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Bio liquid fuel- Part1. bioethanol

지금까지 화석연료의 양은 인류가 사용하기 충분하였다. 그 결과 석유에 의해 에너지, 전자, 수송, 건설, 제조등 거대 산업들은 화석연료에 큰 의존성을 가지게 되었다. 하지만 화석연료는 자원 유한성과 환경 오염의 문제점을 지녀 지속가능성이 떨어진다. 따라서 세계 각국은 화석연료에 대한 의존도를 낮춰 자국의 에너지 안보 및 독립을 이루고 환경 오염에 대응하기 위해 바이오 연료를 의무적으로 석유 연료와 혼합하여 사용하는 제도를 도입하고 있다.

한편, 한국 에너지경제연구원의 통계에 따르면 우리나라에서 사용하는 에너지의 96.4%(08년기준)를 해외에 의존하고 있으며, 그 중 석유에 대한 의존도는 41.6%에 해당할 만큼 높은 비율을 차지한다. 그리고 한국석유공사 자료에 따르면 국내 석유소비량 중에 수송용 소비량은 평균 21%이며, 그 중 도로(자동차) 비중은 평균 80%일만큼 많은 부분이 수송용 연료로 사용되고 있는 것이 현실이다. 본 기사에서는 해외 의존도가 높은 한국의 에너지 시장에서 수송용 바이오 연료의 필요성에 대하여 서술하였다.

1. 바이오 에탄올

1) 바이오 에탄올의 정의

사탕수수, 밀, 옥수수, 감자, 보리 등 주로 녹말작물을 발효시켜 차량 등의 연료 첨가제로 사용하는 바이오 연료로서 바이오 디젤과 함께 가장 널리 사용된다. 바이오 에탄올 생산공정은 크게 3가지로 이루어져 있다. 당화 저해물질을 제거하고 셀룰로오스 접근 가능성을 증가시키기 위한 전처리 공정(Pretreatment)과 셀룰로오스의 가수분해를 통해 발효 가능한 당류로 변환하는 당화 공정(Saccharification). 마지막으로 생성된 당을 효모, 박테리아를 이용하여 에탄올로 전환시키는 발효공정(Fermentation)으로 구성되며 바이오매스 별 생성공정은 그림2와 같다.

바이오매스는 풍력이나 태양열과 같은 단순한 에너지 공급원이 아니라 화학공업의 원료로서 사용될 수 있는 화석연료를 대체 할 수 있는 유일한 자연발생적 재생가능자원이다. 바이오 에탄올은 교통수단의 연료로써 사용이 가능하며 지구상의 대기중의 CO2의 발생을 줄일 수 있는 역할을 하는 동시에 발생하는 CO2를 바이오 에탄올의 공급체로 제공되어 식물이나 나무들이 성장의 좋은 원료로서 역할을 하면서 대기중의 co2 농도를 줄이는데 큰 기여를 하는 친환경에너지원이다.

2) 바이오 에탄올 필요성

현재 우리나라의 각 연도별 자동차 등록대수 현황 조사결과 휘발유 자동차 등록비율이 가장 높은 것으로 나왔다. 즉 바이오 에탄올을 먼저 도입하는 것이 가장 큰 효과를 볼 수 있기 때문에 바이오 디젤보다 바이오 에탄올을 우선 연구되어야 한다.

현재 시범 적용해 보고 있는 바이오 에탄올을 적용할 수 있는 단계 E3,E5를 기준이며, E5 적용시, 약 한달 기준의 3/5의 휘발유를 소비감소 가능하다. 소비자의 휘발유 사용절감으로 인한 이득을 발생한다는 결과가 있으며 온실가스 감축으로 인한 환경적, 경제적 이득을 볼 수 있다. 교토 의정서로 인해 탄소배출감소가 의무가 되었고 바이오 에탄올 생산을 위한 CO2 배출은 배출에 포함시키지 않는다는 조약이 있다. 바이오 에탄올 사용으로 CO2 저감이 가능하다.

 

3) 바이오 에탄올의 문제점

바이오 에탄올 사용에 있어 항상 문제제기가 이루어지고 있는 주제인 식량가격이다. 이에 대하여 Jean Ziegler UN 인권위원회 식량 특별조사관 및 Robert Zoellick 세계은행 총재 등이 바이오 에탄올 생산증가가 개도국들의 식량난을 부추긴다고 주장하였고 이에 대하여 브라질 정부가 사탕수수를 이용한 바이오 에너지 생산은 식량 가격의 상승과는 무관하다고 반박하였다.

이에 대한 근거로 첫번째 이유는 사탕수수 재배 확대는 주로 목축지의 감소와 연관, 식량 생산감소와 직접적인 관계가 없다고 하였다. 두번째는 최근의 단기적인 가격 급등의 주요 요인은 공급 측면보다 중국, 인도의 식량 수요 급증이 주된 요인이며, 바이오 에탄올을 식량가격 상승의 주된 원인으로 지목하는 것은 무리라는 주장을 하면서 반박을 하였다.

브라질의 경우 전체 경작지의 20%만 사용하고 있으며 현재와 같은 식량가격 수준이 지속될 경우 브라질은 가용 경작지를 활용하여 곡물 생산을 크게 증가 시킬 수 있고, 장기적으로 곡물생산의 증가를 통한 식량가격의 하락을 가져올 수 있을 것이라고 전망하고 있으며 Roberto Rodrigues 전 주재국 농업장관은 사탕수수 경작면적의 확대는 토지의 황폐화를 막고 식량 생산을 확대하는데 기여할 것이라고 주장하고 있다

 

4) 친환경 에너지원 바이오 연료

당질 및 전분질계 바이오매스(현재까지 바이오 에탄올 생산에 필요한 원료)는 인류가 사용하는 식량이라는 문제점을 지니고 있어, 영구적인 기질이라 볼 수 없다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 새로운 형태의 바이오매스의 도입과 적용이 필수적이다. 가장 대두되고 있는 원료로는 목질계 바이오매스로 섬유소는 양적으로 가장 풍부, 이용가능성이 높은 물질, 풍부한 양, 재생능력, 저렴한 원료비 등의 장점을 가져 에탄올 생산 원료로서 활용가능성이 높다.

R.E.F. 13기 윤지혜
1998wlgp@gmail.com

R.E.F. 13기 문한태
attract319@gmail.com

R.E.F. 13기 윤지혜  1998wlgp@gmail.com

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