스웨덴의바이오에너지활용현황 한국연구재단국제협력센터스웨덴사무소 류영대소장 Ⅰ. 개요 5 1. 스웨덴의바이오에너지역사 5 2. 스웨덴의바이오에너지이용현황 6 Ⅱ. 동향분석 7 1. 스웨덴바이오에너지동향 7 2. 스웨덴바이오에너지관련산업동향 9 Ⅲ. 향후전망 10 < 참고문

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1 스웨덴의바이오에너지활용현황 한국연구재단국제협력센터스웨덴사무소 류영대소장 Ⅰ. 개요 5 1. 스웨덴의바이오에너지역사 5 2. 스웨덴의바이오에너지이용현황 6 Ⅱ. 동향분석 7 1. 스웨덴바이오에너지동향 7 2. 스웨덴바이오에너지관련산업동향 9 Ⅲ. 향후전망 10 < 참고문헌 > 11 스웨덴의바이오에너지활용현황 _3

3 Green Technology Trend Report 스웨덴의바이오에너지활용현황 한국연구재단국제협력센터스웨덴사무소 류영대소장 Ⅰ. 개요 1. 스웨덴의바이오에너지역사스웨덴은에너지수입의존도가비교적높은국가로화석연료의사용에따른환경문제및석유에너지고갈이라는난제에부딪히게되었다. 스웨덴정부는바이오에너지를비롯한재생에너지원개발에노력을기울여왔다. 그결과, 1970년대중반부터화석연료에대한의존을점차줄이기시작하여, 석유파동을정점으로의존도가크게감소하였다. 바이오에너지는스웨덴산업부문의에너지공급뿐만아니라국가전체지역난방시스템의전기및난방생산에있어서매우중요한에너지원이다. 스웨덴의경우풍부한농 산림및토탄지의천연자원을비롯해관련지식및우수연구그룹을보유하고있으며, 바이오에너지산업이잘발달되어있다. 스웨덴은오일및석탄의사용을꾸준히감소시키고지원금, 세금등을통해바이오매스사용을장려하여왔다. 특히, 2006년스웨덴정부는 2020년석유사용량 Zero 목표를세우고이를달성하기위해바이오에너지부문에집중적인투자를실시하여관련분야에서선도적인역할을하고있다. 스웨덴이바이오에너지시스템을성공적으로적용시킬수있었던이유에대해스웨덴바이오에너지협회는 스웨덴이산림이풍부한반면, 화석연료가부족하다는점이비교적수월하게새로운시스템을도입할수있었고적극적인정책도입을통해국내시장의발전도꾀할수있었다 고설명하였다. 1970년대초부터꾸준히감소해온스웨덴의이산화탄소배출량은상당부분원자력발전의공이컸다고할수있다. 지역난방이용의확대와방대한양의바이오매스의에너지이용도탄소배출량저감에크게공헌하였다. 뿐만아니라바이오에너지에대한스웨덴정부의지원노력도컸다. 1980년까지스웨덴정부는나무조각, 토탄, 나무껍질보일러를포함한 600여개의고형연료 (solid fuels) 연소프로젝트에약 1,300 백만스웨덴크로나를투자한바있으며, 관련연구, 프로토타입시설및시범시설에대한투자도시행하였다. 1981년에는오일대체자금 (Oil Replacement Fund) 이바이오연료및토탄을이용하는기술지원금으로지급되었다. 그러나토탄사용에대한지원금지원정책은큰효과를거두지는못한것으로분석되었다. 1991년에는탄소세가도입되었으며, 국회는열병합발전및전기생산에 스웨덴의바이오에너지활용현황 _5

4 1,000 백만스웨덴크로나를, 바이오연료의개발에는총 625백만스웨덴크로나를지원하는법안을승인하였다. 이러한여러가지지원에힘입어스웨덴의바이오연료이용은 1980년 ~2000년사이에 2배이상증가했다. 2001년에는바이오에너지가총 98 TWh에달했는데, 이는원자력에너지를제외할경우전체에너지공급의약 20% 에해당하는양이라고할수있다. 지난 1990년 1차에너지공급원의약 12% 를차지하던바이오에너지는 2010년에는 22% 로증가하였다. 2003년에는전기증명서시스템 (electricity certificate system) 이라는재생에너지분야지원정책이실시되었는데, 이는전기공급자들이일정량의전기공급을재생가능에너지원을이용하여공급해야하며, 그가치에해당하는증명서 (certificate) 를구입하여야한다는것을주요내용으로하고있다. 그밖에도스웨덴국회는기후분야에 Klimp 펀딩, 약 2,000 스웨덴크로나지원 ( 안 ) 을 2003~2008년에승인한바있다. 동지원금은지역단체및기업, 개인을대상으로하는지원금으로기후영향감소를위한투자를목적으로지원되었다. 바이오에너지이용증가와더불어바이오에너지시장도성장하였다. 매년바이오연료생산량은 3~4 TWh씩증가하였으며, 앞으로도지속될것으로예상된다. 2001년 717대에불과하였던바이오에탄올차량 (E85 flexible vehicle) 대수는 2010년 5월기준으로 195,545대로증가하였고현재전세계에서가장많은 600여대의바이오에탄올버스가스웨덴에서운행되고있다. 현재스웨덴에너지시스템에있어서바이오에너지연료에의한전기생산량이수력에의한전기생산량보다많은상황이며, 스웨덴바이오에너지협회 (Svebio) 에따르면앞으로도스웨덴은바이오에너지사용량을두배이상증가시킬수있는잠재력을가지고있다. 2. 스웨덴의바이오에너지이용현황스웨덴의재생가능에너지사용비율은 1990년 33% 에서 2010년에는 48% 로꾸준히증가해왔는데, 현재스웨덴의재생에너지구성현황을보면바이오매스가 18%, 수력발전이 10%, 기타 ( 풍력, 태양력, 유기성폐기물등 ) 가 2% 로바이오매스가차지하는비율이가장높다. 특히, 스웨덴은면적의절반이상이숲으로이루어져있어서바이오에너지이용에큰이점이있다. Svebio의분석에따르면 EU의재생가능에너지이용촉진법 (Rrenewable energy directive, RED) 을기준으로하여스웨덴의총재생가능에너지가차지하는비율은 1990년 33% 에서 2010년 48% 로증가하였으며이는 EU가설정한 2020년스웨덴의달성목표인 49% 에서약 1% 만남은상태이다. 이처럼스웨덴에서최근몇년간재생가능에너지비율이급속도로성장하게된주요원인으로는바이오에너지의이용량이증가했기때문이다. 스웨덴의재생에너지사용현황에서수력발전이바이오에너지발전다음으로많은에너지를생산하고있으며, 풍력발전이에너지공급에서차지하는비율은비교적미미한편이다. 스웨덴에너지청및스웨덴바이오에너지협회 (Svebio) 의통계에따르면, 2010년도스웨덴에서바이오에너지가최종에너지에사용되는에너지원중 31.7% 를차지해, 그동안가장높은사용률을보였던석유 (30.8%) 를제치고가장높은수치를기록했다. 스웨덴이생산하는전기는총 614 TWh(2010년기준 ) 에달하는데, 그중화력에너지가 190 6_ 녹색기술동향보고서 (

5 TWh(30.9%), 원자력발전 166 TWh(27.0%) 로나타났으며, 그다음으로바이오연료가 135 TWh(22.0%) 를차지하였다. 전기생산에쓰이는연료별공급량을살펴보면, 1990년대까지오일이가장많은양을차지하였으며, 2000년대에들어서면서부터전기생산에바이오연료가가장많이공급되었고, 그뒤로석탄, 오일, 천연가스, LPG가공급되었다. 바이오에너지는산업용, 난방용, 운송분야의세부문에서활용되고있는데, 부문별이용현황을살펴보면, 산업용부문이전체에너지의약 50% 를차지하고있으며, 지역난방및열병합발전 40%, 주택난방 10%, 도로운송에 2% 가사용되고있다. 산업용은주로펄프생산공장및제재소에서이용되고있으며, 난방용은탄소세및에너지세부과로인해바이오매스를이용한지역난방을위해사용하고있다. 스웨덴정부는석유및가스난방자치를바이오매스및태양열 지열등의재생가능에너지난방장치로교체할시에설치비의 30% 를환급해주는혜택을제공하여재생에너지사용장려에나섰다. 운송분야의경우 5% 이상의운송연료가에탄올, 바이오디젤, 바이오가스등의바이오연료로사용되고있다. 또한스웨덴은 EU 회원국으로서바이오연료비중을증가시키겠다는목적으로특별위원회를설치하였고, 에탄올주유소설치확대및친환경차량에대한보조금지급, 도심진입시혼잡세부과등의다양한조치를취하고있다. 그밖에도스웨덴에너지청은난방에이용되는화석연료의양을점차감소시켜최종적으로화석연료를사용하지않을계획을가지고있으며, 더나아가전기, 지역난방을이용하는가구는바이오연료및열펌프로전환하도록하겠다는비전을제시하였다. 이계획이실행될경우펠릿사용이약 5 TWh 정도로소규모증가될것으로예상되며, 이를실현하기위해서는전기, 지역난방변환을위한혁신시스템의개발및태양열난방이용을결합시키는난방시스템개발이필요하다. 2013년스웨덴은약 600개의지역난방시스템을보유하고있으며, 바이오연료를이용한지역난방은꾸준히증가하였다. 스웨덴총지역난방공급의 2/3가바이오연료를이용하고있으며, 이는지속적인연구및정책실행결과이다. Ⅱ. 동향분석 1. 스웨덴바이오에너지동향 가. 바이오에너지분야발전가속화스웨덴은산림이풍부해방대한양의바이오매스원료를보유하고있을뿐만아니라바이오에너지를이용한난방시장이지속적으로성장하고있어서, 스웨덴의바이오에너지산업은성장잠재력이매우높다. 2010년에스웨덴의바이오에너지생산량이 135 TWh에달했으며, 바이오에너지생산량증가를기준으로할때 2050년에는약두배가증가한 230 TWh에달할것으로예상된다. 스웨덴의바이오에너지활용현황 _7

6 스웨덴에너지청은 2020년까지바이오에너지가스웨덴의주요에너지원이되도록여러가지정책적지원을진행할계획이다. 나. 대규모펠릿이용증가바이오에너지분야중에서도스웨덴에서는오일이나전기보다훨씬저렴하면서유해가스배출량이적은펠릿보일러의사용이증가하는추세이다. 펠릿은사용이간편할뿐만아니라에너지효율이높아일반가정이나중소규모산업체에서오일대체용바이오연료로각광받고있다. 특히, 스웨덴은산림이울창해목재및펄프제지산업이잘발달돼있으며, 이들산업체에서나오는산림부산물을이용해만든펠릿이차세대대체에너지원으로주목받고있다. 펠릿은직경이약 25mm정도되는작은크기의나뭇조각모양을하고있으며, 톱밥이나나무칩을원료로제작된다는특징이있다. 펠릿의에너지용량은톤당약 4.9MWh, 체적은약 600~700kg/ m3정도로, 오일 1m3를대체하는데 2~3m3의펠릿이필요하다. 특히, 펠릿은연소후남는재의양이 0.5% 미만이고이산화탄소배출량이일상생활에서나무가흡수하는양과거의동일하며, 오일연료와비교해이산화황배출량이거의없으므로지구산성화방지효과도있다. 뿐만아니라, 크기가작고가벼워보관과운송이용이해일반가정에서도손쉽게사용할수있다는장점이있다. 펠릿을이용하는연소장치로는가정용보일러와오븐, 산업용가열장치가있는데, 연소시스템은크게보일러부분과펠릿공급장치 (Feeding screw) 로구성된다. 펠릿과오일 / 전기간의연료비를비교해보면펠렛이 0.3~0.5SEK/kWh, 오일 0.7~0.75SEK/kWh, 전기 0.75~1SEK/kWh 로서, 가정용난방시스템을펠릿보일러로교체할경우연간 5000~7000SEK 정도의비용절감효과가있는것으로추산된다. 펠릿은 Shell, Statoil 등세계적인원유회사들이핵심사업으로도입할만큼주요대체에너지원으로부상하고있다. 특히, 스웨덴은미국에이어세계 2위의펠릿생산국가로현재약 80개의생산업체가있으며, 2000년부터생산량을매년 30~40% 씩증가시키고있다. 2003년 113만톤에불과하던스웨덴의펠릿수요량이 2008년에는 185만톤으로 64% 이상증가했고 2008년기준일반가정의펠릿수요량도 2003년대비 10% 이상늘면서전체시장의약 36% 를차지한것으로집계되었다. 한편이와같은증가세가향후지속되면 2014년스웨덴의펠릿수요는 300만톤을상회할것으로추산된다. 현재스웨덴남동부에소재한크리스티안스타드 (Kristianstad) 주의 43개자치시는학교와가정에펠릿난방시스템을도입하여, 오일사용량약 1,000m3를 2,100톤펠릿으로대체함으로써연간약 3,000톤정도의이산화탄소배출량감소효과를거둔것으로나타났다. 다. 바이오매스스웨덴에너지청 (SEA) 에따르면, 2025년까지바이오매스를이용한에너지생산량이현재의 8.5 Mtoe에서 11 Mtoe로크게늘어날것으로추정된다. 한편재배기술의개선을통해앞으로에너지작물의생산도증가할전망이며, 스웨덴의주요에너지원작물로는밀 ( 에탄올 ) 귀리 8_ 녹색기술동향보고서 (

7 ( 난방 ) 짚 ( 난방 ) oil seed rape( 바이오디젤 ) salix( 버드나무류, 난방 ) reed canary grass( 갈대류, 난방 ) 등이있다. 바이오가스의연간생산량도현재의 0.1Mtoe에서 1.2Mtoe로늘어날전망이다. 바이오매스분야의경쟁은점점더치열해질것으로예상되는데, 에너지작물추수시스템의기후의존도를낮추고지속가능한에너지잠재성을위한쓰레기의연료이용최적화를이루는것이중요하다. 또한토탄의수확이환경적기후적여건에따라달라진다는점을감안하여, 바이오가스의생산증가도중요하다고할수있다. 라. 바이오에너지관련연구개발바이오에너지와관련한갖가지 R&D의중요성도대두되고있다. 농 산림으로부터얻어지는바이오에너지의범위가확대될경우생산성및에너지효율을증가시키기위한연구개발이필요하다. 현재스웨덴정부에서는장기적인화석연료대체정책실현을위해조세감면혜택이외에도연구개발 (R&D) 에대한투자인센티브제공과투자보조금지급으로바이오에너지개발을장려하고있으며, 바이오에너지관련국내외유관기관들과도활발한협력관계를구축하고있다. 그러나바이오에너지생산을증가하는것은환경적목표와상충하게될위험성도뒤따른다. 따라서스웨덴에너지청은스웨덴의바이오에너지사용및생산이국가적환경목표에상충되지않으면서 EU의지속가능성조건에부합하도록여러가지분야의연구개발이뒷받침되어야함을강조하고있다. 우선적으로다양한방법을활용한바이오에너지생산이환경에끼치는영향을조사해야한다. 이를토대로환경적목표와바이오에너지생산간의균형을맞추기위한가이드라인을설정할필요가있다. 2. 스웨덴바이오에너지관련산업동향 가. 바이오메탄가스생산및산업동향린셔핑시바이오가스프로젝트는지난 1990년대초인구 10만명의린셔핑지방정부가바이오가스생산을위한연구개발을진행하면서시작되었으며, 1996년생산라인을완공해오늘에이르고있다. 현재이곳에서는린셔핑내축산농가에서나오는축산분뇨와도축창의부산물, 식품제조업체와가정에서수거되는음식물쓰레기및하수슬러지등으로구성된 30여가지물질에서 5단계처리과정을통해바이오메탄가스추출하고있다. 특히, 주원료로사용되는도축장슬러지와축산분뇨는다른물질에비해단백질을다량함유하고있어서 kg당에너지발생효율이매우높은것으로알려져있다. 생산시설에집결되는연간쓰레기는약 10만톤에달하는데이를이용한바이오메탄가스추출은 5단계의과정을거쳐이루어진다. 현재린셔핑시내에서운영되는시내버스 70대모두와택시및일부승용차들이바이오메탄가스를자동차연료로사용하고있다. 세계최초로바이오메탄가스를이용한기차가린셔핑에서 스웨덴의바이오에너지활용현황 _9

8 시험운행되고있는데, 최고시속 130km의속도를낼수있으며, 소음을적게내는것이특징이라고할수있다. 린셔핑지자체에서는바이오메탄가스를연료로사용하는친환경자동차에한해톨게이트비용과주차료를면제해줌으로써주민들의호응을얻고있다. 나. 스웨덴, 액화바이오가스생산및투자스웨덴이신재생에너지로각광받는바이오가스를기체상태가아닌액체상태로생산하기시작하면서, 향후관련업계의새로운트렌드를이끌어갈것으로예상된다. 스웨덴북쪽지방에위치한순드스발콤뮨 ( 자치시 ) 은스웨덴지방정부로는처음으로액화상태의바이오가스를생산하여, 쓰레기수거차량의연료로사용하기시작하였다. 스웨덴중앙정부와지방정부들은신재생에너지인바이오가스프로젝트에대폭적인투자를실시하였는데, 순드스발콤뮨은이들보다한발앞선상태로, 일반바이오가스에비해에너지효율이높은액화바이오가스를생산하고있다. 압축된바이오가스의경우에는향후수요를대비해저장하는것이용이하지않아생산량이나생산속도에맞추어소비해야하는단점이있었다. 반면, 액화바이오가스는이와달리저장및보관이용이하다는장점이있다. 특별생산로에서생산한후별도의저장탱크에보관이가능하여압축바이오가스에비해훨씬경제적이며효율적인것으로알려져있다. 특히, 액화바이오가스는압축상태의바이오가스에비해 5배나많은양을한꺼번에수송할수있고탱크차량이나액화가스운반차량등을사용해쉽게운반할수있어서유통면에서도훨씬효율적이라고할수있다. 그밖에도수송횟수를대폭감소할수있어서운송시의이산화탄소배출량도현저하게줄일수있다는장점이있다. 순드스발콤뮨은 2009년가을부터액화바이오가스를생산하고, 여기에서생산된액화바이오가스를콤뮨에서운영하는쓰레기수거차량 2대의연료로사용하고있다. 또한순드스발콤뮨은 2008년 11월, Scandinavian GtS사, 가스회사 AGA, 지역수도회사인 Mitt Sverige Vatten 사와액화바이오가스공장건립계약을체결하였으며, 이와함께액화바이오가스를연료로사용할수있는쓰레기수거차량 2대를별도로운영하고있다. 2009년 6월에완공된액화바이오가스생산시설은같은해 9월부터본격적인생산에들어갔으며, 현재하루평균약 1,200리터의액화바이오가스를생산하고있다. 생산규모로볼때그리큰편은아니지만스웨덴지방정부중에서가장먼저액화바이오가스를생산했다. 액화바이오가스의주원료는양잿물찌꺼기이며, 생산된액화바이오가스는섭씨영하 162도에서보관된다. 극저온에서보관하기때문에액화상태의바이오가스는압축바이오가스에비해순도가훨씬높고세제곱미터당에너지발생율이훨씬높다. Ⅲ. 향후전망 대부분의유럽과스웨덴이다른점은, 스웨덴은풍부한바이오연료국내자원을보유하고있다는점이다. 어떻게스웨덴이바이오에너지를사용하고발전시켜나갈것인가하는것은스웨덴 10_ 녹색기술동향보고서 (

9 정부의환경문제에대한인식및활용기준에영향을받을것으로전망된다. 스웨덴의바이오산업사례와같이스웨덴은소똥등축산분뇨, 도축창의부산물, 음식물쓰레기및하수슬러지를처리해바이오메탄가스를생산하고이를자동차의연료로사용하는기술이상당히앞서있다. 스웨덴순드스발콤뮨에서이용하고있는액화바이오가스는운반의용이성과높은에너지효율성으로인해성장가능성이높으므로지속적으로사용량이증가할것으로전망된다. < 참고문헌 > 1. 스웨덴에너지청, 홈페이지 2. 스웨덴에너지청, Energy in Sweden 스웨덴에너지청, Energiindikatorer 스웨덴에너지청, Swedish Energy Reasearch, 스웨덴에너지홈페이지, 6. 스웨덴바이오에너지협회홈페이지, 7. 스웨덴바이오에너지협회 SVEBIO, Fokus Bioenergi NR Bioenergi en översikt 8. 스칸디나비안바이오가스, 스웨덴의바이오에너지활용현황 _11

2009_KEEI_연차보고서

2009_KEEI_연차보고서 http://www.keei.re.kr KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE KEEI ANNUAL REPORT 2010. 5 KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE 3 KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE 4 KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE 5 KOREA ENERGY