[환경일보] 한국에서 바이오연료는 여전히 논란이 끊이지 않는다. 특히 식량을 에너지로 사용한다는 윤리적 측면에의 논란은 여전하다. 다른 나라들과 달리 우리나라는 바이오연료 도입에 매우 소극적이다.

바이오연료(biofuel) 혹은 바이오매스(biomass energy)는 에너지원으로 쓰는 식물이나 동물의 폐기물을 뜻한다. 다시 말해 에너지로 사용할 수 있는 생물체를 통틀어 이르는 말이다.

바이오연료는 화석연료에 비해 대기오염 및 온실가스 배출이 적다는 특징이 있다. 이 때문에 기후위기기 심각해지면서 대안에너지로 떠오르고 있다.

그런데 바이오연료가 각광받기 시작하면서 원료물질인 옥수수 등 곡물 가격이 폭등했고 빈곤국가들에서는 식량난이 발생했다.

튀니지와 이집트가 민주화를 이뤄 독재자를 끌어내린 근본적인 이유를 식량난에서 찾는 사람들도 있다. 곡물가 상승으로 식량난이 심각해지면서 시민들의 불만이 커졌기 때문이다.

그래서 최근에는 1세대 바이오연료인 곡물, 2세대 목질계를 넘어 3세대 해양 미세조류를 원료로 바이오연료를 생산하는 연구가 활발하다.

수송 분야 탄소배출 막을 대안에너지

기후위기가 심각해지면서 탄소제로 달성은 인류가 살아남기 위해 반드시 달성해야 하는 과제가 되고 있다. 대부분의 나라들이 2050년 탄소중립을 선언했고, 중국마저 2060년에는 탄소중립을 이루겠다며 막대한 돈을 쏟아붓고 있다.

이와 관련 본지는 24일 ‘탄소중립과 바이오연료의 역할’을 주제로 토론회를 주최했다.

코로나19 방역4단계에 맞춰 현장 참석인원을 최소화하고 토론자 등은 온라인으로 참여했으며 토론회 좌장은 본지 김익수 편집대표가 맡았다.

탄소중립을 위한 바이오연료의 역할을 주제로 발표에 나선 한양대학교 화학공학과 상병인 교수는 “2050년 탄소중립을 달성하더라도 여전히 수송 분야에서 바이오연료 수요가 남아 있다”며 바이오연료를 수집‧생산하기 위한 국가 차원의 로드맵 마련을 주문했다.

2050년 탄소중립을 달성한다는 것은 탄소 배출이 ‘0’이 된다는 의미가 아니다. 최대한 탄소배출을 줄이더라도 소량의 탄소는 여전히 배출될 것이고, 이를 탄소흡수원으로 상쇄하겠다는 것이다.

탄소중립을 이루기 위해서는 모든 분야에서 탄소를 최대한 줄여야 하는데, 산업과 수송은 속도가 느릴 수밖에 없다. 기존 설비를 한꺼번에 교체할 수 없기 때문이다.

내년부터 탄소중립을 이루겠다고 올해 안으로 모든 내연기관 차량을 없앨 수는 없는 노릇이다.

게다가 선박과 항공기는 전기에너지 전환이 불가능하다. 따라서 현재처럼 막대한 양의 탄소를 배출하는 화석연료를 대체할 대안에너지가 필요하며, 그것이 바로 바이오연료다.

한양대 상병인 교수는 “한국에서는 바이오연료에 대해 경시하고 있지만 바이오연료의 중요성에 대해 세계적인 공감대가 형성되고 있다”고 전했다.

2019년 우리나라의 1차 에너지 재생에너지 비율은 고작 5.36%에 그치고 있다. 아울러 재생에너지 가운데 40%를 바이오에너지가 차지하고 있다. 우드칩 등에 의해 폄하되는 경향이 있기는 하지만 큰 역할을 하고 있는 것은 맞다.

발전량 측면에서 보면 태양광이 1위(39%), 바이오가 2위(31%)다.

발전설비 용량 측면에서는 태양광이 60%를 차지하는 반면 바이오는 고작 16%에 불과하다.

상 교수는 “세계적인 추세와 달리 우리나라는 2050 탄소중립 시나리오에서도 바이오 분야는 거의 언급하고 있지 않다”며 “수송 분야 역시 수소‧전기차 등에 집중돼 있다”고 아쉬움을 표했다.

이어 상 교수는 “산림바이오매스 가운데 새로운 벌목을 하자는 것이 아니라 미이용 바이오매스를 이용하자는 것이다. 전체 20%가 미이용 바이오매스로, 현재도 경쟁력이 있다”고 지적했다.

벌목하고 남은 잔재를 이용하자는 것인데, 아쉽게도 우리나라는 산림바이오매스를 수집‧생산하는 체계가 마련되지 않았다. 또한 산림바이오매스가 많은 나라에서 수입하는 것에 대해서도 터부시 하고 있다.

상 교수는 “석탄을 수입하는 대신에 탄소중립적인 산림을 수입하는 것에 대해 전향적으로 생각해야 한다”고 촉구했다. 바이오매스 발전이 지구온난화에 덜 영향을 미치기 때문이다.

아울러 전기‧수소차 전환의 한계점도 지적했다. 전기차가 보조금 없이 내연기관 차량과 가격경쟁력을 가지려면 빨라도 2035년에나 가능하다. 그렇다면 15년간은 내연기관을 사용해야 하는데, 브릿지 역할을 해줄 대안에너지가 필요하다.

전기자동차에 투입되는 에너지, 즉 전기를 어떻게 만드느냐도 중요하다. 전기차를 굴리기 위해 투입되는 전기를 화석연료로 만든다면, 클린에너지라는 말이 무색해진다. 우리나라의 신재생 전기 비중은 고작 5.6%에 불과하다.

상 교수는 “석유와 석탄은 다른 형태의 에너지로 전환하는 것이 가능한 반면, 태양광과 풍력은 오직 전기로만 전환할 수 있다”며 “모든 종류의 에너지로 전환할 수 있는 것이 바이오에너지다. 바이오에너지는 화석연료를 대체할 수 있다”고 말했다.

가솔린에 비해 탄소배출 46% 감축

바이오연료와 화석연료의 탄소배출이 유의미한 차이가 없다는 주장도 있다.

에코네트워크 임송택 대표는 “바이오연료의 생산과 사용, 폐기 단계까지 아우르는 과정을 살펴볼 필요가 있다”며 “옥수수를 바이오에탄올로 변환하는 과정을 살펴보면 기존의 화석연료에 비해 온실가스 감축 효과가 크지 않다”고 주장했다.

아울러 식량을 가지고 에너지를 만든다는 윤리적 측면, 브라질과 미국을 제외한 대부분의 나라에서 충분한 양의 바이오연료 작물을 생산하기 어려운 점 등을 들어 보수적인 접근이 필요하다고 밝혔다.

임 대표는 “바이오연료의 온실가스 감축효과를 부정하지 않지만 경제적인 효과를 감안해야 한다”고 지적했다.

바이오연료가 탄소배출에 충분히 효과적이라는 반론도 있다.

미국곡물협회 한국사무소 김학수 대표는 “바르곤연구소, ERL 2곳에서 최근 10년간의 바이오에탄올에 대한 논문을 분석한 결과 옥수수 베이스의 바이오에탄올은 가솔린에 비해 46%의 탄소를 감축할 수 있다는 결론을 얻었다”고 반박했다.

게다가 항공과 선박 분야에서는 엔진의 효율을 높이는 것 외에는 바이오연료가 유일한 대안이다. 두 분야에서는 전기에너지로의 전환이 불가능하기 때문에 기존 화석연료를 사용할 수밖에 없고, 바이오연료가 화석연료 사용을 줄이는 역할을 할 수 있기 때문이다.

실제로 EU, 일본, 중국 등을 비롯한 세계 50여개국에서 대기환경 개선, 온실가스 감축에 기여하고 화석연료를 대체하기 위해 바이오에탄올을 도입하고 있다. 우리나라는 바이오디젤은 도입했지만 바이오에탄올은 여전히 도입 논의조차 불투명하다.

게다가 바이오연료를 생산하기 위해 식량난을 감수해야 할 이유도 없다. 과거와 달리 기술의 발전과 농업의 변화가 있었기 때문이다.

김 대표는 “동일한 면적에서 무경운농법으로 화석연료 및 비료, 농약 등의 사용이 줄었지만 생산량은 증대시킨 것이 현재 농업의 추세”라며 “과거보다 탄소 배출이 많이 줄었고, 에탄올 공장은 생산 효율이 대폭 개선됐다”고 설명했다.

IEA “바이오연료가 화석연료 27% 대체할 것”

서경대 화학생명공학과 김기은 교수는 바이오연료 사용이 확대되는 세계적인 추세와 달리, 여전히 답보상태인 한국의 현실을 지적했다.

국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 바이오연료가 화석연료의 27%를 대체할 것으로 예측하고 있다. 또한 이를 통해 온실가스 2.1기가톤이 감축될 것으로 전망하고 있다.

김 교수는 “바이오연료를 만들기 위한 곡물은 사료로 사용될 수는 있지만 식량으로 사용 가능한 작물이 아니다”라며 “재배된 곡물은 연료로 사용되고, 부산물은 사료로 사용된다. 전체적인 사이클로 보면 이산화탄소를 감축할 뿐만 아니라 산업의 요소가 되고 있다”고 말했다.

그는 “이미 유럽에서는 1800㎿ 발전소를 짓는 데 농업페기물과 우드칩 등을 활용하고 있다. 반면 우리는 아직도 논란만 계속하고 있다”며 “이산화탄소 감축을 위한 에너지원의 다양화가 필요하며, 에너지안보 차원에서도 그렇다. 변화하는 국제정세 속에서 한 가지 에너지원을 고집하는 것은 어리석은 일”이라고 지적했다.

에너지경제연구원 에너지산업연구본부 김재경 연구위원도 현실적인 여건을 고려했을 때 바이오연료의 사용이 불가피하다고 지적했다.

김재경 연구위원은 “탄소중립 시나리오에 따르면 2050년 전기‧수소차가 최대한 보급될 수 있는 양은 76%다. 이조차도 기술적인 측면만 검토했을 뿐 다른 산업의 피해는 계산하지 않은 결과”라고 설명했다.

그렇다면 나머지 24%의 내연기관차가 배출하는 탄소를 줄여야 하는데, 탄소중립위 시나리오 1‧2안은 배출량을 0으로 만드는 것이 아니라 940만톤을 상쇄하는 방안을 제시하고 있다. 바이오연료를 고려하지 않는 것이다.

김 연구위원은 “매우 비현실적인 시나리오다. 막상 3안에 대해서는 누가 검증했는지 알 수 없다”며 “현재로서는 선박과 항공기 연료를 전기로 전환하는 것은 기술적으로 불가능하다. 따라서 바이오연료가 필요하다”고 말했다.

또한 그는 “NDC에 바이오연료가 감축수단으로 들어가야 하지 않겠는가? 수송분야에서 탄소를 줄이는 방법은 전기‧수소차 보급과 함께 탄소중립 연료의 확대, 두 가지밖에 없다”며 “미국이나 유럽처럼 바이오에탄올 도입을 고민해야 하는 시점”이라고 말했다.

아울러 “환경성, 사회성, 윤리적 측면 등 논란이 있는 것이 사실이다. 특히 정유업계에서는 바이오에탄올 도입에 강력하게 반대하고 있지만 그럼에도 바이오연료 도입을 검토해야 한다”고 강조했다.

NDC에 바이오연료를 감축 수단으로 포함해야

성균관대 기계공학부 김재훈 교수는 원유를 수입하는 것처럼, 바이오연료를 수입하는 것과 동시에 국내 바이오연료 공급 생태계를 구축할 필요가 있다고 강조했다.

김 교수는 “국내에도 가용할 수 있는 바이오매스 잠재량은 충분하지만 신뢰성이 떨어진다. 생태계가 없기 때문”이라며 “바이오매스를 활용하기 위한 생태계 구축을 조성하려면 정부의 노력이 필요하다”고 밝혔다.

또한 그는 “우리나라 정유능력이 세계 5위권이지만 원유는 전량 수입하고 있다. 바이오연료 역시 굳이 국내 수급에만 몰두할 필요가 있겠는가”라고 꼬집었다.

이어 “새롭게 짓고 있는 바이오연료 공정은 외부 에너지 없이 생산이 가능하다. 화석연료에 비해 큰 폭의 탄소배출을 줄일 수 있다”고 설명했다.

또한 “우리나라는 하루 300만 배럴의 정유능력을 가지고 있는데, 2세대 바이오연료의 경우 향후 원유사용 저감 정책에 따라 원유를 정제하지 못해서 쉬고 있는 유후설비의 활용이 가능하기 때문에 큰 투자가 필요하지 않다”고 말했다.

많은 이들이 한국의 바이오연료 정책을 잘 모른다. 그런데 이미 디젤연료의 3.5%는 바이오디젤이다. 법으로 정한 혼합의무 때문이다. 바이오디젤 비율은 단계적으로 높여 5%까지 계획하고 있다.

반면 바이오에탄올 도입 논의는 여전히 지지부진하다. 정유업계의 강력한 반대로 인해 과거의 반대논리에서 한 치도 나아가지 못하고 있다.

그러나 탄소중립이 중요한 대세로 자리 잡으면서, 수송 분야에서 전기‧수소차가 대신할 수 없는 화석연료의 탄소배출을 줄일 수 있는 유일한 대안으로 떠오르고 있다.

그럼에도 우리나라만 여전히 바이오연료의 역할을 외면하고 있다. 풍력과 태양광만으로는 탄소중립을 이룰 수 없다.