[바이오연료 재조명③] 김기은 서경대학교 화학생명공학과 교수
[바이오연료 재조명③] 김기은 서경대학교 화학생명공학과 교수
  • 김기은 서경대학교 화학생명공학과 교수
  • 승인 2019.09.06 11:27
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국가 에너지 정책과 바이오연료

최근 아이슬란드에서는 700년 동안 산을 덮고 있던 빙하가 지구온난화로 인해 녹아내린 것을 추모하는 장례식이 진행됐다. 2017년 OECD국가 중 이산화탄소 배출량 4위를 기록한 한국 역시 지구온난화로 이 빙하를 '살해'하는데 일조했을 것이다.

빙하의 죽음 자체는 대수로울 바 아니다. 다만 이 죽음이 이미 한국을 덮친 이상기후변화를 떠올리게 한다는 점이 위기감을 불러일으킨다. 이미 19세기부터 예견됐던 이상기후에 우리가 당장 취할 수 있는 일은 많지 않다. 그 중 하나는 바이오연료를 육성하는 일이다.

이투뉴스는 바이오연료 분야의 첨단에 서있는 전문가들의 목소리를 3회에 걸쳐 들어보고, 독자들과 바이오연료의 미래를 모색해본다.

▲김기은 교수.
▲김기은 교수.

◇ 대한민국의 에너지 현실

[이투뉴스] 에너지 정책에서 사회적 합의 외에 경제적 가치와 온실가스 감축은 너무나 중요해 늘 같이 다뤄지는 과제이다. 현실적으로 우리나라의 일차 에너지수요는 경제성장과 함께 10년마다 30%씩 증가했고 앞으로도, 2040년에도 증가할 것으로 예측된다.

2017년 우리나라 일차에너지원의 소비량은 2017년 2억9590만toe, 2018년에는 3억100만 toe으로 증가했고, CO2 배출량도 경제협력개발기구(OECD) 회원국 가운데 4번째로 높은 상황이다.

하지만 국제사회에서 대부분의 선진국들이 경쟁적으로 온실가스 감축을 현실화하고 있는 반면 우리는 여러 가지 노력에도 불구하고 아직 긍정적인 결과를 제시하지 못하고 있다.

최근까지 높은 보조금과 적극적인 정책으로 태양광, 풍력 에너지 사업 촉진으로 재생 가능한 에너지 비율을 높일 수 있었으나, 문제는 높은 REC 보조금이 시장을 왜곡하고 여러 문제점을 야기시키며, 다른 나라와 비교해 높은 전기 생산비용의 원인으로 작용하고 있다는 점이다.

에너지원에 대한 이러한 편향적인 투자는 에너지 시장의 보조금에 대한 의존성을 높이고, 본질적이고 궁극적인 목적인 온실가스 감축에는 투자와 노력에 비해 비효율적으로 대처하게 됐다.

태양광과 풍력을 일차에너지원으로 사용하려면 날씨 변화에 따라 에너지원에 대한 수요가 증가하는 경우에도 공급할 수 있도록 발전에너지원이나 에너지 저장장치를 준비하는 등 많은 추가적인 설비가 반드시 필요하다.

필요한 전기 수요를 태양광이나 풍력으로 충족시키려면 자연적 조건이 맞아야 하고, 특히 많은 면적이 소요되므로, 우리나라 같이 유효면적이 제한적이고 인구밀도가 높은 지역에서는 한계가 있어 설치 규모와 경제성, 환경에 미치는 영향 등 타당성에 대한 과학적인 분석이 필요하다. 물론 논과 밭, 강, 바닷가에 설치하고 적용하는 방안을 채택할 수 있으나, REC 보조금과 생산단가에 대해서는 여전히 풀어야 할 과제들에 대한 검토가 선행돼야 한다.

▲SK케미칼 울산 공장의 바이오중유 생산 설비.
▲SK케미칼 울산 공장의 바이오중유 생산 설비.

◇ 2040 에너지 기본계획과 바이오연료

제3차 에너지 기본 계획안은 ‘에너지 전환을 통한 지속가능한 성장과 국민 삶의 질제고’를 비전으로 2040년까지 신재생에너지 비율을 30~35%로 높일 것과 2019∼2040년 5대 중점 추진 과제인 깨끗하고 안전한 에너지믹스(에너지원 다양화)로의 전환, 석탄 발전 감축을 제시했다. 구체적인 방법과 계획안은 ‘제9차 전력수급기본계획’에서 다뤄질 것이다.

3차 에기본에서 에너지믹스와 에너지원 다양화가 언급된 것은 매우 긍정적이지만 ‘재생 가능한 에너지원’에서 보다 구체적인 계획이 있어야 한다. 신재생에너지 비율에 바이오연료의 지분을 확대하고, 투자 분산을 현실화한다면, 온실가스 감축 목표량에 다가갈 수 있고, 국가 경쟁력과 함께 에너지 안보도 높일 수 있다.

바이오연료(바이오가스, 바이오디젤, 바이오에탄올)와 태양광과 풍력을 복합적으로 활용하는 경우 감축되는 이산화탄소 발생량, 미세먼지등 대기 환경에 대한 시뮬레이션을 통한 객관적 분석을 실시해, 이에 따라 각 에너지원에 대한 지분을 최적의 조건을 정책적으로 계획하고 실현해야 한다.

바이오가스, 바이오디젤과 바이오에탄올등 바이오연료를 에너지시장에 도입하게 되면 신재생 35% 이상으로 확대할 수 있으며, 이산화탄소와 미세먼지 감축 등 온실가스 감축은 동반되는 결과로 나타날 것이다.

◇ 바이오연료와 신재생에너지 확대

우리나라 에너지 현실에서 바이오연료의 적극적인 도입에 대한 구체적인 제안은 크게 넷이다.

우선 추가적인 경제적 부담 없이 바이오연료의 도입을 즉시 실현할 수 있는 정책으로 수송용 에너지원으로 바이오연료의 유연한 혼용이 가능하도록 해야 한다. 이에 필요한 법과 규정은 현실을 파악해 열어놓아야 할 것이다.

현재 사용하고 있는 자동차의 연료원에 바이오디젤, 바이오 알콜, 바이오가스등의 연료를 혼합해 사용해도 효율과 엔진에 별다른 문제가 없다는 것은 이미 검증된 사실이다. 뿐만 아니라 15%까지 섞는 경우 발생되는 이산화탄소를 7%, NOx, SOx, 미세먼지까지 비례해 감소된다. 예를 들면 우선 현재 혼합하고 있는 바이오디젤의 혼합 비율을 3%에서 그 이상으로 높여야 한다.

바이오에탄올은 우리나라 외에 전 세계 국가에서 수송연료로 사용하고 있으며, 생산량도 증가하고 기술 최적화로 가격도 낮은 상황으로 수입해 일반 휘발유에 섞어 사용할 수 있도록 해야한다.

바이오 에탄올 사용은 원유 수입과 비교하면 여러 가지 평가가 있을 수 있지만 우선적으로 ‘온실가스 감축’과 ‘미세먼저 발생 억제’ 기능이 다른 평가요소보다 높게 나뤄져야 할 것이다.

또한 목재펠릿 이용도 필요하다. 석탄발전소의 가스를 대체하기보다는 연료에 폐목재를 10%정도까지 섞는다면 화력에도 문제가 없고 이산화탄소 감축 효과도 있어 이미 유럽의 국가에서 실현하고 있는 방법이다.

마지막으로 하수종말처리장에서 발생되는 스러지는 환경 및 경제적으로 여러 가지 문제를 가지고 있지만, 에너지원으로서는 갈탄의 에너지 용량과 비교된다. 일반적으로 일인당 연간 약 20kg정도 발생되는 슬러지를 가스화하고, 여기에서 발생되는 열은 슬러지 건조에 사용하는 방식으로 처리하고, 연소 후 남는 재는 활용할 수 있다. 우리나라에서 매일 평균 일인당 300g의 음식물쓰레기가 발생되니 계산해보면 막대한 양이므로 에너지원으로 중요한 생산 원료가 될 수 있다.

▲폐식용유 정제공장에서 바이오디젤을 만들기 위한 침전과 정제 과정을 진행하고 있다.
▲폐식용유 정제공장에서 바이오디젤을 만들기 위한 침전과 정제 과정을 진행하고 있다.

◇ 온실가스와 미세먼지 감축

국가 온실 가스 감축 정책에서 바이오연료는 다양한 에너지원 중 변화하는 외부의 조건에 유연하게 적용할 수 있다는 점에서 중요하다. 식품 및 음료 가공폐기물, 농수산폐기물과 폐유지 등을 수거 및 가공하는 바이오연료화 공정은 동시에 이산화탄소감축으로 연계되므로 중요한 순환경제의 축이 된다.

유기성 폐기물의 에너지전환 산업은 에너지와 자원 확보와 환경보존의 차원에서 매우 긍정적이므로 정책적으로 강력히 뒷받침돼야 한다. 또한 유기폐기물의 가공 규모가 확대와 기술의 최적화를 통해 경제성도 높아지게 되므로, 국가 경제 성장과 수출에도 중요한 역할을 기대할 수 있을 것이다.

현재 대부분의 바이오 연료가 2030년까지 가격 면에서도 화석 연료와 경쟁력이 있을 것으로 예상하고 있다. 바이오연료의 안정적인 생산과 소비 촉진은 정부의 지속적인 정책이 선행되고, 산업 투자에 유리한 환경을 조성해, 여기에 필요한 규모의 투자를 유치해, 바이오 연료 생산의 지속 가능한 확장이 필요한 시점이다. 이를 통해 산업생태계의 기반이 확장되고, 무엇보다 국민이 체감할 수 있을 정도로 미세먼지의 감축이 가능할 것이다.

[WHO] 김기은 서경대학교 화학생명공학과 교수

▶독일 베를린 공대 생물공학과 석사, 박사 ▶고려대 식품공학과 학사 ▶환경정책학회 상임이사 ▶중기청 기술혁신위 위원 ▶오스트리아 RFTE 위원 ▶한독기술협력위 위원 ▶환경한림원 회원

 


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