국내 신재생에너지 보급 목표 달성을 위한 바이오매스 활용 기술 개발 및 지역 중심의 에너지 자립형 시스템 구축의 필요성 doc_id PCY_201611040231561881_1

신재생에너지는 화석에너지의 고갈 및 환경문제에 대한 핵심적인 해결방안으로 제시되었으며, 최근에는 친환경에너지라는 신성장동력산업으로 부상하고 있다. 또한 유가의 불안정, 기후변화협약 규제 대응 등으로 신재생에너지의 중요성이 재인식되고 있으며, 에너지 공급방식의 다양화를 위한 차원에서도 신재생에너지를 주목하고 있다. 이러한 필요에 따라 선진국에서는 연구개발과 보급정책 등을 꾸준히 추진하고 있으며, 우리나라는 2035년 1차 에너지의 11%를 신재생에너지로 보급한다는 중장기적인 목표를 설정하고 신재생에너지 기술개발 및 보급사업 등에 대한 지원을 강화하고 있다. 2014년 기준 우리나라의 신재생에너지 공급비중은 4.08%에 불과하여 신재생에너지 보급 확산을 위한 국가적 노력이 필요한 실정이다. 추진성과에 있어 추진 첫해인 2014년은 기본계획 대비 목표를 달성하였으나 에너지원별로 보면 폐기물과 바이오에너지에 편중된 분량이 크다. 국내 신재생에너지산업의 경우 기술경쟁력에서 문제가 없는 상황으로 평가되고 있다. 2014년을 기준으로 국내 신재생에너지 분야 기술수준은 약 86%에 도달했으며 유럽, 미국, 일본과는 약 10% 내외의 기술력 차이를 보이고 있으며 후발주자인 중국과 비교해도 5% 이내로 기술격차를 좁히는 등 짧은 기간 동안에도 핵심기술 확보를 위한 노력이 성공적으로 진행되었다. 또한 신재생에너지 투자액은 어려운 과정에서도 크게 늘어왔으며 해외 주요국에서는 장기적으로 신재생에너지비중 확대정책을 지속적으로 유지하고 있다. 이렇게 전 세계적으로 빠르게 성장하는 신재생에너지 시장선점을 위한 국내외 업체 간 경쟁이 가열될 것으로 기대되는 가운데 이런 상황을 유지하기 위한 준비가 과연 돼 있는지 우려되는 부분이 많다. 정부가 발표한 제2차 국가에너지 기본 계획에 따르면 2035년까지 신재생에너지의 비중을 전체 에너지의 11%까지 확대할 계획이며, 자연에너지 보급에 중점을 두고 민간 과 주민참여 활성화하기 위한 정책을 추진할 것으로 전망된다. 특히 바이오에너지는 향후 보급할 신재생에너지의 중요 에너지원으로 역할을 담당할 것으로 보이지만 국내의 빈약한 바이오매스 자원은 바이오에너지의 보급을 확대하는 데 가장 큰 장애요인이 되고 있다. 이러한 상황에서 국내 농가에서 발생하는 농축산 폐기물은 바이오에너지 생산 원료가 부족한 우리의 실정에서 우선적으로 활용해야 할 중요 자원이다. 그러나 농축산 폐기물을 바로 바이오에너지로 전환시키기는 어려운 만큼 이를 활용한 미세조류의 대량 배양 등도 좋은 대안이 될 것이다. 바이오에너지작물이란 바이오매스를 이용하여 에너지를 생산하는 식물을 말한다(문윤호, 2012). 국내에서는 1988년 대체에너지개발촉진법이 제정되면서 이러한 바이오에너지작물에 대한 기술 개발이 시작되어 유채, 콩 등의 유지작물로부터 바이오디젤을 생산하거나, 사탕수수, 옥수수, 억새 등의 작물로부터 바이오에탄올을 생산하는 연구가 활발하게 진행되어 왔는데, 국립식량과학원 바이오에너지작물센터에서는 유채와 억새에 대한 연구개발을 중점적으로 진행해오고 있다. 작물로부터 생산된 바이오연료는 지속가능한 에너지원이라는 장점이 있는 반면 단점도 존재한다. 즉 원료로 사용되는 옥수수 등과 같은 곡물은 식량자원 용도와의 경합이나 가격 폭등으로 인해 안정적 수급이 어렵고, 다양한 원료에 따른 가공기술의 다양성과 개발의 어려움 및 생산설비에 대규모 투자가 필요하며, 환경파괴를 유발할 수 있다. 이러한 어려움 때문에 바이오에너지작물을 이용한 바이오연료 생산의 산업화는 아직 미흡한 형편이다. 바이오매스는 농업, 산림, 일반 산업체에서 모두 조달 가능한데다 목재, 유채유, 바이오가스, 고형축분원료 등 고체와 액체, 가스 형태 등 다양한 형태로 존재하고, 가공되는 공정에 따라 전기, 연료, 냉난방 등 다양한 형태로 이용이 가능하다. 현실적으로 바이오매스는 대량의 원료를 기반으로 경제성을 가질 수 있기 때문에 이러한 바이오매스의 특성에 맞는 생산기술을 개발하여 생산효율을 높여야 한다. 국내에서 사용되는 바이오디젤 원료의 70%정도를 수입하고 있으며 그나마 자체 생산 가능한 작물인 유채 생산에 유휴 경작지를 모두 활용해도 국내 수요의 일부밖에 충당할 수 없는 상황이다. 따라서 대규모 경작지를 가진 국가들과 비교해 한국의 상황에선 경제성을 가질 수 없는 상황이다. 따라서 조류 등 미생물을 활용한 에너지화 기술개발 등이 필요한 상황이다. 바이오에너지의 바이오매스는 곡물, 감자류를 포함하는 전분질계의 자원과 초본, 임목과 볏짚, 왕겨와 같은 농 부산물을 포함하는 셀룰로스계의 자원, 사탕수수, 사탕무우와 같은 당질계의 자원은 물론이고 가축의 분뇨, 사체와 미생물의 균체를 포함하는 동물 단백질계의 자원까지를 포함하는 다양한 성상을 가지고 있다. 한국에너지기술연구원에서는 신재생에너지데이터센터(kredc.kier.re.kr)를 설립하여 태양, 풍력, 수력, 바이오매스, 지열에너지에 대한 지역별 잠재량에 대한 정보와 더불어 지리정보시스템(GIS : Geographic Information System)을 기반으로 과학적이고 체계적인 분석 과정을 거쳐 구축한 신재생에너지 자원지도시스템을 통해 지역별 최적의 에너지원과 최적의 설치장소, 최적배치 설계 등의 결정에 도움이 되는 기초 정보들을 제공하고 있다. 이러한 정보들을 적극적으로 활용하여 각 지역에 적합한 에너지원을 결정한다면 신재생에너지의 활용에 따른 경제적 효과를 한층 더 높일 수 있을 것이다. 바이오에탄올의 경우 미국과 브라질, 중국 등에서 첨가된 가솔린을 상업적으로 사용하고 있지만 국내에서는 바이오에탄올 실증사업 이후에도 상업적으로 휘발유에 첨가하여 사용하고 있지 않다. 바이오매스 기반 수송용 바이오연료로 대표되는 바이오에탄올은 포도당의 생화학적 변환기술에 의해 제조되는 연료로 낮은 제조수율과 식량부족에서 비롯되는 원료의 제한성으로 인하여 경제적 측면에서 한계를 나타내고 있다. 신재생에너지 보급 기본계획에 따른 바이오에탄올 보급 목표 달성을 위해서는 현재 활용되지 않고 있는 농산 부산물(보리짚, 콩대 등)의 당 추출 기술 개발을 통한 에탄올 생산 원료로의 활용 방안을 개발할 필요가 있으며, 또한 농축산 폐기물을 바이오가스로 전환하여 에너지원으로 활용한다면 국내 신재생에너지 보급 목표 달성에 기여할 뿐만 아니라 농가 주거 환경 개선 및 소득 향상에도 기여하는 일석 삼조의 효과를 낼 수 있을 것이다. 다른 부분과 마찬가지로 농업 농촌생활에서 에너지는 없어서는 안 되는 필수불가결한 요소이다. 농산물을 생산하는 과정에서 부족한 노동력을 농기계로 대체하고 있고, 농업의 계절적 한계를 벗어나기 위한 시설원예, 저온저장고, 가공시설 등은 물론 냉난방, 온수, 취사, 조명 등에도 많은 에너지를 사용하고 있다. 농업 농촌분야에 이용되는 에너지원은 석유류가 52%, 전기가 40.6% (2013년 기준)를 차지하고 있는데, 도시가스 같은 값싼 에너지원을 사용할 수 없는 현실 속에서 석유류 같은 상대적으로 값비싼 에너지원을 구입할 수밖에 없다. 그러다 보니 도시지역보다 가구당 평균 에너지 사용량이 적음에도 불구하고 농촌지역이 금액으로는 더 많은 비용을 부담하고 있다. 특히 농촌의 고령자이면서 저소득층은 에너지를 많이 소비하는 노후화된 단독주택에 주로 거주하기 때문에 에너지 비용 부담이 더 크다. 바이오매스는 공급이 풍부하고 저렴한 비용으로 재생에너지공급이 가능하므로 자원순환사회 구축의 유력한 수단이지만, 공급원이 산재해 있고, 다양한 자원에 따른 이용기술의 다양성과 개발에 어려움이 있어 이들의 체계적인 이 활용과 이를 위한 정책 및 구체적인 추진전략이 필요하다. 신재생에너지 공급 목표(2035년 11%)를 달성하려면 지역 특성에 적합한 신재생에너지를 개발 공급하고 소비하는 특화·분산형 에너지시스템을 구축하여야 한다. 선진국에서도 중앙 집중식 에너지 공급 체계의 한계 극복을 위해 지역 에너지(local energy)를 강조하고 있으며, 농촌지역의 경제 사회 환경적 측면에서 바이오매스의 이용확대와 효율적인 에너지 활용을 통한 에너지 순환형 농촌 조성은 환경 및 경제효과 극대화와 지역의 에너지자립도 제고에 크게 기여할 수 있을 것이다. 폐자원 및 바이오매스 에너지를 중심으로 한 에너지 자립형 지역공동체를 형성할 목적으로 추진된 저탄소 녹색마을은 도시형(환경부), 농촌형(농림식품부), 도농 복합형(행정안전부), 산촌형(산림청), 어촌형(농림식품부)으로 유형을 구분하여 2010년부터 시범사업이 시작되었다. 정부가 의도하는 저탄소녹색마을은 ‘마을주민들의 적극적인 참여를 바탕으로 불필요한 에너지 소비를 줄이고 지역 내에서 직접 에너지를 생산함으로써 온실가스 배출을 감소시키고, 에너지 자립도를 높여가는 마을’이었고, 이를 통해 2020년까지 농촌 및 소도시의 에너지 자립도를 40%까지 높이고 시범사업(2010~2012년, 10개 마을)을 확대해 600개의 저탄소녹색마을을 조성한다는 계획이었다.