탄소중립 실현을 위한 또 하나의 대안, 바이오에탄올

바이오에탄올은 옥수수, 사탕수수, 곡물, 폐기물 등과 같은 생물학적 유기물을 발효시켜 얻는 에탄올을 말한다. 바이오에탄올은 화석 연료와 달리 온실 가스 배출량이 적고 재생 가능한 에너지원이라는 장점이 있습니다. 따라서 바이오에탄올은 친환경 자동차 연료로 주목받고 있다.


2021년 기준으로 세계 바이오에탄올 생산량은 약 150억 리터로, 미국이 가장 많은 51억 리터를 생산하고 있다. 그 뒤를 브라질(36억 리터), 유럽연합(24억 리터), 중국(17억 리터)이 차지하고 있으며, 한국은 2021년 약 1억 리터의 바이오에탄올을 생산했다. 2022년에는 약 1674억 리터의 바이오에탄올이 생산되면서, 2021년 대비 2.5% 증가했다.

바이오에탄올은 자동차 연료로 사용되는 것 외에도 화학 산업, 섬유 산업, 식품 산업 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 바이오에탄올은 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경 에너지원으로서 앞으로 그 수요가 더욱 증가할 것으로 전망되고 있다. 하지만, 바이오에탄올도 몇가지 해결해야 할 문제점을 가지고 있다. 옥수수, 사탕수수, 곡물 등과 같은 식량자원을 원료로 사용하기 때문에 식량 가격 상승을 유발할 수 있으며, 바이오에탄올의 생산 과정에서도 온실 가스가 배출되며, 이는 화석 연료의 생산 과정에서 배출되는 온실 가스보다 적지만 여전히 온실 가스 배출량을 증가시킬 수 있다는 점이다. 또한, 가솔린보다 에너지 밀도가 낮기 때문에 연비가 떨어질 수 있으며, 휘발성이 높아 관리에 주의가 필요하다.

​국제사회는 탄소저감을 위해 2~30년 후가 아닌 즉각적인 노력을 촉구하고 있다. 지난 3월 개최된 유엔 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체’(IPCC)가 만장일치로 승인한 ‘IPCC 제6차 평가보고서’ 도 기후변화에 대응하기 위해 앞으로 10여 년간의 통합적이고 단기적인 대응을 요구하고 나섰다.

이에 바이오에탄올이 수송부문의 탄소중립 실현을 위해 대안 중 하나로 거론되고 있는 상황이다. 미국, EU, 일본, 중국 등을 비롯한 세계 60개국에서 대기환경 개선, 온실가스 감축에 기여하고 화석연료를 대체하기 위해 바이오에탄올을 도입하고 있다. 우리나라는 현재 경유차에 한해서 바이오디젤을 3.5% 혼합하는 신재생에너지 연료 의무혼합제도(Renewable Fuel Standard)를 시행하고 있다. 나아가 산업통상자원부는 친환경 바이오연료 확대방안을 발표하며 2030년까지 바이오디젤의 의무혼합비율을 8%로 상향하고, 내년부터 공공기관 차량을 대상으로 바이오에탄올을 혼합하여 사용하는 시범사업을 진행하겠다고 밝혔다.



​한국자동차기자협회, 주한미국대사관, 미국곡물협회는 ‘2050 탄소중립 실현을 위한 친환경연료의 역할’을 주제로 개최된 ‘2023 친환경연료 국제 심포지엄’에서는 이러한 바이오에탄올 보급의 현황과 전망, 자동차 산업에서 바이오에탄올의 역활 등에 대한 내용들이 발표되었다.

먼저 심포지엄 1부에서는 세계 각국의 탄소중립 정책과 바이오에탄올 정책 추이, 수명 주기 분석(LCA) 바이오에탄올 혼합 연료 차량 및 인프라 호환성 등에 대한 각국 전문가들의 견해를 들어보는 자리가 마련됐다. 실제로 미국, EU, 일본, 중국 등을 비롯한 세계 60개국에서 대기 환경 개선, 온실가스 감축에 기여하고 화석연료를 대체하기 위해 바이오에탄올을 도입하고 있다. 그중 47개국이 바이오디젤과 바이오에탄올을 같이 사용하고 있다. 우리나라는 바이오디젤 혼합정책은 도입했지만 지난 수년간 충분한 검증이 이뤄졌음에도 불구하고 바이오에탄올 정책도입은 미뤄지고 있다.



마이크 로렌즈(Mike Lorenz) 글로스 에너지 수석부사장은 “기후 변화로 인해 즉각적인 탄소 감축이 필요한 상황에서 바이오에탄올은 진입장벽이 가장 낮고, 즉각적인 효과를 볼 수 있는 해결책”이라며 “미국, 캐나다, EU, 브라질 등 세계 60여 개의 국가에서 바이오에탄올 정책이 도입되어 운영되고 있으며, 특히 미국은 바이오에탄올의 생산량을 점진적으로 늘려왔다”고 세계 각국의 바이오에탄올 정책 현황을 전했다.

르웨나 토레스 오도네즈(Rowena Torres-Ordonez) 에탄올 기술 자문 컨설턴트는 “미국은 지난 50여 년간 바이오에탄올이 10% 혼합된 연료를 사용해왔고 필리핀과 같은 아시아 국가에서도 같은 연료를 오랜 기간 사용했지만 자동차나 공급 인프라에 전혀 문제가 없었다”라고 말했다. 이어 “지난 2021년 미국 국립재생에너지연구소의 연구에 따르면 한국을 비롯한 전 세계의 거의 모든 차량이 바이오에탄올 혼합 연료를 사용하는데 전혀 문제가 없음을 확인할 수 있었다”라고 밝히며 바이오에탄올의 높은 연료 및 인프라 호환성을 강조했다.



2부에서는 재생 합성연료(E-Fuel), 지속가능항공유(SAF) 등 다양한 친환경연료에 대한 발표가 이어졌다. 이기형 한양대학교 기계공학과 교수는 “전기·수소차가 탄소중립의 해결책으로 떠오르고 있지만 전기나 수소를 제조하는 과정에서 오히려 탄소 배출이 증가하게 된다는 지적이 있다”라며 “이에 탄소 배출이 없고 기존 연료 공급 인프라를 그대로 사용할 수 있는 재생 합성연료(E-Fuel)가 유럽과 일본을 중심으로 활발히 검토되고 있다”라고 말했다. 이 교수는 “그러나 E-Fuel은 상용화까지 시간이 걸리는 만큼 바이오연료를 적극 사용하는 등 탄소중립에 더 유연하게 대처할 수 있도록 연료와 기술의 포트폴리오를 확장하는 게 중요하다”라고 덧붙였다.

상병인 한양대학교 화학공학과 교수는 “재생 합성연료(E-Fuel)는 기존 내연기관 인프라를 그대로 사용하면서 탄소중립에 기여하는 연료로 부상하고 있어 국내를 비롯한 세계 각국에서 연구가 활발히 이루어지고 있다”라며 “전기차에 비해 내연기관을 대체하는데 소요되는 비용이 27% 저렴한 만큼 탄소중립의 수단으로 전기차에만 의존하기 보다 E-Fuel 같은 대체 연료도 함께 활용하는 방안을 검토할 필요가 있다”라고 전했다.



이와 더불어 최근 미국에서 인플레이션 감축법(IRA)이 발효되면서 주목받고 있는 지속가능항공유(SAF)에 대한 각국의 정책동향에 대한 발표도 이어졌다. 프레드 가탈라(Fred Ghatala) 워터폴 그룹 파트너는 “유럽연합(EU)은 2025년부터 SAF 사용을 의무화하기로 했고 미국과 일본 등 주요국들도 SAF 관련 목표를 수립한 상태”라며 “탄소 감축과 경제적인 효율 측면에서 분석해 보았을 때 바이오에탄올은 SAF 생산에 있어 가장 적합한 원료가 될 것”이라고 전망했다.​
<저작권자(c) 글로벌오토뉴스(www.global-autonews.com). 무단전재-재배포금지>