정책동향
농림수산식품과학기술위원회 기술분야평가 결과보고서(바이오산업군 바이오에너지)
- 등록일2011-03-10
- 조회수13279
- 분류정책동향 > 기타 > 기타
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자료발간일
2010-10-26
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출처
농림수산식품기술기획평가원
- 원문링크
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키워드
#바이오에너지
농림수산식품과학기술위원회 기술분야평가 결과보고서
(바이오산업군 바이오에너지)
□ 바이오에너지 정의 및 필요성
○ 바이오매스
- 바이오매스란 광합성에 의해 생성되는 식물체, 균체 등의 유기물을 포함하는 생물 유기체로서 지구상에서 1년간 생산되는 바이오매스는 석유전체 매장량과 맞먹는 양으로서 고갈 우려가 없는 자원임
ㆍ섬유소계 바이오매스는 광합성에 의해 연간 약 4×톤이 생성되는 지상에서 가장 풍부한 재생 가능한 순환자원임
- 바이오매스는 전분질계(곡물, 감자류 등), 셀룰로스계(초본, 임목, 왕겨 등), 당질계(사탕수수, 사탕무 등) 및 단백질계(가축분뇨, 사체, 미생물 균체 및 이들로부터 유래하는 종이와 음식물찌꺼기 등 유기성자원)로 분류할 수 있음
○ 바이오에너지
- 바이오에너지는 바이오매스를 이용하여 만들어지는 지속가능한 에너지를 말함
- 바이오에너지가 주목받는 가장 큰 이유는 지속적으로 재생 가능한 순환자원을 활용하여 생산하고, 저장성이 좋으며, 탄소 중립적이어서 환경 친화적이고, 부존자원의 양이 충분하기 때문임
- 바이오에너지의 단점은 바이오매스 자원을 확보하는 데 어려움이 있고, 적용기술이 다양하며, 화석연료에 비해 생산단가가 높다는 문제점이 있음
- 바이오에너지는 탄소 중립적이므로 탄소배출비용을 지불할 필요가 없음
□ 바이오에너지 생산기술 개발의 필요성
○ 화석연료 사용에 의한 환경오염, 지구온난화, 그리고 에너지 자원의 고갈은 인류의 지속가능한 발전을 위해 반드시 해결해야 할 과제임
- 바이오에너지는 화석연료를 대체하면서 온실가스 감축과 기후변화 문제를 동시에 해결할 수 있는 에너지 자원으로 주목받고 있음
○ 세계적으로 바이오연료의 대부분은 곡물(옥수수)을 이용한 바이오에탄올 생산으로 곡물가 폭등을 야기시키고 식량수급의 불안정을 초래함
- 이에 대한 대안으로 농업부산물 또는 목재의 섬유소를 활용한 바이오에탄올 생산과 유채나 자트로파와 같은 식물성 오일을 이용한 바이오디젤이 있음
○ 바이오에너지 생산기술의 개발은 에너지 자급률 증대, 바이오에너지 생산 관련 산업의 발달, 원천 기술의 확보 및 기술이전에 의한 지적재산권 문제에서도 주도권을 유지할 수 있는 중요한 사안임
○ 바이오매스는 바이오리파이너리 공정을 거쳐 에너지와 바이오소재로 변환하는 과정을 보이고 있어 열화학공정을 통해 고급 바이오화학제품들이 출현할 것으로 기대하고 있지만 현재까지의 국내연구는 매우 부족한 실정임
□ 바이오에너지의 종류
○ 바이오에탄올
- 바이오에탄올은 당을 포함하거나 당으로 전환될 수 있는 녹말이나 섬유소를 포함한 바이오매스로부터 생산되며 가솔린의 대체재로 사용할 수 있음
○ 바이오디젤
- 주원료는 유채(83%), 해바라기(13%), 대두(2%), 야자(1%), 폐식용유(1%)와 기타 어류나 동물성 유지를 사용함
- 바이오디젤은 재생 가능한 연로로서 현재의 경유를 대체할 수 있고 기존의 시설을 통해 운반, 판매가 가능하며 인화점(150℃)이 높아 폭발의 위험성이 적어 안정적임
- 바이오디젤은 보통 경유보다 생산가가 높기 때문에, 이 점이 대중화의 최대 걸림돌로 지적되고 있으며 최근 수소첨가 바이오디젤(HBD)이 바이오디젤 대안으로 부상하고 있음
- 바이오디젤의 생산과 사용은 특히 유럽과 미국, 아시아에서 급격히 증가하고 있지만, 전체 연료 시장에서 차지하는 비율은 아직 미미함
○ 바이오가스
- 유기성 폐자원(가축분뇨, 음식물 쓰레기, 도축 부산물)을 이용해 열과 전기, 천연압축가스(CNG)를 생산하여 차량 연료, 전력 생산 및 열 등으로 에너지화 함
- 열화학 반응을 이용하여 바이오매스로부터 합성가스를 생산할 수 있음
○ 고체 바이오매스(바이오 펠렛)
- 바이오매스를 가공하지 않거나 압축 성형과정 등과 같은 1차 가공에 의해 개량한 고체 바이오매스를 직접 연소하여 탄화에너지를획득
- 가공비용이 소요되지 않거나 비교적 적게 소요되고 농촌이나 산간지역에 난방용으로 보급되고 있음
- 다른 바이오에너지원에 비해 무게 및 부피가 크고 보관공간이 많이 소요되며 난방용으로 사용용도가 국한됨
- 목재원료로서 효용성이 떨어진 것들을 이용하는 것이 바람직함
□ 바이오에너지 산업
○ 바이오에너지 시장
- 바이오시장은 2010년까지 연평균 20% 이상 성장할 것으로 예상되며 대체에너지 확보 및 기후변화 대응을 위하여 국가차원에서 보급ㆍ확산을 적극적으로 지원 중에 있음
□ 바이오에너지산업 활성화를 위한 국가별 육성정책
○ 인센티브제도 도입
- 미국은 바이오에탄올에 대하여 세액면제 및 소규모에탄올 제조사업에 대한 보조 및 융자사업(고용창출법)을 실시하고 있음
- 스웨덴, 스페인, 프랑스, 독일, 영국 등 대부분의 유럽국가들 또한 혼합유에 대한 감세 및 원료작물 재배 시 보조금을 지급하고 있음
- 중국의 경우 에탄올 생산업자의 소비세를 면제해주고 있으며, 간접세를 환급해주고 있음
○ 사용의무화
- 독일, 이탈리아, 미국, 프랑스 등은 공공부문의 바이오연료사용 의무화를 통해 바이오연료의 수요를 창출하고 공급을 유도하는 등 보급확대를 위해 노력하고 있음
ㆍ독일 Hinsberg시의 버스회사는 130대 버스를 모두 바이오디젤유로 교체하였고 택시연합에서도 경유에 비해 가격이 저렴하고 환경친화성이 우수한 바이오디젤유를 적극 사용하고 있음
ㆍ유럽에서 바이오디젤유 소비가 두 번째로 많은 이탈리아는 바이오디젤유 생산량의 50%를 난방유로 사용하며, 인구 십만 이상인 도시에서는 공공운송 수단의 경우 바이오디젤 혼합연료를 의무적으로 사용하도록 하고 있음
ㆍ프랑스는 정유업체가 바이오디젤 보급유통에 적극적인 역할을 하며 시내버스 등을 대상으로 BD30(바이오디젤 30%)을 보급하고 있음
ㆍ미국은 연방 관용차량, 주정부 수송차량, 스쿨버스, 국립공원 운행차량 등 대규모 플릿차량을 대상으로 보급하고 있음
○ 수송용 연료 공급자 판매 의무화 방안
- 영국의 신재생 수송용 연료 의무화제도의 경우 모든 수송용 연료 공급자들은 매년 신재생 수송용 연료의 주어진 양을 의무적으로 판매해야 하며 미이행 시 다른 회사로부터 인증서를 구입하거나“Buy-out Price”를 지불하도록 함
ㆍ이는 2005년 11월 도입하였으며, 2008년 4월 1일부터 시행할 계획임
ㆍ영국교통부는 정유회사 및 에너지수입사와의 지속적인 협의를 통해 상호 이해도를 높이고 정책 수용도를 제고하고 있음
□ 국내동향
○ 관련법규 정비
- 바이오연료 보급과 관련된 법규로는 바이오디젤 시범보급 및 이용을 위한 지경부 고시와 「석유 및 대체연료 사업법」의 품질기준 항목 개정, 수입‧판매부과금의 징수 등에 관한 고시 등이 있으나, 선진국의 사례를 토대로 관련법규의 정비가 필요함
○ 인센티브제도 도입
- 우리나라도 가격경쟁력에서 상대적으로 불리한 바이오연료의 보급 활성화를 위해 세제혜택, 기금조성, 재배작물에 대한 보조 등 인센티브 제도를 실시해야함
○ 사용 의무화제도 도입
- 해외사례를 토대로 국내 바이오연료 보급 확대를 위해 바이오연료 사용의무화를 부분적으로 도입할 필요가 있으며 먼저 공공부문의 사용 의무화를 고려해 볼 수 있음
□ 바이오에너지 연구개발 동향
○ 1974년 석유파동을 겪으면서 기존의 열에너지원 위주에서 신재생에너지 로서의 생산과 보급을 위한 기술개발이 시작됨
○ 1980년대에는 저유가가 지속되었고 세계경제도 호황을 유지하였기 때문에 실용화에 소극적인 면을 보임
○ 1990년대에는 지구온난화, 대기오염 등 환경문제가 범지구적 이슈가되면서 청정 바이오에너지의 보급 필요성과 새롭게 상용화를 위한 연구가 진행됨
○ 2000년대 들어 다시 고유가가 지속되고 온실가스 저감의 필요성 때문에 미국과 EU를 중심으로 바이오에탄올, 바이오디젤 등 바이오연료의 생산과 보급이 활발히 전개됨
○ 미국과 브라질 등에서 상용되고 있는 제1세대 바이오에너지는 옥수수와 사탕수수 수액에서 얻을 수 있는 낮은 수율의 포도당을 발효시켜 얻는 연료였음
- 1세대 바이오에너지는 화석 연료의 대체성과 환경오염을 낮추는 장점보다는 농작물 가격상승을 일으켜 식량난의 원인으로 지목되고 있어 미국의 경우 옥수수를 이용한 바이오에탄올 생산량을 점차적으로 줄이고 있음
○ 1세대 바이오에너지를 대안으로 섬유소를 활용한 2세대 바이오에너지에 대한 연구가 새롭게 부각되고 있음
- 미국 이외에도 캐나다, 유럽, 일본, 중국 등에서도 국가적인 프로젝트로 선정하여 섬유소계 바이오에너지 생산기술을 개발하려고 막대한 연구
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