발목 잡힌 바이오에너지, 무엇이 문제인가?

발목 잡힌 바이오에너지, 무엇이 문제인가?

우리나라는 에너지 대외 의존도가 높고 유가변동에 의한 영향의 폭이 크고 깊다. 따라서 안정적인 에너지 수급이 중요한 과제로 떠오르게 되었고 에너지 수급 수단 발굴의 필요성이 인식되면서 신재생에너지 관련 정책과 법률이 등장하고 있다.

■ 관련 법

1) 저탄소 녹색성장 기본법

2) 에너지법

3) 신에너지 및 재생에너지개발이용보급촉진법

■ 관련 정책

1) 에너지기본계획

2) 재생에너지 기술개발 및 이용보급 기본계획

3) 제2차 녹색성장 5개년 기본계획

4) 전력수급기본계획

[그림 1. 안전하고 깨끗한 에너지로의 전환]

[출처 : 산업통상자원부]

더불어 문재인정부는 ‘안전하고 깨끗한 에너지’를 캐치프레이즈로 내세우면서 6대 에너지정책을 발표하였고, 이로 인하여 많은 국민들이 신재생에너지에 대해 관심을 가지게 되었다. 하지만 이렇게 많은 정책과 법률 속에서 우리는 바이오에너지를 찾아보기 힘들다. 국가적으로 바이오에너지와 폐기물에너지를 축소하고 태양광과 풍력을 중시하는 경향이 보인다.

하지만 현재 신재생에너지 발전비율에서 가장 많은 비율을 차지하는 것은 폐기물 및 바이오에너지로 태양광과 풍력에 비해 높은 수치임을 알 수 있다.

[그래프 1. 2016년 원별 비중 발전실적]

[출처 : 한국에너지공단 신재생에너지센터]

이와 달리 다른 국가들은 태양광과 풍력에 더하여 바이오에너지와 폐기물에너지도 함께 확대해나가고 있으며, 오히려 바이오 및 폐기물 에너지에 비중을 더 많이 두고 있는 국가들도 있다.

국내에서 바이오에너지가 적용이 힘든 이유가 무엇이며, 왜 우리나라는 바이오에너지와 폐기물에너지가 아닌 풍력과 태양광을 중심으로 정책을 수립하는 것인지에 대하여 알아보자.

1. 바이오매스의 부적절성

(1) 고체연료

2013년에 기존의 RDF(Refuse Derived Fuel), RPF(Refuse Plastic Fuel) 등의 분류기준이 SRF로 통합되면서 폐합성수지 고형연료 등도 이에 포함되어 문제가 발생하였다. 생산하는 과정에서 다이옥신 등을 배출하고, 이를 연료로 하는 열병합 발전과정에서 석탄발전소와 유사한 양의 미세먼지를 내뿜는 것으로 알려져 있어 SRF는 오는 2019년 10월 1일부터 재생에너지에서 제외된다고 밝혀졌다. 또한 목재팰릿은 값싼 수입산이 전체 소비량의 95%를 차지하고 있는데, 이러한 수입산 목재팰릿은 품질이 좋지 않아 환경오염을 유발할 가능성이 있어 전소, 혼소의 여부에 따라 REC 가중치가 아예 제외되거나 감소된다.

그렇다면 남은 것은 미이용 바이오인데, 미이용 바이오매스는 나무를 벌채하는 과정에서 나오는 뿌리, 가지 등의 잔여물을 의미한다. 연간 생산량은 400만㎥에 달하며, 이를 활용할 경우 수입에 의존하고 있는 목재팰릿을 국내산으로 대체할 수 있다. 하지만 현재 국내 목재팰릿 자급률은 2018년 9월 기준으로 5.7%에 불과한 상황이기 때문에 REC 가중치를 1.5~2.0으로 올리는 등 미이용 바이오매스를 활용하기 위한 정책을 내놓는 상황이다.

[그림 2. 산림 바이오매스]

[출처 : (주) 보성]

(2)  액체연료

대표적인 연료로는 바이오에탄올, 바이오메탄올이 있다. 이를 생산하기 위한 원료로 주로 사탕수수, 밀, 옥수수 등 식물을 이용하기에 대량의 작물이 필요하고, 경작면적을 늘리기에도 한계가 있다. 또한 토지 개간 및 산림 파괴 등에 따른 영향을 감안했을 때, 이로 인한 온실가스 배출량이 바이오 연료 혼합으로 인한 온실가스 감소효과보다 더 크다는 의견이 있다.

수요의 증가에 따른 식량 가격 상승, 식량 부족, 식량 안보 저해를 야기하여 식량자급률이 낮은 우리나라의 경우에 특히 문제가 될 수 있고, 산림 훼손에 따른 생물다양성 저해 등 부정적 결과를 초래할 수 있다. 또한 특성상 열에 약하고, 일정 온도 이상이 되면 산화되기 때문에 개선이 필요하고, 비용 문제도 무시할 수 없다.

[그림 3. 바이오 에탄올의 원료로 사용되는 옥수수]

[출처 : HRS Heat Exchangers Ltd]

(3) 기체연료

기체연료의 경우는 폐가스, 바이오가스 등이 있는데 2016년 기준으로 폐기물에너지를 이용한 발전량 중 약 95% 정도는 폐가스가 차지한다. 이러한 폐가스는 제철 공정에서 발생하는 공정 가스와 석유 정제과정에서 발생하는 정제 가스 등 석유화학 공정 부생가스를 의미한다. 연소 시 화석연료와 마찬가지로 온실가스를 배출하지만 바이오가스처럼 탄소 중립에 해당되지 않으므로 온실가스 저감에 기여하지 못한다. 국내 바이오가스화 시설은 메탄가스 생산량이 아직 미흡하거나 생산된 바이오가스를 이용하지 못하는 경우가 많은 실정이며, 혐기소화효율이 미국 등 선진국 대비 약 54.2%에 불과한 실정이다. 폐수발생량이 음식물 처리량보다 133%나 많아 재처리를 위한 관리비가 과도하게 사용되는 시설물도 존재한다고 한다.

(4) 지형적 특성

인구밀도에 비해 좁은 영토를 가진 우리나라의 지형적 특성 역시 간과해서는 안 될 부분이다. 미국이나 중국처럼 넓은 영토를 가지고 있는 농업이 발달된 나라에서는 바이오매스가 대량으로 생산될 수 있다는 점에서 식량 자급률이 낮고 산이 많은 우리나라는 불리한 것이 사실이다. 그렇기 때문에 에너지화 할 수 있는 바이오매스 원료 및 기술개발이 상당히 중요하다 할 수 있다.

2. 전력 위주의 정책논의 속 바이오에너지

바이오에너지는 고체화하여 목재펠릿이나 우드칩으로 사용하거나 액체연료로 전환하여 수송연료로 이용 가능하고, 직접 연소하여 가스나 열의 형태로도 이용가능하다. 이는 지금까지 전 세계가 이용해오던 화석연료와 비슷한 이용형태이다. 석탄과 석유가 발견된 이후 사람들은 이를 이용하여 고체,액체,기체 형태의 다양한 형태로 에너지를 생산해왔고 더불어 많은 제품들을 만들어냈다. 이렇듯 현재의 에너지원의 많은 비중을 차지하고 있는 화석연료를 대체 할 수 있는 최고의 에너지는 바이오에너지일 것이다. 이것은 다른 신재생에너지와 달리 바이오에너지만이 가지고 있는 특별한 장점이다.

[그림4. 바이오 에너지의 다양한 분야]

[출처 : U.S. Energy Information Administration]

하지만 우리나라의 에너지 체제와는 맞지 않아, 국내에서 바이오에너지가 환영받지 못하고 있다. 제 3차 에너지기본계획 워킹그룹 권고안에서도 ‘정책적 논의가 전체 에너지 소비의 25.5%에 불과한 전력부문에 치중되어, 가스,열 등 다양한 에너지원에 대한 고려는 부족하다’고 나와있다. ‘16년 기준으로 최종에너지 중 전력소비는 25.5%에 달하지만 우리는 에너지라고 했을 때 전력과 관련한 정책과 계획들만 접할 수 밖에 없는 것이 우리나라의 실정이다. 더불어 소비부문에서도 전력으로의 소비가 가장 많은 것을 확인 할 수 있다.

제 3차에너지기본계획 권고안(이하 에기본)에서도 전력 믹스를 넘어 전체 에너지 믹스의 전환, 즉 전력/가스/열 등 다양한 에너지원 공급의 최적화 추진을 목표로 하고 있다. 하지만 에기본의 나머지 내용을 확인해보면 전력 위주의 계획들이 대다수인 것을 확인해볼 수 있다.

[표 1. 에너지원별 가격 및 소비변화율(‘00~’17)]

[출처 : 제3차 에너지기본계획 워킹그룹 권고안]

3. 바이오에너지의 부정적 인식

 바이오에너지에 대한 나쁜 인식도 국내 적용에 큰 걸림돌이 되고 있다. 정부 차원에서는 바이오에너지보다 전기, 수소 차를 우선시하는 경향이 있다. 전기, 수소 차는 전기를 원동력으로 모터를 돌려서 운행하기 때문에 친환경적인데 전기차는 리튬이온전지(2차전지)를, 수소차는 연료전지를 사용해 전기를 생산한다. 즉, 전기차는 외부 전기를 리튬이온 배터리에 충전하는 방식, 수소차는 수소와 산소가 만나는 화학반응을 통해 생성되는 전기를 이용하는 방식으로 운행한다. 그렇기 때문에 생산되는 에너지는 전기가 유일하다. 반면에 바이오 에너지는 수송연료, 바이오가스, 고형연료 등 많은 종류가 있고 만들어내는 과정도 매우 다양하기 때문에 상대적으로 복잡하다고 생각하는 것이다.

이러한 나쁜 인식은 곧 인프라에 대한 투자를 감소시켰고, 지금까지 이르렀다. 단적인 예를 보면, 이웃나라 일본은 산림에서 활용하지 못하는 ‘미이용 목재’, 오염물질을 사용하지 않은 ‘일반 목재’, 사업장과 건설현장에서 발생된 ‘폐목재’ 등으로 구분해 신재생에너지 인센티브에서 차등을 두었고, 이를 통해 ‘미이용 목재’ 중심의 인프라를 구축하면서 임업이 활성화되고 바이오매스 발전이 늘어났다. 하지만 우리나라는 미이용 산림 바이오매스 인프라를 구축하지 않았고, 단지 모든 목질 바이오매스에 동일한 REC 가중치를 적용함으로써 순수 국내 목재와 휘발성 유기화합물이 들어있는 목재, 플라스틱 등이 부착된 폐가구 등이 같은 취급을 받게 되었다. 이로 인해 국내 미이용 바이오매스는 사용이 줄어들었고, 환경오염을 유발하지만 가격이 가장 싼 폐목재에 수요가 쏠리게 되어 바이오에너지는 위기를 맞고 있다.

시민들의 입장에서는 바이오에너지에 대한 전반적인 이해가 충분하지 않다. ‘바이오 에너지’하면 친환경적인 에너지라고 막연하게 떠올릴 뿐이다. 브라질, 동남아 등의 나라에만 존재하고 우리나라에는 바이오매스가 없다고 생각하는 사람들도 있고, 설사 있다 하더라도 우리나라가 보유하고 있는 바이오매스 현황에 대한 이해가 부족하여 바이오 에너지의 효율성에 의문을 갖는 사람도 있다. 또한 포항 바이오매스 화력발전소 공청회, 광양 목질계 바이오매스 발전소 반대 등 환경오염을 우려하는 주민들과의 반발도 문제가 될 수 있다.  에너지경제연구원 역시 적극적인 신재생 보급 목표 달성을 위해서는 ‘주민수용성 제고’가 시급 할 것이라고 밝혔다. 다만, 수용성은 ‘사람들이 갖고 있는 보편적인 인식’으로, 단기간에 개선이 어렵기 때문에 장기적 접근 방식을 취해야하는데, 낮은 주민수용성은 지자체의 규제강화로 이어져 관련 사업을 더욱 어렵게 만들 것이다.

바이오에너지의 상용화를 위해서는 보완되어야 할 점이 많다. 하지만 바이오에너지의 발전가능성을 믿고 정부차원에서 제도적, 정책적 지원을 확대해나간다면 우리나라에서도 바이오에너지가 안정화되어 사용하는 날이 올 것이다. 화석연료를 대체 할 수 있는 유일한 에너지원임을 인식하고 국민들에게 바이오에너지에 대한 긍정적인 이미지를 전달해주는 것이 최우선 과제 일 것이다.

참고문헌

1. 김성민, 폐가스 이용한 폐기물 발전, 해외선 신재생에너지 포함안돼, Chosun Biz, 2017.08

2. 김승범, 바이오매스는 무늬만 친환경… 유해물질 배출량, 석탄의 10배, Chosun Biz, 2017.08

3. 자원순환사회연구소, 폐기물에너지(Waste to Energy)가 폐기물 및 에너지 정책에서 차지하는 의미

4. 재생에너지3020 이행계획(안), 산업통상부

5. 산업통상자원부, 정책브리핑 신재생에너지 보급확〮대,

6. 재생에너지 3020 이행계확(안) 발표

7. 제4차 신재생에너지 기본계획, 산업통상자원부, 2014.9

8. 2018 KEA 에너지편람, 한국에너지공단

9. 바이오에너지의 화석연료 대체 가능성, 류서희

10. 화석연료 대체를 위한 바이오매스의 균형적인 사용, 국내 IP 김경환

11. 글로벌 바이오연료 시장과 정책현황 및 시사점, 오정석 국제금융센터 원자재시장팀 팀장, 에너지경제연구원,2017

12. REC 가중치 '폐기물·바이오매스'에 편중, 전기신문, 2018.11

13. 해외 RFS제도 동향 및 시사점, 대한석유협회, 2017.11

14. [생명과 삶] 바이오 연료, 어떻게 이해해야 할까, 천지일보, 2018.10

15. 바이오에너지의 실태와 과제를 말한다, 국제신문, 2018.08

16. 신재생에너지 통계의 폐기물에너지 산정 모순점, 한국에너지, 2016.12

17. 바이오가스 이용 기술지침 마련을 위한 연구(1), 국립환경과학원, 2018.03

18. 실패의 연속 통합형바이오가스발전사업, 환경경영신문, 2016.9

19. 신재생에너지 주민수용성 제고 방안 연구, 에너지경제연구원, 2017.10