일본 최초! 그린에너지와 IoT를 활용한 새우 양식에 도전
― NEDO ‘탈탄소화·에너지 전환’에 기여하는 일본 기술의 국제 실증 사업의 실증 운용을 7월부터 개시 ―
유코경장주식회사(대표이사 회장: 오타 타카미), 국립대학법인 규슈대학교(총괄: 이시바시 타츠아키), 공학교원대학교(학장: 이마이 야스시), 주식회사 인터넷이니셔티브(대표이사 사장 겸 CEO: 카츠 무츠오, 이하 IIJ)는, 베트남에서 환경오염의 주요 원인 중 하나인 새우 양식장에서 발생하는 오수를 활용하고, 온도차 발전 및 소형 풍력발전 등의 재생 가능 에너지를 사용하는 '소형 통합 전원 시스템'을 개발하여, 그 실증 운용을 시작한다.
본 실증은, 유코경장이 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 ‘탈탄소화·에너지 전환’에 기여하는 일본 기술의 국제 실증 사업의 지원을 받아, 규슈대학교, 공학교원대학교, IIJ가 공동으로 참여하여 실시하게 된다.
본 실증에서는, 주식회사 고사이 종합연구소를 비롯해, 일본의 연구기관 및 민간 기업이 보유한 고도 기술을 활용한 실증을 통해, 현지 산업과 연계하면서, 일본의 진보된 기술이 베트남의 주요 산업 중 하나인 새우 양식 산업에 크게 공헌할 것으로 기대된다.
이 이미지는 "省エネ型エビ養殖統合システム(에너지 절감형 새우 양식 통합 시스템)"의 실증 시스템 구성도를 나타낸 것입니다. 아래는 이 시스템의 구성 요소와 흐름을 문어체 평서체로 정리한 설명입니다:
그림 1. 실증 시스템 이미지
이 시스템은 새우 양식에서 발생하는 유기성 폐기물을 자원화하여 에너지 생산 및 생육 환경 모니터링에 활용하는 ‘에너지 절감형 새우 양식 통합 시스템’이다.
우선, 레몬그라스 등의 농업 폐기물을 원료로 사용하는 ‘바이오가스 발효조’에서 메탄 및 이산화탄소로 구성된 바이오가스를 생성한다. 생성된 가스는 ‘고체산화물형 연료전지(SOFC)’에 공급되어 전력을 생산한다. 이 과정에서 발생하는 오염물 및 부산물은 다시 새우 양식지에 환원된다.
양식지 내에는 IoT 센서가 설치되어 있으며, 용존산소 및 pH 등의 수질 정보를 측정한다. 이 정보는 클라우드로 전송되어, 데이터 기록 및 분석을 통해 가시화된다. 이를 통해 양식 환경의 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
또한, 황화수소의 농도 상승이나 장치의 이상을 감지하면 즉시 경고를 발신하고, 유닛 가동을 정지시키는 등의 안전 제어 기능도 탑재되어 있다.
이 시스템은 재생가능에너지와 IoT 기술을 융합하여, 지속 가능한 새우 양식과 환경 보전에 기여하는 것을 목적으로 한다.
에너지 절감형 새우 양식 통합 시스템 도입을 통해 베트남 새우 양식의 효율화를 실현
베트남의 주요 산업 중 하나인 새우 양식은, 전력 소비량 증가와 양식 오염으로 인한 주변 토양·지하수 오염, 온실가스 배출, 양식 중 질병 확산 및 대량 폐사 등의 문제를 안고 있으며, 새우의 대량 생산과 주변 지역 환경 부담을 경감할 수 있는 친환경형 고도화 시스템의 전환이 시급한 과제로 대두되고 있다.
이러한 문제 해결을 목표로, ‘순환형 에너지 창출 유닛’과 ‘양식 효율화 유닛’으로 구성된 「에너지 절감형 새우 양식 통합 시스템」이 개발되었다.
‘순환형 에너지 창출 유닛’에서는 양식 슬러지에 레몬그라스를 혼합해 발효시켜 바이오가스를 생성하고, 이를 고체산화물형 연료전지(SOFC)에 연료로 공급하여 전력을 생산한다. 생산된 전력은 히터나 송풍장치, 산소공급장치 등에 활용되며, 순환형 창출 기술의 도입을 통해 베트남 정부가 목표로 하는 ‘탄소중립 2050’의 실현에 기여할 것으로 기대된다.
IoT를 활용한 ‘양식 효율화 유닛’에서는 IoT 디바이스를 통해 용존산소 농도, 수온, pH 등을 실시간으로 측정하며, IoT 플랫폼을 구축해 양식장의 수질 데이터, 바이오가스 발효조 및 SOFC의 운전 상태 데이터를 통합 관리한다. 이 데이터를 바탕으로 양식 환경과 새우의 성장 상태를 최적화함으로써 양식 효율 향상을 도모한다.
실증 실험은 2024년 7월부터 2025년 6월까지, 베트남 푸옌성에서 실시될 예정이며, 폐수 저감(1,000㎥/년 이상), 온실가스 배출량 40t-CO₂ 절감, 및 새우 생존율 85% (연평균 생존율 57%)를 목표로 하고 있다.
베트남 전역의 새우 양식장으로의 전개 기대
기존의 양식 방식을 적용하고 있는 양식 사업자가 본 시스템을 도입할 경우, 단위 수확 중량당 최대 90% 이상의 CO₂ 배출량 절감 효과가 기대된다.
또한, 새우 양식의 효율이 향상됨에 따라 양식 사업자의 매출 증가가 예상되며, 지금까지는 바다나 강에 방류되어 왔던 양식 폐수를 에너지 원으로서 유효 활용함으로써 환경 개선뿐만 아니라 베트남 사회 전반에 걸친 새우 양식업 관련 과제 해결에도 크게 기여할 것으로 보인다.
메콩델타 지역만 해도 약 5만 곳의 새우 양식 사업자가 있는 것으로 알려져 있으며, 본 시스템의 활용을 통해 베트남에 큰 경제적 파급 효과를 미칠 뿐만 아니라, 세계 유수의 새우 소비국인 일본에 대해 고품질·고부가가치 제품의 안정적 공급이 가능하다는 성과도 기대된다.
각사의 역할
- 유코계측주식회사
사업자로서, 본 사업에 있어 시스템의 설계·구축, 현장 관리, 베트남 정부 관계자와의 교섭, 법제도 관련 조사 등을 담당하며, 사업 전반을 총괄하는 입장에 있다. - 국립대학법인 규슈대학
새우 양식의 오니(汚泥, 오염 슬러지) 및 인근의 미이용 유기물인 레몬그라스 제유 공장에서 배출되는 추출 잔사 등을 활용한 지속 가능한 메탄 발효 시스템의 구축을 목표로 한다. 또한, 1000m³급의 초대형 양식지에서 높은 생존율을 실현하기 위해 필요한 요소 환경 기술의 확립을 위한 실험을 규슈대학 및 실증 사이트에서 실시하고 있다. - 학교법인 공학원대학
장래 고체산화물형 연료전지(SOFC)의 운영 및 유지관리에 공헌할 수 있는 인재를 양성하기 위해, 고등공학부 기계공학과의 시라토리 교수 연구실에서는 새우 양식지·연료전지를 도입한 순환형 모델의 설계를 통해, 바이오가스로 구동되는 연료전지 기술의 확립에 힘쓰고 있다. - 주식회사 인터넷 이니셔티브
새우 양식에 있어 생산성 향상을 위해, IoT 디바이스를 사용하여 양식지의 용존 산소량 및 pH 등의 수질을 계측하고 있다. 또한 IoT 플랫폼을 설계·구축하여, 양식지의 수질 데이터뿐만 아니라 바이오가스 발효조 및 SOFC 상태를 시각화하는 센서 데이터를 저장하고, 가시화 및 분석, 데이터 이상 감지 및 알림 기능 등을 갖춘 시스템을 제공하고 있다.
<기사에 관한 문의처>
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TEL: 03-5720-3238
Email: info-international@yukokeiso.com
URL: http://www.yukokeiso.com
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裕幸計装は1963年の創業以来、オフィスビルを中心とした建物における電気・空調・セキュリティなどの自動制御システムの設計・施工・メンテナンスを行なっている会社です。
www.yukokeiso.com
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■ 학교법인 공학원대학교 연구추진과
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주해:
¹ 규슈대학이 수행한 연구로서, 지역환경문제 대응 국제과학기술협력 프로그램(SATREPS)에서 실시한 「고효율 해양생물 메탄발효 및 바이오가스를 활용한 지역분산형 에너지 시스템」의 구축 실증을 실시한 바 있다.
² CO₂ 배출량을 포함해, 3E+S(경제성, 경제성, 환경성, 안정성, 안전성)의 실현을 위한 일본 고유 기술을 활용한 실증으로, 기술의 우수성뿐만 아니라, 창의성에서 앞선 일본의 해양 생물에 의한 에너지 시장에서의 국제적인 공헌을 통해 일본의 온실가스 배출량 제로를 목표로 하고 있다. 해당 과제는 NEDO의 「탈탄소화·에너지 전환에 자산을 투자하는 일본 기술의 국제 실증 사업」의 일환으로 채택되었으며, 생물성 바이오매스를 활용한 에너지 절감형 새우 양식 시스템 구축을 실증할 연구 과제로, 2021년 9월 보조사업 과제로 채택되었다.
³ 본 사업의 외부 평가에서는, IoT 데이터 분석을 포함하고 있다.
⁴ 베트남 정부는 2050년까지 온실가스 배출 실질 제로(탄소 뉴트럴)를 목표로 한다고 발표했다.
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