안정적인 에너지 생산이 가능한 바이오매스

바이오매스는 문명이 시작할 때부터 사용해온 아주 오래된 에너지원이자
사회 활동에서 산출되는 자연스러운 에너지원이다. 이러한 것들은
에너지원으로 활용하지 않아도 사회에서 결국 처리해야 하므로 더욱
적극적인 자세로, 혹은 자원을 선순환하는 관점에서 바이오매스를 에너지로 활용하려는 움직임이 전 세계에서 진행되고 있다.
Project Ⅰ | 글 김기환 에너지경제연구원 신재생에너지연구실 부연구위원 그림 이은호

우리나라의 전체 에너지 생산량 중 신재생에너지가 차지하는 비중은약 5%(4.81%, 2016년 기준)로, 이 중 바이오매스를 이용한 에너지 생산량 비중은 전체 신재생에너지 대비 20%에 해당한다. 발전량 기준으로는 신재생에너지 7.24%, 바이오에너지는 전체 신재생에너지 전력 생산량 중 15.3%에 이른다. 바이오에너지는 태양광, 풍력, 연료전지 등 다른 신재생에너지원과 달리 다양한 발생원을 포함한다.

바이오매스의 세부 자원으로는 임산·농산·축산·도시 폐기물이 있다. 더 세부적으로 살펴보면, 임산폐기물은 우드펠릿, 우드칩 등을 생산하는 데 쓰이거나 직접 연소시켜 열, 전력 등을 생산할 수 있다. 농산폐기물은 볏짚, 왕겨, 미강 등 수도작에서 생기는 부산물과 전정가지 등 과수 과정에서 생기는 부산물로 분류할 수 있다.

축산폐기물은 우분, 계분, 돈분 등 가축 분뇨를 말하며, 퇴비나 액비 등으로 가공되어 사용처에 맞도록 거름으로 사용되기도 하고 고형화해 에너지설비의 원료로 투입되거나, 바이오가스를 생산하는 설비에서 바로 에너지화하기도 한다. 도시폐기물 중 음식물쓰레기, 음폐수 및 하수슬러지 등도 바로 바이오가스를 생산하거나 고형화해 에너지 설비의 원료로 사용되기도 한다.

이렇게, 전력을 주로 생산하는 다른 신재생에너지원에 비해 바이오에너지는 액체, 기체, 고체 형태로 모든 화석에너지를 대체할 수 있으며, 열부문과 전력 등 모든 최종에너지를 생산할 수 있어 용도가 다양한 청정에너지라고 할 수 있다. 목재펠릿의 총 CO₂ 배출량은 18.1톤/년이지만, 석유는 204.8톤/년, 석탄은 210톤/년으로, 목재
바이오매스를 발전에 이용하면 탄소배출량을 크게 절감할 수 있다.

이렇게 발생원별로 성상이 상이하며 각각의 원료 시장 및 산출물 시장의 상황이 다르고, 원료 수집에서 에너지화까지 비용도 다르기때문에 신재생에너지원 중에도 바이오매스는 복잡하다고 할 수 있다.

바이오에너지 분류 체계

바이오에너지와 관련된 이슈도 다양하다. 그중에서 우선 우리나라 분류체계와 세계 기준의 분류체계가 어떻게 다른지 살펴보자. 우리나라에서 신재생에너지는 신에너지와재생에너지를 일컫는 말로, 이 두 개념은 같은 법의 적용을 받는다.

신에너지는 기존 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소·산소 등의 화학반응을 통해 전기 또는 열을 이용하는 에너지이고, 재생에너지는 햇빛·물·지열(地熱)·강수(降水)·생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지다.

바이오에너지는 재생에너지에 속하고 바이오가스, 매립지가스, 바이오디젤, 우드칩, 성형탄, 임산연료, 목재펠릿, 폐목재, 흑액, 하수슬러지 고형연료, Bio-SRF, 바이오중유를 그 대상으로 규정한다. 생물유기체를 변환시켜 얻는 기체·액체·고체 연료 혹은 이러한 연료를 연소 또는 변환시켜 얻어지는 에너지를 바이오에너지로 통칭한다.
유럽에서는 재생 가능한 부분으로 이루어진 고형 연료인 SRF(Solid Recovered Fuel) 를 우리나라에서는 Bio-SRF로 부르기 시작했고, 폐기물에너지로 분류되는 한국식 SRF를 사용하고 있다. 해외에서는 재생이 불가능한 부분은 재생에너지로 인정하지 않지만, 현재 국내 기준으로는 비재생에너지도 신재생에너지로 인정해주고 있는 상황이다.

관련 제도 지원 필요 

다른 하나는 환경오염 및 지역 수용성 관련 이슈다. 악취와 환경오염의 원인 중 하나인 각종 가축 분뇨, 가축 폐기물, 음폐수, 하수슬러지 등을 활용해 에너지화하는 것은 사회적으로 권장할 만한 사안이다. 그러나 이러한 설비가 특정 지역에 들어설 경우, 지역 주민의 동의를 얻어야 한다. 즉, 바이오매스는 잘 처리해 바이오가스 및 액비·퇴비 제조로 이용하는 자원순환의 구축이 중요하지만, 에너지화 시설의 직·간접적인 영향을 받게 되는 지역 주민의 입장에서는 동의를 얻기 위한 적절한 보상 체계나 홍보가 꼭 필요하다. 이러한 걸림돌의 중요한 원인일 수 있는 경제적인 문제나 환경적인 문제를 해결하기 위한 정책 지원과 기술 개발 등이 수용성 문제를 해결하는 데 기여할 수 있다.

정책적 측면에서의 이슈도 있다. 바이오에너지 등 신재생에너지를 이용해 전력을 생산할 경우 전력시장에서는 인센티브를 제공해 경제성이 부족한 부분을 보완해 신재생에너지 보급을 확대하고 있다. 그러나 바이오매스는 전력을 직접 생산하는 것 외에도 에너지 원료를 생산하거나, 1차 에너지 중 열, 가스 등을 생산하는 비중이 많은 부분을 차지한다.

국내 에너지 소비의 30% 이상이 열에너지임을 고려할 때, 바이오매스의 보급 확대를 위해서는 관련 제도 지원이 절실한 실정이다. 독일, 덴마크 등 선진국에서는 지역 냉난방이 활성화되어 있고 지역 냉난방과 신재생에너지를 결합하려는 노력이 이루어지고 있는데, 이러한 측면에서 자연스러운 모습이다. 신재생에너지 열 의무화 정책(Renewable Heat Obligation; RHO) 등 지원 정책을 더 다양화하면 바이오에너지의 보급을 더 촉진할 수있을 것이다. 우리나라의 경우, 국가가 실시하고 있는 친환경에너지타운 정책이, 비록 에너지 보급 규모는 크지 않더라도, 지역 에너지와 신재생에너지를 결합한 좋은 예라고 할 수 있다.

바이오매스 적극적으로 활용해야

한 국가의 신재생에너지 포트폴리오의 관점에서도 국내 산업여건, 전 세계적 트렌드를 고려할 때 태양광, 풍력을 중심으로 보급이 빠르게 증가하고 있는 추세지만, 이들은 대표적 변동성 재생에너지이므로, 안정적으로
공급할 수 있는 신재생에너지의 보급이 필요하다. 바이오매스는 어느 정도 이를 위한 대체 방안이 될 수 있다.

또 바이오에너지는 여러 가지 에너지원을 안정적으로 생산할 수 있다. 앞으로 3020 신재생에너지 이행 계획에 따라 신재생에너지의 비중이 점차 늘어나면 국가적인 규모보다지역 에너지의 중요성이 더 강조될 것이므로 바이오매스의 적극적인 활용과 관련해더 많은 논의가 필요할 것으로 생각한다.