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[바이오에탄올 이야기]

현재 지구상에는 마른 무게로 약 1.8~2조 톤의 바이오메스가 존재 합니다

그중 약 10%에 해당되는 2,000억톤의 바이오매스가 광합성에 의해 매년 임산물과 농산물 형태로 생성되고 있습니다.

즉 지구상에서 태양으로부터 받은 0.1%의 에너지가 바이오매스로 축적 되고 있는 것입니다

이는 화석연료 소비량의 10배에 해당하는 많은 량입니다

다시말하면,

수집 가능한 폐기물 바이오매스를 에너지로 전환할수 있다면 엄청난 량의 바이오에너지 개발이 가능하며,

이는 전 세계 연간 소비되는 에너지의 약 30%를 충당 할수 있는 량으로 추정할수 있다

물론 이러한 에너지 활용이 실현 되기 위해서는 다양한 기술과 환경문제, 식량문제들이 해결 되어야

비로소 인류에 필요한 에너지의 역할을 할수 있을 것이다.

여러 가지 바이오매스의 에너지화 과정 중 이번에는 바이오에탄올에 관한 이야기를 하고자 합니다

1. 바이오에탄올이란 무엇인가?

바이오 에탄올이란 곡물을 발효시켜 얻는 에탄올을 말합니다.

주로 옥수수, 카사바, 사탕수수, 사탕무 등을 효모에 의해 발효시키면 에탄올로 전환이 가능합니다.

그뿐만 아니라, 나무, 볏짚, 해조류 등에서도 에탄올을 생산할 수 있습니다.

바이오 에탄올은 다양한 자원에서 에탄올을 얻을 수 있고,

화석연료에 비해 환경문제에 대해 상대적으로 자유롭다는 장점이 있어 새로운 에너지 자원으로 주목받고 있습니다.

바이오 에탄올은 주로 식물성 원료를 사용하기 때문에 지속가능성 측면에서 화석연료보다 높은 평가를 받고 있습니다.

사용한 곡물은 다시 심으면 되기 때문에 에너지 자원의 고갈이 없다고 봐도 무방하며,

이 과정에서도 환경오염을 야기하지도 않습니다.

또한 곡물이 에탄올로 전환될 때 발생하는 이산화탄소도 식물의 성장 과정에서 광합성 작용으로 회수되는 등

긍정적인 점이 많습니다.

2. 바이오에탄올 사용 장단점

최근 바이오 에탄올은 재료가 되는 농산물의 품종 개량과 관련 생산기술의 발전 등으로 생산 원가가 하락하는 추세입니다.

또한, 휘발유 가격 상승, 세금 지원 등이 이뤄지며 바이오 에탄올은 경제적인 측면에서 경쟁력을 점차 갖추고 있습니다.

그러나 바이오 에탄올의 높은 친수성으로 인한 단점도 있는데요.

방수가 되지 않는 곳에 바이오 에탄올을 저장하면 ‘상 분리’ 현상이 일어나 연료로 쓸 수 없게 되기도 하고,

유통과정에서 고무나 금속 부품을 부식시키기도 합니다.

그러므로 바이오 에탄올은 해상 운송, 보관, 유통 과정에 있어서 추가 시설이 필요하다는 단점이 있습니다. 

바이오 에탄올도 사용 한계점도 분명합니다.

바이오 에탄올은 휘발유와 성격이 다르기 때문에

휘발유에 바이오 에탄올을 섞는 비중이 높을수록 이에 대응하는 별도의 설계가 필요합니다.

이는 자동차 부품의 소재를 전부 바꿔야 한다는 것을 의미합니다.

연료 계통의 금속을 열화 시키거나, 고무나 합성수지 등을 부풀게 만들 염려가 있기 때문입니다.

또한 바이오 에탄올의 농도가 높아질수록 엔진 내부의 금속 부품도 재질 변경이 필요하다는 문제가 있습니다.

3. 바이오에탄올 사용 효과

바이오 에탄올은 사탕수수, 옥수수, 밀 등에 함유된 당분을 발효시켜 제조됩니다.

휘발유에 혼합되어 사용되기 때문에 사용 범위가 더 넓다는 장점이 있는데요.

바이오 디젤과 마찬가지로 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(NO2) 등 온실가스를 줄일 수 있으며,

이산화황(SO2), 질소산화물 등의 배기가스 감축 효과 또한 얻을 수 있습니다.

미국 뿐만 아니라 온실가스 감축 효과와 연계하여

전 세계적으로 64개 국가에서 도로용 연료에 재생에너지 혼합 프로그램을 가지고 있으며

대부분의 나라는 바이오에탄올 중심의 혼합 프로그램을 가지고 있으나,

한국을 비롯한 소수의 나라만이 바이오디젤만 의무 혼합비율을 강제하고 있습니다.

4. 바이오에탄올 사용 실례

브라질의 경우 2015년부터 최대 27%까지 에탄올 의무혼합을 실시하고 있으며,

중국은 9개 성에서 10% 의무혼합을 실시하고 있는데 2020년 전체 국가로 이를 확대하고자 하였으나

현재 유보한 상황입니다

베트남은 2018년부터 새롭게 5%의 바이오에탄올을 혼합하는 의무 부과 제도를 도입하였고,

유럽에서는 27개 나라에서,

북남미 국가 중에서는 13개국,

아시아-태평양 지역에서는 12개국,

아프리카와 인도양 인근 11개국,

비유럽 연합 국가 중 2개국에서 바이오에탄올 의무혼합을 실시하고 있습니다

한편, 국내의 경우 도로용 자동차용 휘발유에 바이오에탄올을 혼합하여 사용되지 않고 있으나,

국내 인프라(정유사, 저유소 및 주유소 등) 적용성 실증을 완료된 상태이며, 관련법을 이미 개정하여 공표하였다

* 석유제품 연소 설비의 근본적인 구조 변경 없이 석유제품을 대체하여 사용할 수 있는 연료

(석유사업법 제2조제11호)

** 생물자원을 변환시켜 이용하는 바이오에너지로서 대통령령으로 정하는 기준 및 범위에 해당하는 에너지

(신재생에너지법 제2조)

5. 바이오 에탄올 활용의 문제점

농지를 식량을 위해 사용할것인가 연료를 위해 사용할것인가?

곡물회사 CARGILL의 CEO 입장 : 농지사용가치는 순위는 첫째 식량, 둘째 사료, 셋째 연료을 주장

1) 농지를 연료 생산용으로 사용하는 ㄱ서이 장기적으로 가능한가?

2) 농지를 사용하던 농업인들의 생계에 위협이 될까?

3) 바이오연료 생산을 중가하면 과연 온실가스는 줄일수 있을까?

4) 바이오연료 생산에 필요한 에너지량이 실제로 화석 에너지보다 적을까?

5) 경지와 기후에 영향을 받은 개도고이 무역에서 차지하는 비중이 어떻게 변활까?

6) 바이오연료 열품은 애그프레이션을 가속화 시킬까?

* 애그플레이션 : 곡물가격이 상승하는 영향으로 일반물가가 상승하는 현상

재생 가능한 바이오매스로부터 주로 생물학적 방법으로 합성된 바이오에탄올로서

휘발유에 혼합하여 사용하기에 충분한 성능을 가진 석유대체연료이며, 바이오에너지가 분명합니다

바이오에탄올 합성에 사용하는 원료인 바이오매스는

식물체로써 전분질계, 당질계 및 목질계 등을 원료로 활용하여 생산합니다

바이오에탄올은 기존 가솔린과 혼합하여 사용하기 때문에 가솔린 엔진, 석유정제, 유통 인프라를

최소한의 설비 변경만으로 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있습니다

또한,

바이오에탄올은 수송용 연료에 혼합하여 사용하며 국내에서는 아직 의무 혼합비율에 대한 규정이 없지만

전 세계적으로 신재생에너지 연료 혼합의무화(RFS) 시행에 따라 휘발유에 혼합하여 사용하고 있어

이러한 표준화 정책(RFS)에 동행하여 추진 해야 할 것 입니다

* RFS(Renewable Fuel Standard)

: 도로용 자동차 연료(휘발유, 경유, CNG 등)에 바이오연료(바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오가스 등)를

강제적으로 의무 혼합하게 하는 제도

미국의 경우 수송용 연료의 성능 향상을 위해 사용하던 MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)를 사용금지하면서

이에 대한 대안으로 바이오에탄올 사용이 대두되기도 하였습니다.

이에, 우리나라에서는 전면적 상용화를 위해서는 시범보급사업 등을 통한 정부 정책, 공급자 및 사용자 등에 대한

수용성 검증이 필요합니다

결국 

바이오에너지, 바이오에탄올의 선택은 우리의 몫 입니다