nars.go.kr/report/view.do?cmsCode=CM0155&brdSeq=31496