회전 아크 방전 플라즈마를 이용한 메탄의 열분해 및 수소 생산

송호현(Hohyun Song),줄피카알리(Zulfiqar Ali),최정안(Jeongan Choi),이대훈(Dae-Hoon Lee) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2

현재 전 세계적으로 수소 연료 기반의 전력 생산, 정제, 암모니아 및 메탄올 합성 등등의 다양한 분야에서 수소의 수요가 증가하고 있다. 하지만 현재 생산되고 있는 대부분의 수소는 화석연료 기반의 이른바 회색 수소이며 이 과정에서 10 tCO₂/tH₂의 이산화탄소가 배출되고 있다. 이 때문에 온실가스 배출이 없는 청록 수소나 녹색 수소 생산에 대한 연구 개발 수요가 종가하고 있다. 본 연구에서는 플라즈마를 활용하여 메탄의 열분해 반옹을 일으키고 이룰 통해 수소를 생산하는 실험을 수행하였다. 대기압에서 양 전극 사이에 고전압을 인가하고 수 A 이상의 전류를 흘려주는 방식의 아크 방전 플라즈마를 활용하였다. 청록 수소를 생산하기 위해 , 메탄올 방전 기체로 주입하여 플라즈마 상태를 만둘었다. 이로 인해 메탄의 이온화 및 분해 반응을 일으킨 동시에, 회전 아크로 인해 방전 영역 내 기체 온도가 상승하여 공급된 메탄의 열분해 반응을 유도하였다. 기체크로마토그래피 장비를 이용하여 생성된 기체 혼합물 내의 수소, 탄화수소 및 메탄의 양을 측정하였고, 이룰 통해 메탄의 전환율, 수소 및 탄화수소의 선택도를 계산하였다. 플라즈마로 전달되는 파워가 증가할수록 메탄의 전환율이 증가하고, 수소의 선택도가 증가하였다. C₂-hydrocarbons의 선택도와 carbon balance가 동시에 감소하는 것으로 보아 메탄의 열분해로 인해 생산된 주요 물질은 수소와 고체 탄소임을 알 수 있었다. 본 연구를 통해, 메탄을 방전 기체로 한 플라즈마를 활용하여 메탄올 열분해할 때 SEI 조건에 따라 높은 선택도의 청록 수소를 생산할 수 있음을 알 수 있었다.

BFP-IFT 방법을 이용한 석탄층 메탄가스 저류층의 생산성 시험 해석 연구

장호창,이정환 한국자원공학회 2013 한국자원공학회지 Vol.50 No.3

저류층의 투과도는 유·가스전의 생산성을 대표할 수 있는 가장 중요한 변수로써, 생산자료 분석, 코어분석, 유정생산시험 등을 통해서 도출할 수 있다. 하지만 석탄층 메탄가스의 경우 시료 분석을 통한 투과도 결정이 어려우며, 기존의 가스전 생산 메커니즘만으로는 석탄층 메탄가스전의 유정생산시험 결과에 대한 평가를 정확히 할 수 없다. 따라서 석탄층 메탄가스전에 적합한 유정생산시험 수행 및 분석을 통한 투과도 도출이 요구된다. 이에 본 연구에서는 석탄층 메탄가스 저류층에 유정생산시험을 수행하고 그 결과를 분석하기위해 미국의 Black Warrior Basin의 기초 물성을 바탕으로 가상의 저류층을 구축하였다. 또한 구축된 저류층 모델에 주입-배출시험의 한 종류인 BFP-IFT(Below Fracture Pressure-Injection/Falloff Test)를 수행하여 유정생산시험 자료를 취득하였다. 취득된 자료를 분석한 결과, 저류층 구축에 사용한 물성과 비교했을 시 오차가 다소 발생하였으나 허용범위 내였으며, 추가적으로 석탄층 메탄가스의 생산 특성을 결정하는 두 가지 변수인 투과도와 초기 저류층 압력에 대한 민감도 분석을 한 결과 역시 오차 허용범위 내에서 일치함을 확인하였다. The permeability is obviously a critical parameter when evaluating the productivity of oil and gas reservoir. Normally, permeability can be obtained from the production analysis, core analysis, well test and etc. In case of Coalbed Methane (CBM), permeability should be obtained from well test because it is difficult to obtain permeability from core analysis. Also, suitable performance and analysis of well tests are needed to obtain reservoir parameters, because it is difficult to evaluate the production mechanism through the conventional method for CBM reservoir. In this study, CBM model was established base on the Black Warrior Basin’s reservoir properties. Using the established CBM model, Below Fracture Pressure-Injection/Falloff Test (BFP-IFT) was carried out to acquire well test data. As a result of pressure transient analysis, the error of estimating parameters were within the allowed value when for compared to model properties. Additionally, sensitivity analysis is performed for parameters affecting productivity (permeability, initial reservoir pressure) and its errors were within the allowed value in the CBM reservoir.

해조류의 혐기소화를 위한 메탄생산 퍼텐셜 분석

이준형 ( Jun-hyung Lee ),오승용 ( Seung-yong Oh ),김태희 ( Tae-hee Kim ),윤영만 ( Young-man Yoon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-

우리나라의 2018년 기준 해조류 생산량은 총 1,722,486 ton이며 이중 96 % 이상을 차지하는 다시마, 김, 미역은 제품화 되는 과정에서 많은 양이 부산물로 발생하고 있다. 해조류 부산물은 분해에 어려움이 없고 사료와 비료 등으로 이용이 가능하며, 원료 생산에 특별한 비용이 들지 않으며 빠른 생장속도와 넓은 재배 면적으로 이용가치가 높은 바이오매스이다. 그러나 양식과정에서 발생하는 부산물의 대부분 그대로 폐기되어 해양생태계에 영향을 주지만 해조류를 바이오매스로 이용하여 에너지화하는 연구와 이용은 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 국내 해조류 양식의 대부분을 차지하는 다시마, 미역과 김의 부산물을 혐기소화 할 경우 에너지 발생량과 반응속도를 평가하기 위해 원소분석을 통해 구한 이론적 메탄생산량이 실제 메탄생산량에 비해 얼마나 생성되는지를 독일 BMP 표준분석법인 VDI4630을 통하여 분석하였으며, Modified Gompertz model과 Parallel first order kinetics을 이용하여 반응속도를 해석하였다. 다시마, 미역, 김을 원소분석 한 결과 이론적 메탄생산퍼텐셜은 0.393 Nm³/kg-VS, 0.373 Nm³/kg-VS, 0.435 Nm³/kg-VS이었다. 실험결과 실제 메탄생산퍼텐셜은 0.281 Nm³/kg-VS, 0.243 Nm³/kg-VS, 0.240 Nm³/kg-VS이었다. Modified Gompertz model로 다시마, 미역, 김의 반응속도를 분석한 결과 최대메탄생산속도(R_m)는 7.54 ml/day, 6.83ml/day, 4.06 ml/day, 지체성장기간(λ)은 6.01 day, 3.73 day, 2.27 day이었고 Parallel first order kinetics로 반응속도를 분석한 결과 이분해성 유기물계수(f_e)는 0.60, 0.58, 0.90, 병렬 1차 반응속도 상수 k₁,은 0.060, 0.075, 0.119, k₂은 0.053, 0.040, 0.042이었다. 연구 결과 해조류 부산물은 생분해성 유기물 함량이 높아 분해속도가 빠르고 분해율이 높아 혐기소화 공정의 기질로 이용가치가 높을 것으로 판단된다.

Multi-Section Packing Concept을 적용한 흡착 촉진 메탄 개질화 반응을 통한 고순도 수소 생산 반응

이찬현,이기봉 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1

차세대 친환경 에너지 전달체로 부각되고 있는 수소는 산업적으로 다양한 탄화수소 화합물을 반응물로 이용하는 촉매 반응을 통해 대량으로 생산되고 있다. 대표적인 수소 생산 반응으로 메탄과 스팀을 반응물로 하는 메탄 개질화 반응이 있는 데, 생산된 수소는 반응 부산물인 일산화탄소와 이산화탄소를 포함하고 있어 이를 산업적으로 활용하기 위해서는 추가적인 분리정제 과정이 필수적이다. 이때 흡착 촉진 반응을 적용할 경우, 수소 생산과 함께 반응 부산물인 이산화탄소가 흡착제를 통해 제거되면서 수소 생성 반응이 촉진돼 추가적인 분리공정 없이 고순도의 수소를 생산할 수 있다. 이번 연구에서는 Ni 기반 상용 촉매와 K₂CO₃가 함침된 hydrotalcite 이산화탄소 흡착제를 이용해 흡착 촉진 메탄 개질화 반응을 모사하였고, multi-section packing concept을 추가적으로 적용해 그 영향을 살펴보았다. 실험 결과, 흡착 촉진 메탄 개질화 반응은 흡착제의 성능에 의해 반응 온도에 따른 고순도 수소 생산성이 달라짐을 확인할 수 있었고, multi-section packing이 적용되었을 때 동일 반응 조건에서 보다 많은 양의 고순도 수소를 생산할 수 있음을 확인하였다.

벼 재배 논에서 미생물연료전지와 바이오차에 의한 메탄 방출 저감

김민진(Min-Jin Kim),윤석인(Seok-In Yun) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

미생물연료전지(Microbial fuel cells, MFCs)는 전력생산을 통해 토양 환원층의 전자(e<SUP>-</SUP>)를 소모함으로써 메탄(CH₄) 생성 및 방출에 영향을 줄 수 있다. 또한 다공성 구조의 바이오차는 토양 내 화학반응과 메탄생성에 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 MFCs와 바이오차 처리가 메탄 방출에 미치는 영향을 구명하기 위해, 논에서 무처리구(대조구), MFCs 처리구, 바이오차 처리구를 난괴법으로 설치하고 벼를 재배하였다. MFCs 처리구에서 생산된 전력은 0.03 mW m<SUP>-2</SUP> soil이었다. 토양 담수가 불균일한 재배환경으로 작물 생장과 메탄 방출량은 집구 간에 유의적인(p<0.05) 차이가 있었지만, 대조구와 실험구 사이의 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). MFCs 처리구의 메탄 방출량은 중간 낙수까지 대조구의 109% 수준이었으나 중간 낙수 후 85%로 감소하였고, 이는 MFCs의 전자 소모로 인한 메탄 생성 저감 효과를 반영하였다. 바이오차 처리구의 메탄 방출량은 중간 낙수 전까지 대조구의 92% 수준이었으나 중간 낙수 후 109%로 오히려 증가하였다. 본 연구 결과는 MFCs와 바이오차 처리로 논에서의 메탄 방출 저감 가능성을 보여주었지만, 토양 담수 상태에 따라 크게 영향을 받을 수 있음을 보여주었다. 논에서의 메탄 방출에 대한 MFCs와 바이오차의 명확한 영향을 구명하기 위해 담수 조건을 고려한 추가적인 연구가 필요하다.

음폐수와 음료제조업 폐수처리슬러지의 병합소화 특성평가

윤영삼,이수영,강준구,민지수,김기헌,신선경 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

유기성슬러지는 바이오가스를 생산할 수 있는 우수한 원료물질로서 선진국에서는 이를 이용한 에너지 생산이 급증하고 있다. 국내의 경우 음식물쓰레기, 가축분뇨 및 하수슬러지를 대상으로 하는 바이오가스 생산 및 공급을 상용화하는 단계에 있다. 하지만 산업폐기물의 경우 에너지 가용 잠재력은 많으나 활용이 미흡하고, 산업단지에서 발생하는 유기성슬러지를 비롯한 유기성 폐자원은 일부 대규모 사업장에서 자체 에너지화 등을 통해 발생된 폐기물을 활용하고 있으나 대부분의 중・소규모 사업장은 일정 비용을 지불하고 위탁처리하고 있는 실정이다. 일부 대규모 사업장에서 생산된 적은 양의 바이오가스는 자체적으로 소각 또는 보일러용으로만 사용하고 있어 잉여 가스를 이용한 수익창출이 어려운 실정이다. 유럽의 경우 단일 유기성폐기물을 대상으로 처리하기 보다는 생분해성 폐기물을 하나로 통합 관리하는 방안을 적극적으로 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기성폐기물 해양투기 금지에 따른 대안 마련 및 유기성폐기물의 에너지화를 통한 국가 에너지원 확보를 위해 생활계의 음폐수와 사업장의 음료제조업(맥주제조업, 유가공제조업) 폐수처리슬러지를 대상으로 바이오가스화 가능성을 평가한 결과, BMP 실험의 경우 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합 처리한 경우 각각 약 233, 298, 344 CH4 mL/gVS의 메탄가스가 발생하였다. BMP 실험을 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여 추정한 결과, 메탄생성량은 Modified Gompertz model에서는 238.5, 302.3, 353.6 mL/gVS 발생하였고 first order kinetic model에서는 242.8, 312.5, 365.5mL/gVS로 음폐수와의 혼합비율이 증가할수록 높게 나타났으며, 최대 메탄생성속도의 경우 3:7비율에서 48.2 mL/gVS·day로 최대 메탄생성 속도를 보였다. first order kinetic model의 1차 반응속도상수 k값은 1:9, 3:7, 5:5 비율에 따라 0.32, 0.22, 0.08day-1 나타났다. 1차 반응속도 상수의 경우 음폐수의 혼합비율이 낮을수록 높게 나타났다. Modified Gompertz와 first order kinetic model 모두 실험결과를 잘 모사하였으며, 실험결과와 모의결과의 적합도를 나타내는 상관계수(R2)의 경우 0.92∼0.98으로 높은 상관성을 나타내었다.

음폐수와 음료제조업 폐수처리슬러지의 병합소화를 통한 에너지화 가능성 연구

윤영삼,이수영,강준구,김규연,전태완,신선경 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

유기성슬러지는 바이오가스를 생산할 수 있는 우수한 원료물질로서 선진국에서는 이를 이용한 에너지 생산이 급증하고 있다. 국내의 경우 음식물쓰레기, 가축분뇨 및 하수슬러지를 대상으로 하는 바이오가스 생산 및 공급을 상용화하는 단계에 있다. 하지만 산업폐기물의 경우 에너지 가용 잠재력은 많으나 활용이 미흡하고, 산업단지에서 발생하는 유기성슬러지를 비롯한 유기성 폐자원은 일부 대규모 사업장에서 자체 에너지화 등을 통해 발생된 폐기물을 활용하고 있으나 대부분의 중·소규모 사업장은 일정 비용을 지불하고 위탁처리하고 있는 실정이다. 일부 대규모 사업장에서 생산된 적은 양의 바이오가스는 자체적으로 소각 또는 보일러용으로만 사용하고 있어 잉여 가스를 이용한 수익창출이 어려운 실정이다. 유럽의 경우 단일 유기성폐기물을 대상으로 처리하기 보다는 생분해성 폐기물을 하나로 통합 관리하는 방안을 적극적으로 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기성폐기물 해양투기 금지에 따른 대안 마련 및 유기성폐기물의 에너지화를 통한 국가 에너지원 확보를 위해 생활계의 음폐수와 사업장의 음료제조업(맥주제조업, 유가공제조업) 폐수처리슬러지를 대상으로 바이오가스화 가능성을 평가한 결과, BMP 실험의 경우 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합 처리한 경우 각각 약 233, 298, 344 CH4 mL/gVS의 메탄가스가 발생하였다. BMP 실험을 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여 추정한 결과, 메탄생성량은 Modified Gompertz model에서는 238.5, 302.3, 353.6 mL/gVS 발생하였고 first order kinetic model에서는 242.8, 312.5, 365.5mL/ gVS로 음폐수와의 혼합비율이 증가할수록 높게 나타났으며, 최대 메탄생성속도의 경우 3:7비율에서 48.2 mL/ gVS·day로 최대 메탄생성 속도를 보였다. first order kinetic model의 1차 반응속도상수 k값은 1:9, 3:7, 5:5 비율에 따라 0.32, 0.22, 0.08day^-1 나타났다. 1차 반응속도 상수의 경우 음폐수의 혼합비율이 낮을수록 높게 나타났다. Modified Gompertz와 first order kinetic model 모두 실험결과를 잘 모사하였으며, 실험결과와 모의결과의 적합도를 나타내는 상관계수(R2)의 경우 0.92~0.98으로 높은 상관성을 나타내었다.

음폐수와 음료제조업 폐수처리슬러지의 병합소화 특성평가

윤영삼,이수영,강준구,민지수,김기헌,신선경 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

유기성슬러지는 바이오가스를 생산할 수 있는 우수한 원료물질로서 선진국에서는 이를 이용한 에너지 생산이 급증하고 있다. 국내의 경우 음식물쓰레기, 가축분뇨 및 하수슬러지를 대상으로 하는 바이오가스 생산 및 공급을 상용화하는 단계에 있다. 하지만 산업폐기물의 경우 에너지 가용 잠재력은 많으나 활용이 미흡하고, 산업단지에서 발생하는 유기성슬러지를 비롯한 유기성 폐자원은 일부 대규모 사업장에서 자체 에너지화 등을 통해 발생된 폐기물을 활용하고 있으나 대부분의 중ㆍ소규모 사업장은 일정 비용을 지불하고 위탁처리하고 있는 실정이다. 일부 대규모 사업장에서 생산된 적은 양의 바이오가스는 자체적으로 소각 또는 보일러용으로만 사용하고 있어 잉여 가스를 이용한 수익창출이 어려운 실정이다. 유럽의 경우 단일 유기성폐기물을 대상으로 처리하기 보다는 생분해성 폐기물을 하나로 통합 관리하는 방안을 적극적으로 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기성폐기물 해양투기 금지에 따른 대안 마련 및 유기성폐기물의 에너지화를 통한 국가 에너지원 확보를 위해 생활계의 음폐수와 사업장의 음료제조업(맥주제조업, 유가공제조업) 폐수처리슬러지를 대상으로 바이오가스화 가능성을 평가한 결과, BMP 실험의 경우 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합 처리한 경우 각각 약 233, 298, 344 CH₄ mL/gVS의 메탄가스가 발생하였다. BMP 실험을 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여 추정한 결과, 메탄생성량은 Modified Gompertz model에서는 238.5, 302.3, 353.6 mL/gVS 발생하였고 first order kinetic model에서는 242.8, 312.5, 365.5mL/gVS로 음폐수와의 혼합비율이 증가할수록 높게 나타났으며, 최대 메탄생성속도의 경우 3:7비율에서 48.2 mL/gVS·day로 최대 메탄생성 속도를 보였다. first order kinetic model의 1차 반응속도상수 k값은 1:9, 3:7, 5:5 비율에 따라 0.32, 0.22, 0.08day-1 나타났다. 1차 반응속도 상수의 경우 음폐수의 혼합비율이 낮을수록 높게 나타났다. Modified Gompertz와 first order kinetic model 모두 실험결과를 잘 모사하였으며, 실험결과와 모의결과의 적합도를 나타내는 상관계수(R2)의 경우 0.92∼0.98으로 높은 상관성을 나타내었다.

혐기 소화 시 식물체 잔사 및 투입량에 따른 메탄 생산량 예측

신중두(JoungDu Shin),홍승길(Seung-Gil Hong),박상원(SangWon Park),김현욱(HyunWook Kim) 유기성자원학회 2016 유기물자원화 Vol.24 No.3

본 연구의 목적은 농업에서 발생하는 식물체 잔사 종류별 투입비율에 따른 메탄 잠재 발생량을 예측하는 것이다. 바이오가스를 생산하기 위하여 보릿짚 및 유채대 등의 식물체 잔사를 다양한 투입율로 사용하여 세륨병에서 실험을 수행하였다. 표면 방법론의 운동방법을 통하여 메탄 생산은 Gomperz 수식에 적합한 것으로 나타났다. 중온소화 시 식물체 잔사별 바이오가스 생산에 있어, 최대생산량은 보릿짚 및 유채대 투입율 1%로 혐기소화 후 각각 6.8일에 37.2 mL/g과 7.5일에 28.0 mL/g로 나타났다. 중온소화 시 메탄 함량은 보릿짚 및 유채대 투입율 5%로 혐기소화 후 각각 5.5일에 61.7%와 3.4일에 75.0%로 가장 높게 관측되었다. 중온 소화시 최대 메탄 잠재발생량은 1% 보릿짚 투입율에서 159.59 mL/g 와 3% 유채대 투입율에서 156.62 mL/g로 산정되었다. 전반적으로 중온소화 시 바이오매스 투입율은 유채대 3% 및 보릿짚 1%를 투입하는 것이 적정 비율인 것으로 나타났다. Objective of this experiment was to predict the potential methane production with crop residues at different loading rates. Anaerobic digestion of barley and rapeseed straw substrates for biogas production was performed in Duran bottles at various biomass loading rates with crop residues. Through kinetic model of surface methodology, the methane production was fitted to a Gompertz equation. For the biogas production at mesophilic digestion with crop residues, it was observed that maximum yield was 37.2 and 28.0 mL/g at 6.8 and 7.5 days after digestion with 1% biomass loading rates of barley and rapeseed straws, respectively. For the methane content of mesophilic digestion, there were highest at 61.7% after 5.5 days and 75.0% after 3.4 days of digestion with barley and rapeseed straw on both 5% biomass loading rates, respectively. The maximum methane production potentials were 159.59 mL/g for 1% barley straw and 156.62 mL/g for 3% rapeseed straw at mesophilic digestion. Overall, it would be strongly recommended that biomass loading rate was an optimum rate at mesophilic digestion for using 1% barley and 3% rapeseed straws for feed stocks.

소규모 및 중앙집중식 바이오가스 시설의 타당성 및 에너지 생산량에 관한 경상남도의 사례

박진미,신승구 대한환경공학회 2023 대한환경공학회지 Vol.45 No.12

목적 : 지역내 바이오매스 발생량을 토대로 다중원료 병합 소화(multi-feedstock digestion)의 혼합조건에서 처리요구량과 에너지 생산 잠재량 및 바이오가스 시설의 처리 규모를 예측하고, 구축된 예측 모델을 통하여 소규모 중앙집 중식 바이오가스 시설의 잠재성과 타당성을 규명하는 데 본 연구의 목적이 있다. 방법 : 경상남도 전체와 각 시・군과 동・리 별로 주요 가용 바이오매스의 발생량 및 해당 바이오매스를 혐기성 소화 시에 생산할 수 있는 최대 에너지 생산량을 각 해당 지역의 바이오매스 발생량을 기준으로 mapping 하였으며, 병합 소화(codigestion)의 각 시나리오(C1-C5)에 따른 처리량, 에너지 생산 잠재량 및 혐기성 소화에 필요한 처리 규모를 조사하였다. 사용된 바이오매스로는 돈분(PS), 음식물류폐기물(FW), 도축부산물(SW), 슬러지(SL)가 포함되었으며, 가장 작은 행정단위인 동・리의 경우별 산정에서는 C1의 경우 PS 단독소화, C2의 경우 PS:FW 7:3 병합 소화, C3의 경우 PS:SW 9:1 병합 소화, C4의 경우 다중 병합 소화로서PS:FW:SW=6.5:2.8:0.8, 마지막으로 C5의 경우 C4+SL의 다중(4종) 병합 소화를 적용하였다. 결과 및 토의 : 경상남도에서 총 발생하는 해당 바이오매스의 발생량은 9,430 ton/d, 연간 167백만 CH4 m3/y에 해당하는 메탄 생산 잠재량을 가지는 것으로 나타났으며, 연간 석유환산톤 기준 156,000 TOE/y의 에너지생산 잠재량이 있는 것으로 나타나, 732.7 GW의 전력 생산이 가능한 것으로 나타났다. PS의 단독 혐기성 소화(C1) 대비 병합 소화를 실행했을 때 최대 720%(C5)까지 전력생산이 증가될 수 있는 것으로 나타났으며, PS와 음식물폐기물을 7:3으로 혼합한 C2의 경우, PS과 SW을 9:1의 비율로 혼합한 C3에 비해 약 18% 더 많은 전력 생산 효과를 가져오는 것으로 나타났다. 결론 : 대부분 지역에서 바이오매스의 치우침 현상이 매우 큰 것으로 드러났으며, 농・산촌 지역에서의 대체 자원의 확보 및 여러 바이오매스를 통합 소화하여 혐기성 소화의 안정성과 높은 CH4 생산량을 달성하는 것이 주요한 인자로 분석되었다. 바이오매스의 밀집도가 높은 지역의 경우 유럽 표준의 대규모 바이오가스 시설이 가능할 것으로 예측되며, 25개 동・리 지역의 경우 중소규모 바이오가스 시설이 가능한 것으로 나타났다. Objectives : The primary goals of this research were to assess the viability and practicality of small-scale village facilities as well as central commercial biogas plants. Additionally, the study aimed to create predictive models by exploring various codigestion scenarios. Methods : The study conducted a comprehensive analysis of available biomass and its maximum energy potential through anaerobic digestion in every city, county, and village within South Gyeongsang province. Five distinct codigestion scenarios were explored, encompassing assessments of processing capacity, energy production potential, and the necessary digester capacity for anaerobic digestion. At the village level, the scenarios comprised: C1, which involved sole digestion of manure; C2, codigestion of manure and food waste in a 7:3 ratio; C3, codigestion of pig slurry and slaughterhouse waste in a 9:1 ratio; C4, multiple codigestion with PS:FW:SW=6.5:2.8:0.8; and finally, C5, involving the addition of sewage and sewage sludge to the codigestion process of C4's biomass. Results and Discussion : The biomass generated in South Gyeongsang province was 9430 tons/day, with a methane production potential of 167 million cubic meters/year. This biomass had an energy production potential of 156,000 TOE/year and a potential electricity generation of 732.7 GW/year, based on the annual petroleum conversion ton. Codigestion (C5) enabled up to 720% more electricity generation compared to sole digestion of manure (C1). Mixing pig slurry and food waste in a 7:3 ratio resulted in approximately 18% more electricity production compared to the case where manure was mixed with slaughterhouse by-products in a 9:1 ratio. Conclusion : Biomass imbalance was significant in most regions, particularly due to high variations in food waste generation between regions. Obtaining alternative resources and integrating various biomass for anaerobic digestion, especially in rural areas, is crucial for achieving stable anaerobic digestion and high methane production. Regions with high biomass density are predicted to support large-scale biogas facilities following European standards, while 25 villages showed the potential for small-scale biogas facilities.