<392E322020B9D9C0CCBFC0BFA1B3CAC1F620C0CCBDB4BAD0BCAE20B9D720C1A4C3A5C1A6BEF028B1D7B7A1C7C120BCF6C1A4292E687770>

Size: px

Start display at page:

Download "<392E322020B9D9C0CCBFC0BFA1B3CAC1F620C0CCBDB4BAD0BCAE20B9D720C1A4C3A5C1A6BEF028B1D7B7A1C7C120BCF6C1A4292E687770>"

서우 애
6 years ago
Views:

Green Tech Review 최근 7월발표된 BP사의에너지통계보고서에따르면, 전세계석유잔존매장량은약 1조 6,890억배럴로현재생산속도기준으로 53.3년치에해당하는양이라고분석했습니다. 유한한석유자원과기후변화대응이라는문제앞에세계는새로운에너지원의개발을위해치열하게경쟁해야할것입니다. 한국은공급에너지의 96.

2 Green Tech Review 최근 7월발표된 BP사의에너지통계보고서에따르면, 전세계석유잔존매장량은약 1조 6,890억배럴로현재생산속도기준으로 53.3년치에해당하는양이라고분석했습니다. 유한한석유자원과기후변화대응이라는문제앞에세계는새로운에너지원의개발을위해치열하게경쟁해야할것입니다. 한국은공급에너지의 96.4% 를해외수입에의존하고있으며, 석유의경우는중동수입비중이 87% 를차지하여에너지안보에매우취약한실정입니다. 이에정부는녹색기술투자에선도적으로투자하고있으며, 새로운대체에너지원발굴및보급에주력하고있습니다. 올해 1월에발표된온실가스감축로드맵에서제시된분야중가장높은감축률이책정된분야는수송분야입니다. 기존연료에바이오디젤및바이오에탄올연료혼입비중을각각 10%, 3% 로상향할경우온실가스배출량이대략 1,983천톤 CO 2 감축될것으로전망되었습니다. 또한바이오에너지는국내바이오매스로활용이가능하므로대외에너지의존도를경감시킬수있는효율적인수단이기도합니다. 본그린텍리뷰에서는각국의기술정책현황을살펴보고, 우리나라기술정책현황과의비교분석을통하여향후바이오에너지 R&D 정책추진방향을제시하였습니다. 이러한결과가기후변화대응기술관련기술정책및시행전략수립을위한기초자료로활용되길기대합니다. 끝으로본동향브리프의내용은필자의개인적견해이며, 녹색기술센터 (GTC) 의공식적인의견이아님을밝혀두고자합니다 년 8 월 녹색기술센터소장성창모 2

3 Green Tech Review No. 2 August 2014 Ⅰ. 연구배경및목적 1 Ⅱ. 주요국의바이오에너지동향 5 Ⅲ. 국내동향 18 Ⅳ. 주요이슈및정책제언 27 Ⅴ. 결론 32 참고문헌 34 부록 37

4 바이오에너지이슈분석및정책제언 표목차 < 표 Ⅱ-1> 11~ 21 년세계바이오연료시장규모 5 < 표 Ⅱ-2> 신재생에너지관련제도 7 < 표 Ⅱ-3> 미국 RFS 프로그램개요 8 < 표 Ⅱ-4> 영국 RTFO 에서의바이오디젤기준 11 < 표 Ⅲ-1> 1 차에너지기준원별비중목표 18 < 표 Ⅲ-2> 바이오에너지분야부처별연구개발단계투자현황 ( 12) 21 < 표 Ⅲ-3> 11~ 20 년국내바이오에너지시장규모 25 < 표 Ⅲ-4> 국내기업별주요현황 26 < 표 Ⅳ-1> 바이오에너지분야 SWOT 분석결과 29 그림목차 [ 그림 Ⅰ-1] 바이오에탄올및디젤가격변화전망 2 [ 그림 Ⅰ-2] 국제유가전망 2 [ 그림 Ⅰ-3] 20 년부문별온실가스배출전망치 (BAU) 4 [ 그림 Ⅱ-1] 01~ 11 년석유및바이오연료수요량변동추이 5 [ 그림 Ⅱ-2] 주요국별바이오연료투자추이 ( 04~ 13) 6 [ 그림 Ⅱ-3] 바이오연료분야의요소기술개발및실용화기술개발세부공정표 14 [ 그림 Ⅱ-4] 특정지역별바이오연료 ( 디젤 에탄올 ) 수요및생산전망 15 [ 그림 Ⅲ-1] 바이오에너지분야투자추이 ( 09~ 12) 20 [ 그림 Ⅲ-2] 바이오에너지분야연구개발단계별연구수행주체별투자현황 ( 12) 21 [ 그림 Ⅲ-3] 전략제품 서비스별최고기술보유국대비한국의기술수준및기술격차년수비교 22 [ 그림 Ⅲ-4] 바이오알코올분야요소기술별세계최고기술보유국대비각국의기술수준및기술격차년수 23

6 바이오에너지이슈분석및정책제언 Ⅰ 연구배경및목적 1 연구배경 전지구적인기후변화및에너지문제에대응하고자세계각국별로화석연료중심의산업패러다임을탈피하기위해다양한대체에너지원개발 특히바이오에너지는바이오매스재배과정에서공기중의탄소를고정하는효과가있어순환형사회구축에중추적인역할을수행할수있다는점에서주목 * * 바이오에탄올연소시발생하는이산화탄소는교토의정서에서규정한온실가스산정대상에서제외되며, 높은함산소량 (34.8%) 1) 으로인해대기오염저감가능 2) 그러나, 신재생에너지중바이오에너지의경우에너지생산과정에서식량난, 산림파괴가중등부작용야기가능성대한우려존재 실제옥수수, 감자등식량작물을주로활용하는전분계바이오매스유래바이오연료생산이실제식량가격상승의직접적인원인으로작용 목질계 초본계바이오매스역시바이오에너지작물재배를위한무분별한개간을야기하여산림파괴가속화 또한, 식량작물과바이오에너지작물과수익성경합으로인해장기적으로기존식량작물경작면적을잠식하여간접적인식량단가상승요인으로작용우려 12 년미국내 57 년만의극심한가뭄으로옥수수작황이좋지않아전세계곡물가급등 UN 식량농업기구 (FAO), 세계식량프로그램 (WFP) 에서바이오에탄올의무생산중단요청 한국정부역시 G20 정상들에게서한을통해곡물유래바이오연료정책의수정요청 같은이유에서지난 2 월국내사료협회와축산협회역시정부의 RFS 제도도입반대성명서를내며강력하게반대 3) 1) 일반적으로연료내산소함유량이증가할경우완전연소가촉진되어연소효율이상승하여대기오염물질저감가능 ( 출처 : 곽종원외, 동 식물성유지혼합바이오디젤이기관성능에미치는영향, 한국농업기계학회 2014 춘계학술대회논문집, 2014) 2) 한국환경정책 평가연구원, 바이오연료의환경 경제성분석및보급확대방안연구, ) GS칼텍스에너지논단, 신재생연료혼합의무화제도 (RFS) 의국내도입에대한제언, 일자 1

7 Green Tech Review 우리나라는대외에너지의존도가매우높아에너지안보측면에서바이오에너지의중요성이부각되고있으나, 경제성확보 안정적수급등의문제선결필요특히최근셰일가스개발및유가안정세로인해화석연료대비바이오에너지의가격경쟁력이더욱약화되고있음 [ 그림 Ⅰ-1] 바이오에탄올및디젤가격변화전망 [ 그림 Ⅰ-2] 국제유가전망 또한협소한경작지면적으로인해바이오에너지작물재배를통한바이오에너지확보한계 바이오에너지의가격경쟁력한계를돌파하기위해세계각국에서핵심기술개발노력경주 ( 국내 ) 최근카이스트에서대장균에서직접가솔린 ( 휘발유 ) 을생산하는원천기술을세계최초개발 ( 해외 ) 11년 11월미국에서세계최초로바이오연료를활용한민항기운항성공 2

8 바이오에너지이슈분석및정책제언 2 연구목적및범위 ( 연구목적 ) 최근부각되고있는바이오에너지분야이슈를분석하여바이오에너지시장수요견인및 R&D 활성화를위한정책제언도출주요국과의우리나라와의정책비교분석을통해도출된시사점을바탕으로향후바이오에너지정책추진방향관련전략제시 ( 기술정의 ) 바이오매스 ( 동물, 식물, 미생물, 파생자원등 ) 로부터물리 화학적또는생물학적전환기술을적용하여화석에너지를대체할수있는에너지원을생산 활용하는기술지칭 주요세부분야 : 바이오알코올, 바이오탄화수소, 바이오가스, 바이오디젤 4) ( 바이오알코올 ) 현재상용화단계에이른바이오에탄올및차세대연료로서부각되는바이오부탄올 * 로대별 * 기화열, 옥탄가등여러가지연료성능이휘발유와비슷하기때문에현재사용되고있는가솔린엔진을그대로사용할수있는장점이있음 ( 바이오탄화수소 ) 전기화학탈산화공정, 미생물전기분해공정, 바이오포밍기술분리공정등과같은발효공정과열화학적분해공정을통해생산되는알칸 (Alkane) 계열연료 ( 바이오가스 ) 메탄 (CH 4 ) 가스와이산화탄소 (CO 2 ) 등이주성분으로, 혐기성소화가스와매립지가스 (Land Filled Gas, LFG) 로구분현재생산중인중질바이오가스의메탄비중은 40~60% 로대부분발전용과지역난방용으로공급중이며, 대체천연가스로각광받고있음 ( 바이오디젤 ) 유지 ( 油脂 ) 를알코올과반응시켜만든, 순도가 95% 이상인지방산메틸에스테르경유와특성이유사하나미생물로분해되어독성이없으며배출시에도독성이경유보다적어경유를대체할수있음 4) 녹색기술센터, 녹색기술수준조사방법론개발연구,

9 Green Tech Review ( 연구범위 ) 본리뷰에서는바이오에너지세부기술분야중수송용연료로주로활용되는바이오알코올 ( 특히에탄올 ) 및바이오디젤을대상으로분석바이오에너지의주요사용분야인산업및건물부문의난방, 수송용연료, 발전 5) 중온실가스감축로드맵 ( 14) 에서가장높게책정된수송분야감축률 (34.3%)* 을감안하여선정 * 특히 2020년까지바이오연료혼합비율증대로인한온실가스감축량은 1,983천톤CO 2 e로설정 [ 그림 Ⅰ-3] 20 년부문별온실가스배출전망치 (BAU) 출처 : 국가온실가스감축로드맵 (2014.1) 환경부 5) REN21, Renewable Global Status Report,

10 바이오에너지이슈분석및정책제언 Ⅱ 주요국의바이오에너지동향 ( 세계시장현황 ) 바이오연료의세계시장규모는 11년기준약 827억달러수준이며 21년경에는약 2.2배성장한 1,853억달러규모도달전망 6) < 표 Ⅱ-1> 11~ 21 년세계바이오연료시장규모 년도 ( 단위 : 억달러 ) 시장규모 827 1,853 출처 : Pike research 2012 전세계바이오연료수요는연간 718억갤런인반면, 생산량은수요에못미치는연간 294억갤런수준 2021년총세계연료사용량은휘발유약 3,750억갤런, 육상수송디젤약 4,270억갤런, 항공연료로 2,000억갤런규모수준으로성장전망 [ 그림 Ⅱ-1] 01~ 11 년석유및바이오연료수요량변동추이 출처 : IEA 2014 Energy Perspectives 6) 한국바이오안전성센터동향정보, [ 미국 ]Pike Research, 바이오연료시장 2021 년까지두배성장예측, 일자 5

11 Green Tech Review ( 주요국투자현황 ) 13년기준현재약 299조달러규모로꾸준히증가하는추세이나, 11년이후다른신재생에너지시장 * 과마찬가지로투자가다소둔화된상태 * 14년 Global trends in renewable energy investment (Bloomberg new energy finance) 에따르면정책의불확실성으로인해신재생에너지분야에대한세계투자규모는 11년 279bn$ 에서 12년 250bn$ 으로하락한이래계속투자액감소하여 14년에는 214bn$ 수준으로축소되었다는분석결과 발표 7) 중국, 일본, 영국은예외적으로바이오에너지투자액이지속적으로증가추세 [ 그림 Ⅱ- 2] 주요국별바이오연료투자추이 ( 04~ 13) 출처 : Bloomberg New Energy Finance( 13) 7) Frankfurt school UNEP centre/bnef, Global trends in renewable energy investment 2014 key finding,

12 바이오에너지이슈분석및정책제언 ( 주요국정책현황 ) 각국별로의무할당, 보조금제도등정책적인유인을통해바이오에너지수요증가견인 < 표 Ⅱ- 2> 신재생에너지관련제도 제도명 재생에너지의무할당제 (Renewable Portfolio Standard; RPS) 발전차액지원제도 (Feed in Tariff; FIT) 재생에너지의무할당제도 (Renewable Obligation; RO) 수송연료재생에너지의무할당제도 (Renewable Transport Fuel Obligation; RTFO) 친환경난방보조금지급제도 (Renewable Heat Premium Payment; RHPP) 신재생에너지자발적공급협약 (Renewable Portfolio Agreement; RPA) 재생가능연료표준 (Renewable Fuels Standards; RFS) 신재생열에너지보조금 (Renewable Heat Incentive; RHI) 설명에너지사업자에게생산하는에너지의일정비율을재생에너지로공급, 판매하도록강제하는제도로일본, 미국, 호주, 영국, 스웨덴등포함신재생에너지시설을통해발전한전기를일정한고정가격 ( 원가 + 이윤 ) 으로매입해주는방식, 기술적한계로인해효율적이지못한신재생에너지를빠르게발전시킬수있는제도로주로독일, 덴마크, 스페인등유럽국가시행 전력공급업체는매년일정량의전력을재생에너지로사용하여공급토록의무화 수용연료의일정비율을바이오연료로공급하는제도 주택소유주, 지역사회등이신재생열에너지기술을구입하는데도움을주는제도 6 개발전자회사, 한국지역난방공사, 수자원공사등이정부와협약을하여신재생에너지부분에투자를하면발전차액지원을수혜 가솔린및디젤에에탄올및선도바이오연료를매년특정양혼합하도록하는재생가능연료혼합표준 신재생열에너지생산자에보조금을지급하는것으로, 주택의경우보일러설치비용의일부를지원 ( 세계기술개발현황 ) 상용화된바이오에탄올및바이오디젤효율성향상연구가활발히진행되고있으며, 차세대연료개발연구진행상용화단계에이른바이오에탄올의생산효율성향상을위한미생물개발연구가활발하며, 00년이후바이오부탄올이차세대연료로서부상대두유, 폐식용유등동 식물성유지확보한계로해조류를활용한바이오디젤생산연구활성화 7

13 Green Tech Review 1 미국 현재세계 1위의바이오에탄올 * 생산국 ( 연간약 50억갤런 ) 으로, 전세계총생산량의약 70% 수준 (Pike Research, 12) * 대부분옥수수를기반으로에탄올을생산하고있으며 13년기준연간약 5,700만 KL/ 년제조능력보유중동의존형의에너지정책탈피등을목적으로에너지정책법 (2005년) 8) 을통해신재생연료혼합의무제 (RFS) * 도입 9) * 연방정부차원에서수송부문의 RFS 프로그램을운영하고있으며, 48개주모든수송용화석연료공급업자인정제사업자, 수입사업자및혼합업자에게적용미국에너지부산하에너지정보국 (Energy Information Administration) 의수급예측데이터를기반으로 EPA에서매년 11월에차년도사용의무량을검토 조정 < 표 Ⅱ- 3> 미국 RFS 프로그램개요 구분 시행시기 내용 - RFS 1 program : ~ 종료 - RFS 2 program : ~ 목표목표연도 ( 20) : 수송용연료의 20% 바이오연료혼합의무 의무대상자 대상연료 수송용화석연료공급업자 - 정제사업자, 수입사업자, 혼합업자 (blender) 에탄올, 바이오디젤등의바이오연료 의무기간 감독기관 1 년단위 환경보호청 (Environmental Protection Agency, EPA) 8) Energy Policy Act of 2005(EPAct). 이후에너지자립및안보법 (Energy Independence and Security Act of 2007; EISA) 를통해 2022년에는 360억갤런까지사용의무량을수정 확대하였음. 미국의바이오연료는크게옥수수기반전통적바이오연료와차세대연료 ( 셀룰로오스계바이오에탄올, 바이오디젤, 기타 ) 로구별하는것은 EISA로부터기인하였음 9) 일본농무성, バイオエタノール先進国と日本の取組の比較,

14 바이오에너지이슈분석및정책제언 최근환경보호청 (EPA) 는재생가능연료표준 (Renewable Fuel Standard; RFS) 프로그램하에서 2013년최종에탄올혼합함량고시 10) 재생가능혼합요구량은약 165.5억갤런으로, 총연료공급량기준 9.74% 혼합바이오디젤 12.8억갤런 (1.13%), 차세대바이오연료 27.5억갤런 (1.62%) 및 600만갤런의셀룰로오스계바이오연료혼합의무화세계곡물가상승등에대한축산 식품업계의비판, 급유인프라부족으로인한소비한계 11) * 등의요인등고려하여 2014년혼합의무량조정예정 * 소위블렌드월 (Blend Wall) 이라고지칭되는상황으로, 현재미국의급유설비는 E10( 가솔린에10% 의바이오에탄올혼합 ) 중심으로구축되어있어, 10% 이상의혼합연료를급유하는설비가증가하지않는한사용의무량을보장할수없으며, 가솔린가격상승및자동차연비개선등의요인으로인해가솔린에대한수요자체역시감소경향을보이고있어바이오연료수요견인역시역부족인상태임 미국에너지부 (DOE) 의바이오에너지센터주관하에미국에너지자립도증진등위한바이오연료에대한연구개발및상용화프로젝트지원진행중최근가격경쟁력있는조류기반바이오연료 (350만달러 ) 12) 및차세대바이오연료개발프로젝트 (600만달러 ) 에대한지원발표 ( 14.7) 13) 10) 한국바이오안전성센터동향정보,[ 미국 ] EPA, 2013년에탄올표준발표, 일자 11) NTT data, トウモロコシベースのエタノール産業の発展とバイオ燃料政策で厳しい選択を迫られるオバマ政権, 일자 12) 13) 9

15 Green Tech Review 2 EU 09년재생가능에너지지령 (Renewable Energy Directive) 에따라 10년까지수송연료의 5.75%, 2020년까지 10% 까지의무혼합비율상승조정검토특히 10% 의수송연료의목표중, 90% 이상을바이오연료로달성추진동지령내연료품질지침을통하여지속가능성기준에부합되는연료만을바이오연료로서인정 취급 ( 기준 1) 기존의가솔린및디젤대비온실가스감축효과가 35% 이상 ( 16년까지 * ) * 17년부터 50% 이상인연료 ( 기준 2) 원시림등생물다양성보호필요성이있는지역에서생산된원료를활용하여생산되었을경우바이오연료불인정바이오연료보급확산을위해혼합경유과세경감조치및에너지작물재배 * 에대한국가보조프로그램운영 * 유채, 폐식용유, 목질계바이오매스를활용한바이오디젤및바이오가스생산이활성화되어있으며특히디젤은전세계공급량의 41% 점유저탄소에너지기술개발및상용화촉진을위해 유럽전략적에너지기술계획 (European Strategic Energy Plan; SET Plan) * 수립 ( 10) * 주요분야 : 바이오에너지, CCS, 전력그리드, 수소연료전지, 원자력, 스마트시티, 태양광, 풍력바이오에너지분야의경우 2020년까지상업적으로활용가능한혁신적바이오에너지밸류체인에관한장기간연구및실증추진 * * 20년까지해당계획을위해총 9억유로투자예정 10

16 바이오에너지이슈분석및정책제언 특히영국은신재생에너지목표비중 (15%) 달성을위해신재생에너지의무사용제도, 수송용신재생연료의무혼합제도 (RTFO), 재생에너지열원프로그램등운영세계최초로바이오연료에대한지속가능성관리를위해교통부산하에신재생연료청 (Renewable Fuel Agency) 설치 ( 07) 14) < 표 Ⅱ- 4> 영국 RTFO 에서의바이오디젤기준 연도 의무혼합비율 (%) 2009~ ~ ~ ~ ) 김재곤, 지속가능한바이오연료의보급정책과기술개발동향, KIC News, Volume 16, No.2,

17 Green Tech Review 3 일본 02년부터바이오매스를종합적으로활용, 지속가능한사회를실현하기위해 바이오매스일본종합전략 등바이오에너지개발 보급정책적극추진 15) 05년교토의정서발효로인해, 기존 바이오매스일본종합전략 을개정하여바이오매스이용목표격상 10년까지의폐기물계바이오매스활용률 : 80%( 02) 90%( 08) 10년까지의미이용계 16) 바이오매스활용률 : 25%( 02) 40%( 06) 08년경제산업성및농림수산성이공동으로 바이오연료기술혁신계획 을수립하고 15년까지셀룰로오스계바이오매스를이용하는바이오에탄올생산기술에대하여미이용계바이오매스 100엔 /L의제조비용달성목표설정이후바이오매스활용시책의종합적 계획적추진을위해 바이오매스활용추진기본법 ( 09) 을제정 에너지공급구조고도화에따른비화석에너지원의이용에관한석유정제업자의판단기준 고시를통해석유정제업자에게일정량의바이오연료도입의무부과 (RFS) 후쿠시마원전사고 ( 11) 이후원자력의존도개선을위하여바이오매스활용을통한분산형발전체계로전환모색 * * 일본재생기본전략 ( 11) 을통해일본재생의근간으로서혁신적에너지 환경정책재설계 전기사업자에대한재생가능에너지전기조달에관한특별조치법 ( 11) 을통해재생에너지 ( 태양광, 풍력, 수력, 지열, 바이오매스 ) 보급촉진을위한고정가격매수제도 (FIT) 시행 15) 윤영만외, 일본바이오매스활용정책및기술현황, 한국유기농업학회제20권제4호, ) 이용하면활용가치가있으나수집 운반체계또는이용기술의미흡, 경제성결여등으로이용되지않는바이오매스로크게임산자원 ( 임업잔재물 ) 및농산자원 ( 볏짚, 왕겨, 밀짚등 ) 으로구분됨 12

18 바이오에너지이슈분석및정책제언 일본신에너지 산업기술종합개발기구 (NEDO), 과학기술진흥기구 (JST) 등의지원하에혁신적차세대연료개발및바이오에너지상용화연구추진중 (NEDO) 14년현재바이오매스에너지기술개발및바이오매스에너지의지역자립시스템화실증사업과제지원 (JST) 첨단저탄소화기술개발사업 (ALCA) 등을통해바이오매스의비약적증산, CO 2 부터직접에너지및물질생산가능한기술기반확립, 미생물을활용한고효율에너지생산등연구과제지원 과학기술이노베이션종합전략 2014 을통해첫번째정책과제로서 청정하고경제적인에너지시스템실현 을제시하고바이오연료등세부분야에대한기술개발목표 제시 17) 바이오연료분야요소기술개발을크게미세조류유래의연료제조기술개발및셀룰로오스계연료제조기술개발로나누고있으며, 실용화기술개발대상으로서셀룰로오스계연료생산시스템제시 17) 일본과학기술이노베이션종합회의, 과학기술이노베이션종합전략,

19 Green Tech Review [ 그림 Ⅱ- 3] 바이오연료분야의요소기술개발및실용화기술개발세부공정표 출처 : 과학기술이노베이션종합전략 2014( 일본과학기술이노베이션종합회의 ) 14

20 바이오에너지이슈분석및정책제언 4 브라질 제1차오일쇼크 (1975 년 ) 이후에탄올육성정책인 프로알콜프로그램 (Proalcool Program) 을수립 운영한결과세계 2위바이오에탄올생산국 * 으로성장 18) * 미국과함께세계전체에탄올생산량의 80% 이상차지하고있으며사탕수수를주요바이오매스로활용에탄올가격보조, 전국공급망건설을위한금융지원, 에탄올연료자동차생산에대한인센티브지원제도등으로구성석유수입에대한외화유출방지및설탕생산확대를통한유휴자원활용도를높여지역별개인별소득증대및빈부격차완화도모 [ 그림 Ⅱ- 4] 특정지역별바이오연료 ( 디젤 에탄올 ) 수요및생산전망 출처 : World Energy Outlook (IEA, 13) 18) 정보통신산업진흥원, 브라질바이오에너지산업정책, 정책분석제 25 호,

21 Green Tech Review 최근세계설탕가격급등으로에탄올혼합비율을지난해 25% 에서 20% 로하향조정바이오디젤의경우 6% 로의혼합비율향상이지속적으로시도되었으나, 현행혼합비율 (5%) 유지중 19) 최근바이오디젤의주요생산원료인대두생산면적확대로생산량이크게증가하고있어 20), 향후바이오디젤혼합비율상향조정을압박하는요인으로작용할가능성존재 바이오연료연구는 1950년대부터이미시작하였으며 1980년대세계최초로수송연료용바이오디젤관련특허취득 21) 10년브라질에서생산된차량의 72% 가플렉스 * 자동차로, 총 290만대의판매량기록 * 플렉스자동차 (Flex-Fuel Vehicle; FFV) : 2003년폭스바겐사가브라질에서최초로출시한 이중연료자동차 로서플렉스자동차의등장으로실제적인에탄올수요가급등하기시작, 이후피아트, GM 등도앞다퉈플렉스자동차모델을선보임 19) 한국바이오안전성정보센터동향정보, [ 국제 ] 세계각국의바이오연료혼합비율기준-2014, 일자 20) 한국농촌경제연구원해외곡물시장뉴스및브리핑, 브라질기록적인대두생산으로바이오디젤혼합유증가할듯, 일자 21) 정보통신산업진흥원정책분석, 브라질바이오에너지산업정책, 제25호,

22 바이오에너지이슈분석및정책제언 5 중국 광활한경작지및다양한기후대로인하여바이오매스생산량및다양성에서의우위보유 중국은재생에너지이용을촉진하기위하여재생에너지법 ( 中华人民共和国可再生能源法 22)) 을제정 재생에너지법제 16 조 바이오매스연료의개발, 이용및관련작물의생산장려규정을두고있으며, 또한에너지수송을취급하는기업은반드시새로운에너지원을고려하여수송망을정비하도록명시 이중특히바이오에너지는중국의농촌에너지현황및에너지구조개선을위해가장중요한위치를점하고있는것으로평가 국가에너지수급안정성및환경개선, 농업 농촌발전에서바이오에너지의중요성을인식, 바이오매스에너지개발을위한중장기발전계획 23) 및구체적인생산량목표수립 10년바이오매스액체연료생산량목표는 200만톤수준에불과하였으나 20년에는 10년대비 5배가량수준인 1,000만톤으로상향 24) 현재감자등식량계바이오매스바이오에탄올위주의정책을추진하고있으나, 바이오디젤개발연구투자증대 바이오디젤사용량을 20 년 200 만톤으로확대계획 25) 22) 중화인민공화국중화인민정부공식홈페이지내법령정보 23) 국가에너지국주관하에바이오매스에너지산업육성 12차 5개년 (2011~2015년) 계획수립 24) 농업실용화재단, 바이오에너지관련동향보고서, ) 한국수출입은행, 2010 신재생에너지분야별산업현황과해외진출 / 수출화전략,

23 Green Tech Review Ⅲ 국내동향 1 정책동향 제4차신재생에너지보급계획 ( 14) 을통해국내총신재생에너지공급량중바이오에너지비중 1.2배확대도모 바이오에너지 / 신재생에너지 ( 총공급량 ) : ( 12) 15.2% ( 20) 18.8% < 표 Ⅲ- 1> 1 차에너지기준원별비중목표 26) ( 단위 : %, ( 천 TOE)) 구분 태양열 태양광 풍력 바이오 수력 지열 해양 폐기물 0.3 (26) 2.7 (238) 2.2 (193) 15.2 (1,335) 9.3 (815) 0.7 (65) 1.1 (98) 68.4 (5,999) 0.5 (50) 4.9 (504) 2.6 (267) 13.3 (1,379) 9.7 (1,001) 0.9 (94) 1.1 (119) 67.0 (6,942) 1.4 (220) 11.7 (1,805) 6.3 (977) 18.8 (2,895) 6.6 (1,019) 2.7 (412) 2.5 (389) 49.8 (7,670) 3.7 (934) 12.9 (3,214) 15.6 (3,896) 19.0 (4,744) 4.1 (1,033) 4.4 (1,103) 1.6 (389) 38.8 (9,689) 5.6 (1,802) 13.7 (4,388) 18.7 (5,965) 18.5 (5,905) 3.3 (1,047) 6.4 (2,031) 1.4 (461) 32.4 (10,336) 7.9 (2,853) 14.1 (5,110) 18.2 (6,616) 18.0 (6,529) 2.9 (1,062) 8.5 (3,074) 1.3 (461) 29.2 (10,597) 연평균증가율 ) 산업통상자원부, 제 4 차신재생에너지보급계획 ( 안 ),

24 바이오에너지이슈분석및정책제언 우리나라의바이오연료보급정책은바이오디젤부터시작되었으며, 15년 7월부터바이오디젤및바이오에탄올의연료혼입의무화제도 (RFS) 시행 07년 9월재정부및관계부처합동으로제1차바이오디젤중장기보급계획을통하여최초로바이오디젤중장기로드맵및혼합비율목표제시이후 10년제2차바이오디젤중장기보급계획을통해 RFS제도도입을추진, 신에너지및재생에너지개발이용 보급촉진법 을개정한결과, 15년 7월부터시행예정 주요내용 석유정제업자또는석유수출입업자 ( 혼합의무자 ) 에게일정비율이상의신재생에너지연료를수송용연료에혼합 혼합의무자가혼합의무비율을충족시키지못한경우에는과징금부과 혼합의무이행을효율적으로관리하기위하여혼합의무관리기관지정 유예기간 2 년부여 제1차바이오디젤중장기보급계획상으로는유채, 폐식용유기반바이오디젤에중점을두었으나, 제2차바이오디젤중장기보급계획부터바이오디젤원료다양화기술개발추진강화 당초혼합비율을 07년부터 0.5% 씩상향하여 RFS 가도입되는 12년에는 3.0% 수준도달을목표로하였으나, 석유업체등의반발로인해현재혼합비율은 2.0% 에불과 ( 14) 해외의경우오히려석유업체가가장활발하게바이오연료생산에투자하고있는상황을비추어볼때대조적인상황 27) 27) 한국바이오안전성정보센터동향정보, [ 미국 ]Pike Research, 바이오연료시장 2021 년까지두배성장예측, 일자 19

25 Green Tech Review 국내바이오에너지 28) R&D 투자액은 09년이후연평균 8.16% 증가하여, 12년기준약 857억원규모에도달 ( 구 ) 교육과학기술부및 ( 구 ) 지식경제부가바이오에너지 R&D에가장많은투자를진행하였으며각각기초연구및개발연구단계중점수행연구개발단계별투자규모를살펴보면기초연구에가장많이투자되고있으며, 그다음개발연구, 응용연구순으로투자출연연, 대학, 중소기업순으로연구수행비중이높으며, 출연연은전연구개발단계에걸쳐골고루수행하는반면대학은기초연구에, 중소기업은개발연구집중 [ 그림 Ⅲ-1] 바이오에너지분야투자추이 ( 09~ 12) ( 단위 : 백만원 ) 28) 37 대녹색기술분류체계중바이오에너지부분을기준으로활용 20

바이오에너지이슈분석및정책제언 < 표 Ⅲ- 2> 바이오에너지분야부처별연구개발단계투자현황 ( 12) ( 단위 : 백만원 ) 부처명 기초연구 응용연구 개발연구 기타 교육과학기술부 19,545 3,882 2,892 - 국토해양부 - 2,744 - - 농림수산식품부 2,390 300 3,604 889 농촌진흥청 3,964 270 810 -

26 바이오에너지이슈분석및정책제언 < 표 Ⅲ- 2> 바이오에너지분야부처별연구개발단계투자현황 ( 12) ( 단위 : 백만원 ) 부처명 기초연구 응용연구 개발연구 기타 교육과학기술부 19,545 3,882 2,892 - 국토해양부 - 2, 농림수산식품부 2, , 농촌진흥청 3, 방위사업청 산림청 245 2, 중소기업청 - - 1,707 - 지식경제부 6,353 11,972 15, 환경부 , 합계 33,275 22,857 27,708 1,952 [ 그림 Ⅲ-2] 바이오에너지분야연구개발단계별연구수행주체별투자현황 ( 12) ( 단위 : 백만원 ) 21

27 Green Tech Review 2 기술동향 ( 전체기술수준 ) 우리나라의전체바이오에너지기술수준 ( 13) 은세계최고기술보유국 ( 미국 ) 대비 75.7% 로나타남 ( 품목별 ) 바이오디젤의수준이 77.7% 로가장높으며, 그다음으로바이오알코올 (76.8%), 바이오가스 (75.4%), 바이오탄화수소 (72.9%) 순 [ 그림 Ⅲ-3] 전략제품 서비스별최고기술보유국대비한국의기술수준및기술격차년수비교 출처 : 녹색기술수준조사방법론개발연구 (GTC, 13) ( 공정단계별 ) 전체요소기술중섬유질계바이오매스생산 확보 (65.8%) 및바이오매스전처리및당화기술 (67.0%) 이가장저조 * * 해당기술은세계적으로도상업화초기단계의이머징기술로, 바이오에너지뿐만아니라바이오고부가제품 ( 숙신산, 락틱산등 ) 의상업화에도활용되는주요요소기술이므로, 동기술들이전체적인바이오에너지기술수준향상을저해하는병목구간으로추정 22

28 바이오에너지이슈분석및정책제언 [ 그림 Ⅲ-4] 바이오알코올분야요소기술별세계최고기술보유국대비각국의기술수준및기술격차년수 출처 : 녹색기술수준조사방법론개발연구 (GTC, 13) 대사공학, 시스템생물학등관련분야와의융복합연구를통해바이오에너지의경제성향상을위한핵심원천기술개발노력 KAIST 이상엽교수연구팀은대사공학을중심으로시스템생물학 합성생물학등을융합하여세계최초로대장균을이용하여직접가솔린을생산기술개발성공 ( 13년) 23

서비스기술로간주하여총 4개의전략제품 서비스기술 * 선정 * 바이오알코올, 바이오탄화수소, 바이오가스, 바이오디젤원료생산 확보, 전처리,

29 Green Tech Review 참고바이오에너지기술분야요소기술 * * 녹색기술분야별세부기술현황파악이가능한수준조사방법론마련을위해도출한바이오에너지분야 요소기술을기준으로작성 27대중점녹색기술중바이오에너지생산요소및시스템기술을대상으로공정단계별로요소기술추출바이오연료로써최종적으로제공되는생산물을전략제품 서비스기술로간주하여총 4개의전략제품 서비스기술 * 선정 * 바이오알코올, 바이오탄화수소, 바이오가스, 바이오디젤원료생산 확보, 전처리, 제조공정별요소기술을조사하여총 23개의요소기술도출 삼각형표시부분은 4 대전략제품 서비스기술전체에공통적으로포함되는요소기술임 [ 바이오에너지생산요소기술및시스템기술분야요소기술구조화 ( 안 )] 24

30 바이오에너지이슈분석및정책제언 3 산업동향 ( 국내시장 ) 국내시장규모는약 1조 3197억원 ( 12) 으로추정되며, 20년에는약 4조 5,203억원규모로성장할것으로추정 ( 연평균성장률 : 28.8%) < 표 Ⅲ-3> 11~ 20년국내바이오에너지시장규모 ( 단위 : 억원 ) 년 도 시장규모 ( 억원 ) 10,074 13,197 22,647 32,050 45,203 * 출처 : 바이오에너지관련동향보고서 ( 농업기술실용화재단, ʼ12년 ) ( 우리나라기업현황 ) 11년말기준대기업 * 15개, 중소기업 33개의국내바이오연료제조업체존재 * 사업장고용인원을기준으로 300명이상인기업을대기업으로분류 ( 계열사의경우고용인원 300명미만도대기업에포함 ) 바이오디젤보급 확산에대한정책지원부재로바이오디젤생산업체수가 10년 23개에서현재 9개업체로축소 25

31 Green Tech Review < 표 Ⅲ- 4> 국내기업별주요현황 분야기업명주요기술개발및사업화활동 바이오알코올 바이오에탄올 바이오부탄올 창해에탄올바이올시스템즈퓨넥스 GS칼텍스 SK이노베이션 2006 년국내최대규모의바이오에탄올증류 탈수설비를독자개발하고바이오에탄올관련기술을꾸준히개발 바이오연료물질및바이오화학물질제조방법으로미국, 중국, 브라질, 인도네시아, 태국등해외 5 개국에특허출원 홍조류에서바이오에탄올을만드는실증공장을세계최초로준공 경기도평택시포승공단에바이오에탄올연료유생산및저장공장을완공 2007 년바이오연료개발을위한연구를시작한이래바이오부탄올상업화에매진 바이오부탄올을중심으로한 2세대바이오연료생산기술개발에주력 SK 케미칼 국내최대바이오디젤생산기업 ( 생산능력 12 만톤 / 년 ) 바이오디젤 단석산업 애경유화 M 에너지 ( 구, 가야에너지 ) 연간 8 만톤생산하며최하급폐식용유를바이오디젤원료인정제유로변환하는정제설비 ( 연산 6 만톤 ) 을건설중 바이오디젤상업화에이어바이오디젤부산물로발생하는비정제글리세린을활용하여공업용 / 식품용정제글리세린을연간 1 만톤제조하는시설을완공 비균질복합고체촉매를이용한차세대바이오디젤생산기술개발 26

32 바이오에너지이슈분석및정책제언 Ⅳ 주요이슈및정책제언 1 주요이슈및시사점 셰일가스발견이후바이오에너지등신재생에너지개발 보급에대한정책추진동기가다소약화되었으나, 에너지안보측면에서는전략적중요성유지 14년 7월 EU는 6개바이오에너지프로젝트에최대 134.2백만유로투입발표 29) 바이오에너지의경우현지환경에서가장구하기용이한바이오매스를활용하므로타신재생에너지대비안정성이매우높은편석유가채년수역시 53.3년으로전망되어 (BP, 14), 장기적관점에서화석연료고갈사전대비필요성존재 최근미국 EPA 등 RFS에서의혼입비중목표치조정이진행되었으나다소하향조정에그치는수준에불과하며, 장기적으로제도프레임은존속할것으로전망유가하락으로인해혼입비중목표치하향조정은불가피했던것으로판단되나, 에너지안보유지차원에서전면폐지는어려울것으로전망아직규제의존형시장성격이강한특성상, 정책전면재검토등이진행될경우관련기업생태계초토화불가피 29) Biomass Magazine, EU Announces Bioenergy Funding under 2 Major Initiatives, 일자 27

33 Green Tech Review 각국별로바이오에너지의경제성확보를위해안정적인바이오에너지원확보및제조공정기술혁신노력경주각국별로자국여건에가장최적화된에너지원발굴 탐색을진행함과동시에해외플랜테이션농장운영을통해국외로부터의바이오매스수급하는 Two-Track 체제구축 NEDO 사례와같이개도국에현지실증공장을건설하여바이오에너지확보및기술이전을통한국격향상을동시도모하는사례존재 바이오에너지를 R&D 측면에한정하여단편적으로보지않고, 농림수산업과같은 1차산업와의유기적인연계 협력추진중바이오에너지원양식 재배가농가소득원다양화등 1차산업을견인할가능성에주목, 농림수산업관련관할부처와의연계협력추진중 해외기술선진국은바이오에너지활용 보급이진행되어관련제도정비및바이오에너지대량생산플랜트건설추진단계에도달 우리나라의경우일부실증플랜트건설사례가있으나, 아직기술개발에치중 우리나라의경우원래 12년부터 RFS 제도도입및혼입비중향상을추진하였으나, RFS 제도도입연기및혼입비중유지등정책적일관성부족아직까지바이오에너지시장수요가정책에의존하고있고디젤생산업체가대부분중소기업위주인점을감안할때바이오에너지시장성장에타격 30) 특히우리나라의경우유가하락이외에도정유업계와바이오연료업계와의첨예한대립이바이오에너지시장성장을저해하는것으로보임 30) 경제투데이, 바이오디젤업계도산위기에도정부, 수수방관, 일자 28

34 바이오에너지이슈분석및정책제언 2 정책제언 바이오에너지분야주요이슈도출을위하여 SWOT 분석방식을통해아래와같이기술선진국의동향과우리나라의내외부현황분석및전략제시 < 표 Ⅳ- 1> 바이오에너지분야 SWOT 분석결과 Strength 지리적조건에의한풍부한해양바이오매스개발가능성 대사공학및합성생물학분야기술경쟁력보유 다년간의원유정제기술노하우와인프라를보유하고있어바이오에너지가공에적합한산업적조건을지님 Opportunity 미세조류를활용한차세대바이오에너지기술은전세계적으로초기개발단계 2015년부터시행되는 RFS(Renewable Fuel Standard) 정책에의한보급확대및산업육성효과전망 Weakness 국내바이오매스자원및인프라의부족 생산단가결정구간인바이오매스전처리및당화공정기술력부족 바이오에너지 ( 바이오연료 BD5, BD10 등 ) 의국내보급정책성과미비 현단계에서의바이오에너지의낮은경제성으로인한보급활성화애로사항상존 Threat 국내수요에비해매우낮은수준의바이오에너지공급량 기존바이오매스의경우, 곡물자원을활용하는데따른경제적, 윤리적문제발생 석유정유업계와바이오연료업계와의대립양상 ( 시너지전략 (SO전략)) 해양미세조류바이오매스에대한자원활용가능성탐색및유용자원발굴우리나라내특성상농업을통한에너지자원확보에한계가있으므로, 삼면이바다인한반도의이점을살려해양바이오매스발굴 탐색주력국내바이오디젤기술은성숙단계에도달하였으므로조류계바이오매스의품종개량등을통한지질함량상승등효율성향상연구에집중 29

35 Green Tech Review ( 약점극복전략 (ST전략)) 우리나라의세계적인원유정제기술을활용하여조류등제3세대바이오매스계바이오연료를생산하는고효율화기술개발바이오에너지수요는앞으로지속적으로증가할것으로전망되므로비식용원료활용바이오연료기술에대한지속적인 R&D 지원필요 * * 1988년부터 2012년까지 11개신재생에너지분야정부지원연구개발비총 16,514억원중바이오에너지분야 1,076억원으로 6.5% 에불과제조공정내병목구간해소를위해기술수준이낮은요소기술에대한집중연구수행바이오알코올 : 생산단가결정구간 (50%) 인바이오매스전처리기술개발및셀룰로오스당화기술개발바이오디젤 : 고순도바이오디젤생산을위한증류및정제기술개발집중합성생물학, 대상공학, 육종학등관련분야와의융복합연구활성화를통해와해성기술을지속적으로발굴하여세계수준의경쟁력확보노력 ( 위협극복전략 (WO전략)) 바이오에너지의사회적수용성을높이기위해의무혼입비중 (RFS) 목표상향조정 (2% 3%) 등법 제도정비추진정유공급업계에서는혼입이의무화될경우연료가격이향상으로소비자부담이가중될것이라고주장하나, 바이오연료업계는현재계획상 20년까지 5% 혼입에불과해실제가격상승폭은미미하다고주장하여양업계가첨예하게대립중 31) 바이오에너지의온실가스감축수준및국민편익에대한객관적재평가후평가결과에기반하여제도정비추진필요 ( 위협회피전략 (WT전략)) 해외파일럿규모의실증화설비 * 건설을통해기술이전및사업화촉진하는패키지전략추진파일롯규모의실증화설비를이용하여실험실수준에서개발된기술을검증, 스케일업할수있는기술개발 31) 투데이에너지, RFS 제도도입, 이견 팽팽, 일자. 30

36 바이오에너지이슈분석및정책제언 해외플랜테이션농장확보및해외유기성폐기물 ( 팜부산물등 ) 수집체계구축을통해경제성향상해외실증화설비운영을통해축적된자료를기반으로경제성 기술이전 상용화전략을수립하는동시에, 현지기술이전을통한국내기술수준홍보및국내기업진출발판마련 ( 해외사례 ) 일본 NEDO에서도태국정부와협력하여카사바펄프를활용한바이오에탄올실증사업을전개, 실증플랜트운전현황검토후사업화를위한상용모델설계조사제시예정 (NEDO 보도자료, ) 31

37 Green Tech Review Ⅴ 결론 유가가장기적으로안정세를유지할것으로전망됨에따라, 전세계적으로바이오에너지등신재생에너지투자 개발이다소위축된상태유가및수급안정성으로인해신재생에너지개발및보급에대한정책적인지원동기약화그러나, 아직신재생에너지는화석연료대비가격경쟁력이미흡한상태이므로, 제도적지원 * 없이보급을확대하기어려운실정 * 특히바이오에너지는재생에너지중유일하게액체형태로가공 저장가능한장점이있으나, 오히려이러한특성으로인해타신재생에너지에비해화석연료와의직접적인대체재관계형성 바이오에너지역시여타신재생에너지와마찬가지로규제의존성이강한편이나, 에너지안보및산업적 * 측면에서전략적중요성유지 * 바이오액체연료는에너지활용용도외바이오화학제품의원료로활용가능셰일가스개발등으로인한바이오에너지개발에대한회의론이부상하고있으나, 셰일가스역시아직국내개발가능성이미지수인상태이므로에너지자립도향상에기여하기어려운상황또한, 모든에너지원은각기상이한장 단점 * 을보유하고있으므로, 에너지안보차원에서다양한에너지원확보 운영중 * 해당특성으로인해각국별로안정적에너지공급및에너지안보를위해국가현황에최적화된에너지믹스 (Energy Mix) 설정 바이오에너지의경제성확보, 시장자생기반마련등바이오연료상용화를위한선결과제해결에주력할필요정유업계와바이오연료업계와의대립양상으로인해정책적부침이격심하므로, 시장자생기반마련을위해양업계간상생관계구축이우선적으로해결요망 32

38 바이오에너지이슈분석및정책제언 특히우리나라는정유업계의반발로인해정책적부침 ( 浮沈 ) 이극심하였으며, 정책변경으로인한피해가전적으로중소기업이대부분인바이오디젤업계로전가 ( 13년 15개업체에서현재 9개업체만이생존 32) ) 바이오에너지의경제성확보는기술혁신으로극복하는것이최적의대안이므로, 안정적바이오매스수급체계구축과동시에고효율화생산기술개발에집중필요 32) 경제투데이, 바이오디젤업계도산위기에도정부, 수수방관, 일자 33

39 Green Tech Review 참고문헌 Ⅰ. 보고서및논문 - 환경부, 바이오연료 ( 바이오디젤, 바이오에탄올 ) 의환경 경제성분석및보급확대방안연구, BP, 에너지통계보고서, 환경부, 국가온실가스감축로드맵, 미래창조과학부, 기후변화대응핵심기술개발전략, OECD-FAO, Agricultural outlook , 농업기술실용화재단, 바이오에너지관련동향보고서, World Bank, Commodity Forecast Price data, 녹색기술센터, 녹색기술수준조사방법론개발연구, 녹색기술센터, 2013 녹색기술심층분석보고서, REN21, Renewable Global Status Report 2014, IEA, 2014 Energy Perspectives, Bloomberg New Energy Finance DB, Frankfurt school FS-UNEP Centre/BNEF, Global trends in renewable energy investment 2014 key finding, 곽종원외, 동 식물성유지혼합바이오디젤이기관성능에미치는영향, 한국농업기계학회 2014 춘계학술대회논문집, 김재곤, 지속가능한바이오연료의보급정책과기술개발동향, KIC News, Volume 16, No.2, 윤영만외, 일본바이오매스활용정책및기술현황, 한국유기농업학회제20권제4호,

40 바이오에너지이슈분석및정책제언 - 일본과학기술이노베이션종합회의, 과학기술이노베이션종합전략 2014, IEA, World Energy Outlook 2013, 정보통신산업진흥원, 브라질바이오에너지산업정책, 정책분석제25호, 한국수출입은행, 2010 신재생에너지분야별산업현황과해외진출 / 수출화전략, 산업통상자원부, 제4차신재생에너지보급계획 ( 안 ), 한국수출입은행, 2010 신재생에너지분야별산업현황과해외진출 / 수출화전략, 2010 Ⅱ. 참고사이트 1. 국내 - GS 칼텍스 : - 한국바이오안전성정보센터 : 1) &intCategory=7 2) =1&intCategory=3&strSearchCategory= s_name s_subject s_content &strs earchword= &intseq= ) intseq=73330&intcategory=3 - 경제투데이 : - 투데이에너지 : - 한국농촌경제연구원 : 35

41 Green Tech Review 2. 국외 - NTT data : - 미국에너지부 : 1) -cost-competitive-algal-biofuels 2) - 중국정부 : - 바이오매스매거진 : -funding-under-2-major-initiatives 36

42 바이오에너지이슈분석및정책제언 부록 분야별기업별주요현황 (GTC, 2013 녹색기술심층분석내용재정리 ) 품목기업, 국적생산품목과주요특징비고 ADM (Archer Daniels Midland), 미국 세계에서가장큰농업가공물관련기업으로주요생산품목은식품재료, 동물사료, 건강식품등이며, 이와더불어미국총생산량의 23% 수준인 1,070MGY ( 연간메가갤런 ) 의신재생에너지바이오에탄올을생산 Iowa 주를비롯해 5 개주에서 8 개바이오에탄올생산시설을갖춤 VeraSun Energy, 미국 에탄올생산량 230MGY 로미국에서두번째로큰바이오에탄올생산능력을가짐 - 바이오알코올 Cargill Inc., 미국 에탄올생산량 120MGY 를양산, Dow 와합작하여 Cargill Dow 유한회사를설립, 생분해성 Polylactic acid 생산 식품, 농작물, 사료, 에너지, 투자등다국적기업 Iogen, 캐나다 세계최초목질계에탄올생산시범공장운영 (40tonnes/day of biomass) Royal Dutch/Shell Gr.Petro Canada, 정부투자 Petrobras, 브라질 브라질의주요에탄올생산회사로, 연간에탄올생산량 4 십억리터 2005 년기준 5 백만리터수출 37

43 Green Tech Review 품목기업, 국적생산품목과주요특징비고 Lubrizol, 미국 연료유및윤활유첨가제, 코팅제, 모노머생산 - Infinium / BASF, 미국 연료유및윤활유첨가제생산 - Henkel, 독일 바이오디젤과글리세린을생산하며, 연속식공정으로 PFR 을이용한 2 단반응정제방식및증류방식을채택하였으나, 가압운전조건으로에너지비용상승 - 바이오디젤 Connemenn / OHM (CD Process), 독일 바이오디젤을생산하며, 연속식 2 단반응으로반응중글리세린을제거하고정제방식원심분리기를채택함으로써상압운전조건으로에너지비용절감 - Olmuhle Leer / ADM, 독일 바이오디젤을생산하며, CD Process 를채택 - MUW Bitterfeld, 독일 바이오디젤을생산하며, CD Process 를채택 - TME Biodiesel, 독일 바이오디젤을생산하며, High FFA feedstock 을사용 - NEW GmbH (Lurgi Process), 독일 바이오디젤을생산하며, 연속식 2 단반응으로 CSTR 반응기를채택하였으며, 상압운전조건으로에너지비용절감 - Diester, 프랑스 바이오디젤과글리세린을생산하며, Henkel 과같은생산과정 - 38

44 바이오에너지이슈분석및정책제언 국내바이오에너지분야연구수행동향 (GTC, 2013 녹색기술심층분석내용재정리 ) 기술분야주체연구내용 고려대, 단국대, 경기대 목질계바이오매스의전처리및효소적당화를통해바이오연료생산이가능하며화학적전처리방법인 dilute acid hydrolysis 알칼리전처리방법인암모니아수이용전처리방법은 SAA (Soaking in AqueousAmmonia) 방법을이용하여 rice straw 를전처리한연구, ammonia percolation 방법을이용한전처리 목질계바이오매스에너지화기술 창해에탄올연구소 ( 사 ) 한국가속기및플라즈마연구협회, 고려대 ( 원자력연지원 ) 알카리를이용한전처리반응기및친환경용매회수공정등을개발. 국내바이오매스자원인거대억새와보릿짚전처리연구를시행하고있음 물리적인방법인전자가속기를이용하여목초본계바이오매스전처리기초실험이수행됨 생명공학연구원 효모에서분리한분비시그날및분비융합인자를초고속선별하여고분비생산균주를생산하는기술을개발하였으며, 이기술을이용하여당화용효소를효모로부터대량생산가능할것으로기대됨 바이오에탄올생산기술 지경부 농촌진흥청바이오에너지작물센터 바이오에너지및석유화학대체소재개발사업은다수진행되고있어발효및전환공정기술은상당한기술에도달하고있으나섬유질계바이오매스원료확보나전처리 / 효소당화등을통한당질확보기술은선진국에비해상당히열악한상황임 최근거대억새에서바이오에너지원료를대량확보하고바이오에탄올을생산하는시험공장이완공되었음. 바이오에너지용억새 ʻ 거대 1 호 ʼ 시범단지 148ha 를완성해 2014 년말부터에너지화가가능한수확물을해마다 3 천 ~4 천톤을공급할수있게되었으며, 이시험공장은하루 100kg 의억새원료를처리해 15L 의무수에탄올을생산할수있는규모로국내에처음으로적용된설비임. 억새마른줄기를수확해바이오에탄올을만들면시범단지에서해마다 60 만 ~80 만리터를생산 39

45 Green Tech Review 기술분야주체연구내용 GS 칼텍스, SK 에너지 2000 년대중반이후, 유가상승및환경이슈에따라바이오매스를이용한차세대바이오연료인바이오부탄올생산연구가재추진됨 카이스트, 한국화학연구원 연구개발은주로고농도 고효율바이오부탄올생산을위한균주개발과부탄올독성에의한효율저하를해결하기위한발효공정개발과분리정제에너지저감을위한분리정제공정개발에초점을맞추고있음 바이오부탄올생산기술 수도권매립지공사, 광운대 GS 칼텍스 국내에대량으로존재하는수도권매립지폐목재를대상으로바이오부탄올생산타당성연구. 매립지의건설폐목재의경우강산전처리당화공정및발효저해물질제거공정을거칠경우바이오부탄올생산에문제가없음을확인한상태임. 특히폐목재의경우에는다른여러가지전처리당화공정에비하여강산전처리당화공정의적용성이큰것으로나타났음 기존균주에비해부탄올생산성과선택성을월등히향상시킨균주, 흡착추출공정을이용한고생산성의발효공정과에너지를획기적으로절감할수있는새로운분리정제공정등핵심요소기술개발을성공하였으며, 일 80L 규모의 Pilot 플랜트를건설, 운전하여요소기술의검증및실증을위한공정설계, 운전기술을개발완료하였음. 최근에는폐목재등의셀룰로스계바이오매스원료를이용한바이오부탄올생산기술개발을진행하여 Pilot 규모의플랜트를구축, 운전하고있음 한국화학연구원, SK 에너지 발효를통해생성된부틸릭산을생산하고이를화학촉매를이용하여부탄올로전환하는 2 단계부탄올생산공정개발을진행하여 Pilot 규모에서기술검증을완료하였음 40

46 Green Tech Review No.2- August 저자소개 전은진연구원 GTC 정책연구부전화 이메일 한수현연구원 GTC 정책연구부전화 이메일 발 행 2014년 8월 발행인 성창모 발행처 녹색기술센터 (GTC) 서울특별시중구충무로 3가 60-1 남산스퀘어 17층 인쇄처 나모기획 ( )

47 42 Green Tech Review

제 6 장국 내외휘발유대체바이오에너지의기술개발연구현황분석 한국석유관리원녹색기술연구소 김재곤박사 국외휘발유대체바이오에너지의기술개발연구동향 미국과 모두다양한대체에너지를개발보급하기위해정책적노력을집중하고있으며제 세대바이오연료생산기술개발에주

제 6 장국 내외휘발유대체바이오에너지의기술개발연구현황분석 한국석유관리원녹색기술연구소 김재곤박사 (jkkim@kpetro.or.kr) 국외휘발유대체바이오에너지의기술개발연구동향 미국과 모두다양한대체에너지를개발보급하기위해정책적노력을집중하고있으며제 세대바이오연료생산기술개발에주력하고있음 즉 비식용원료인목질계원료로부터자국의휘발유대체연료인바이오에탄올기술개발에집중하고있는실정임