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우리나라의 바이오디젤 개발현황과 전망

지난 연재에서 살펴보았듯이 유럽, 미국, 중국 등 지구촌에서 ‘바이오에너지’ 바람이 거세다. 영국 경제잡지 이코노미스트는 최근 “석유 대체 에너지로 바이오에너지 개발 열풍이 불고 있으며 미국, 유럽연합(EU), 브라질, 중국 등은 세제 혜택이나 보조금 지급 등을 통해 바이오에너지 개발에 적극 나서고 있다”고 보도했다. 이 잡지는 “바이오에너지는 앞으로 10년 이내에 세계 에너지 시장에 지각변동을 일으킬 것”이라고 전망했다.

국내의 바이오 에너지 개발 열기와 사용 실태는 아직 미미하다. 지난 2002년 11월부터 산업자원부 승인을 받아 가야에너지 등 4개 공장에서 바이오디젤을 생산하고 있는데 연간 생산능력은 12만톤 수준. 서울, 인천, 경기, 전남북에서 일부 제품이 시범적으로 판매되고 있다. 바이오디젤 판매 주유소는 수도권에만 90여개소다.
전라북도는 최근 고창에 1만평 규모의 바이오에탄올 생산공장을 세우기로 발표했고 제주도는 유채 재배면적을 늘려 바이오디젤 원료로 공급할 경우 친환경에너지 확보는 물론, 농가소득도 증대시킬 수 있다는 분석에 따라 유채를 활용하는 계획을 수립키로 했다.

생산기반 구축·소득유지·판로확보 등 지원책 선행 필요

선진국들은 유가급등과 기후변화협약 등에 따라 친환경 에너지 개발 보급을 위한 정책을 국가 차원에서 추진하고 있다. 우리나라도 올해 7월부터 유채 등에서 추출한 식물성 기름을 공정을 거쳐 바이오디젤로 전환, 기존 경유와 혼합해 사용할 수 있도록 했다. 산업자원부는 앞으로 2년간 최소 9만의 바이오디젤이 일반소비자에게 보급될 것으로 보고 있다.

바이오연료 생산에 사용되는 원료는 대부분 농산물이다. 바이오디젤 원료 농산물은 유채·콩·해바라기 등이 있다. 이 중 유채가 가장 많이 쓰인다.

유채가 바이오 에너지 작물로 정착된다면 석유 수입 대체, 환경개선, 경관보전, 농가소득 증대 등 다양한 효과가 예상된다. 성진근 충북대 교수는 “유채 22만㏊를 재배해 바이오디젤을 생산하면 석유 수입대체 효과는 연간 1,900억원에 달한다”면서 “농가들도 휴경지를 활용할 수 있고, 유채박은 사료로 활용이 가능하며, 유채꽃은 양봉농가에 도움이 되는 직접적인 효과 외에도 쌀과 보리 등의 과잉생산을 억제할 수 있는 간접적인 효과를 볼 수 있다”고 밝혔다.

농촌진흥청은 친환경에너지 특별연구팀을 구성하는 등 품종개발 연구로 그동안 10개 품종을 개발했다. 방진기 작물과학원 목포시험장장은 “겨울철 논 재배용인 <선망>은 10a(300평)당 생산량이 448㎏에 이르고 기름 함유량도 45%에 달하는데, 올해 겨울부터 시범보급할 계획”이라고 밝혔다.
유채 수확기계 개발도 이뤄졌다. 콤바인을 유채 수확에 적합하도록 개량·보완해 올해 6월 수확시험을 실시한 농진청 농업공학연구소의 윤진하 소장은 “농가의 반응이 좋아 미비점을 보완한 후 내년 상반기에 농가에 보급할 예정”이라고 했다.

<표 1> 국내 바이오디젤 보급 일지

농림부도 보리 대체의 일환으로 원료용 유채 생산 시범사업을 추진 중이다. 내년부터 3년 동안 전국 3곳 1,500㏊에 시범재배할 계획인데, 수매는 정부(지자체)·생산자(단체)·기업(바이오제조사)이 협약을 통해 하는 방안을 검토 중이다.

그렇다면 유채 재배 시 경제성은 어떨까? 농림부가 미래농정연구원에 의뢰한 연구결과, 유채의 농업소득은 10a당 400㎏ 생산과 경영비 121,106원을 가정했을 때 국제가격(1㎏당 330원) 적용 시에는 국내 쌀보리 소득의 6%에 불과하지만, 관광자원화 등을 위해 제주도가 수매하는 가격(1㎏당 820원)을 적용할 경우 114%로 예상됐다. 이에 따라 보리를 대체해 유채 생산이 가능하기 위해서는 값은 1㎏당 760원 이상이 돼야 할 것으로 지적됐다.

[유채 수확전용 콤바인이 개발되어 미비점이 보완되면 내년 상반기 본격 보급될 예정이다.]

유채를 바이오디젤 원료로 공급하고 농가소득 증대에 기여하기 위해서는 해결해야 할 과제가 많다. 우선 유채의 생산성 향상을 위한 품종 개발, 작부체계 수립 등의 생산기반 구축이 필요하다. 또 유채 재배농가에게 휴경보상제로 1㏊당 347유로를 지원하는 독일 등 선진국들처럼 적정 수준의 소득 유지와 판로 확보 등을 위한 다양한 지원책이 선행돼야 한다.

김남수 농림부 농업기술지원과장은 “유채 재배농가들에게 보리 수준의 소득을 보전할 수 있는 지원방안 마련이 필요하며 이를 위해 산자부와 기획예산처 등 관련 부처의 협조가 절실한 실정”이라고 밝혔다.

이상계 농진청 농업연구관은 “국내산 유채를 이용한 바이오디젤을 안정적으로 소비할 수 있는 제도적 장치 마련이 있어야 하며 국산 바이오디젤의 의무사용비율 등의 방안 마련이 필요하다”고 강조했다.   

한편 농림부가 추진하는 바이오디젤용 유채생산 시범사업은 지난 6월 21일 대통령 주재로 열린 대외경제위원회 회의에서 한·미 FTA(자유무역협정) 등에 따른 농업부문 경쟁력 제고 대책의 일환으로 발표했다. 경유에 혼합해 사용하는 바이오디젤용 원료를 국산 유채에서 채취하는 방법으로, 유채를 보리를 대체할 소득작목으로 육성하겠다는 것이 이 사업의 골자다. 이를 위해 농림부는 연구용역을 끝내고 산업자원부와 환경부 등의 관련부처 협의까지 마쳤다. 내년 소요예산은 26억원. 하지만 기획예산처가 사업의 실효성에 의문을 제기하면서 예산 지원에 난색을 표명했다고 전한다.

원유에 대한 의존도를 크게 낮출 수 있는 바이오디젤의 개발은 모든 국가의 숙명적인 과제이다. 때문에 농림부, 기획예산처 등 관련 부처들은 사업의 타당성에 대한 면밀한 검토와 조율이 필요할 것으로 지적된다. 

2020년 온실가스 감축비용 29조원

이제 교토의정서가 공식 발효(2005년 2월 16일)됨에 따라 이산화탄소 배출국 세계 10위(433.5백만 CO2톤)인 우리나라는 오는 2013년부터 온실가스 감축 의무를 이행하게 될 것으로 전망되며 교토의정서대로 온실가스 배출량을 1990년을 기준으로 10% 줄일 경우 2020년에는 최대 29조원의 비용이 발생할 것으로 예상된다.

바이오디젤 보급의 선택은 선진국에서도 개발이 완료되어 가고 있는 분야로서 기술종속이 예견되는 시점에서 볼 때 산업적으로도 더 이상 늦출 수 없는 사안이다. 더욱 강력하게 첨단 공정을 개발하도록 촉진함으로써 국내 자력보급 여건을 마련하고, 수출 상품화를 이룩하고 나아가 아시아 바이오디젤 시장을 선점할 수 있는 기회를 마련해야 한다.

한편 WTO 체제에서 가장 큰 타격을 받고 있는 농업분야는 농산물의 국제 경쟁력이 대부분의 작물의 경우 4~10배 정도 낮아 좁은 국토에서도 점차적으로 유휴지가 증대되고 있고 2모작이 가능한 지역에서도 경제성이 낮아 토지의 활용도가 급속도로 떨어지고 있다. 특히 제한된 시장에서 대체작물의 증산정책은 관련 농산물의 가격의 폭락을 가져와 그 균형을 이루기가 매우 어렵다. 이미 EU에서 실행하고 있는 바이오디젤을 생산하기 위한 유지작물의 재배는 바이오디젤 생산 확대 정책으로 인하여 가장 큰 유휴지 이용 대안으로 고려되고 있다.

국내의 바이오디젤 산업이 정착되면 늘어나는 유휴지에 대체작물 재배로 인한 농작물의 가격폭락을 막을 수 있는 방법으로써 바이오디젤의 대량수요가 발생하는 유지식물을 경작하여 국제가격으로 수매함으로써 농민과 산업체의 공동이익을 추구할 수 있으며 유채와 같은 겨울재배 식물은 현재 겨울재배를 하지 않는 중부 이남의 농지에 2모작으로 다량 재배함으로써 수십만 톤의 바이오디젤 원료 확보와 동시에 에너지원 식물의 재배에 따른 ha당 7톤 이상의 CO2 저감을 국가적으로 달성할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

바이오디젤 보급과 생산이 구체화되면 늘어나는 바이오디젤 원료를 확충하기 위해서는 유휴경작지와 보리대체 이모작 재배를 통한 바이오디젤 원료의 안정적인 생산 기반을 갖추어야하며 재배농가의 소득보장과 보리대체 작물로 유채를 재배하기 위해서는 최우선적으로 파종부터 수확까지의 전 과정을 생력기계화가 이루어져야하며, 특히 이모작(벼+유채)의 경우 후작인 유채의 수확기가 벼 재배 이앙시기가 늦어져 벼의 수량감소를 초래하는 것을 감안하여 유채 수확기를 앞당기기 위해서는 숙기를 단축하면서 동시수확성을 갖는 다수확 유채 품종의 개발이 필요하다.

바이오디젤 원료용 유채 보급기반 구축을 위한 연구 추진 계획

(1) 품종육성
1) 바이오디젤원료용 유채 다수확, 조숙성, 동시수확성 1대 잡종 (단기)
① 웅성불임성을 이용한 F1 hybrid : 400~450kg/10a
② 논 이모작형 조숙, 동시수확성 및 내탈립성 : 확보된 유전자원 선발
③ 고 올레인산 함유(65% 이상) 및 저리놀렌산(10% 이하) : 돌연변이 육종

2) 다수성 1대잡종 종자 안정공급 생산체계 구축 (단기)
① 기본식물(웅성불임 및 유지계, 화분친계) 생산 : 육성기관
② 원원종 생산 : 유채재배지 확산이 가능한 도 농업기술원
③ 보급종 생산 : 유채재배지역 시군지자체 소속 농업기술센터

3) 바이오디젤원료용 유채 노랑종피 품종(중장기)
① 종간교잡에 의한 노랑종피 유전자 도입
② 여교잡을 통한 노랑종피 조기집적
③ 화분(소포자)배양에 의한 선발계통의 조기고정
④ 유박의 식이섬유 감소 : 352 → 270g/kg(고단백 가축사료급원 제공)
⑤ 기름함량 증가 : 2% 내외
⑥ 착유공정에서 세정단계 생략

4) 유채 재배한계지 확대를 위한 품종 개량(중장기)
① 유채의 엽록체에 내동성 유전자 집적 : 형질전환 기법이용
② 내염성, 내건성 및 내습성 형질전환 유채 선발

(2) 바이오디젤원료용 유채 착유 및 부산물이용 연구(단기)

1) 유채 고효율 착유기술 및 파이로트 제작
①  착유율 95% 이상 : 친환경 착유용매 사용
②  생산단지에 월 50톤 기름생산 소규모 착유 파이로트 제작
③  원료생산지의 고용창출, 물류비 절감 및 부산물(유박) 소득

2) 유채 부산물 부가가치 향상 기술
① 유채박의 고급단백질 가축사료 및 비료화
② 유채 수확 후 버려지는 줄기의 친환경 내장재 활용
③ 유채 꿀 생산 및 꽃가루 이용 향수 제품화
3) 유채 수확 후 관리기술의 효율성 증대
① 수확된 유채 종자 건조에 벼 RPC 건조시설 이용
② 유채 수확시기는 6월 10~15일 : 6~8월 까지 3개월 벼 RPC 이용 가능

(3) 생력기계화 일관작업 재배 기술체계 확립(단기)

1) 우리나라 경작규모에 맞는 파종기ㆍ수확기 제작(경작규모 : 논 6 ha, 밭 3 ha)
2) 파종기의 효율성 증대 : 파종방법, 시기, 파종량, 비배관리 등 구명
3) 벼 +유채 이모작 최적 작부체계 검토 : 벼 미질 향상 및 수량성 지지
    

[왼쪽-바이오디젤은 기존 주유소의 활용이 가능하고, 공해 오염물질이 경유에 비해 50~70% 가량 적게 나온다.  오른쪽-작물과학원 목포시험장장은 겨울철 논 재배용으로 〈선망〉을 육성개발했다. 10a(300평)당 생산량이 448㎏에 이르고 기름 함유량도 45%에 달한다. ]
 

<표 2> 한국의 바이오디젤 보급 목표

앞으로의 전망과 과제

바이오디젤과 바이오에탄올로 대표되는 수송용 바이오연료는 현재 가장 큰 현안으로 등장하고 있는 고유가와 쿄토 협약 준수 의무라는 두 가지 난제를 동시에 해결할 수 있는 유망한 방안으로서 대두되고 있다. 따라서 EU와 미국 등 선진국을 중심으로 수송용 바이오연료의 보급은 계속 증가할 것으로 전망되며 2020년경 전 세계의 수송용 바이오연료 보급량은 현재 사용량의 6배 증가한 1억 4,500만 kL에 이를 것으로 전망되었다.

선진국을 중심으로 한 바이오연료의 꾸준한 보급 증가는 현재 국제사회가 직면한 이슈를 해결하는데 있어 바이오연료의 역할이 절대적으로 중요하다는 사실을 일깨워준다. 우리나라도 이러한 국제사회의 움직임에 합류하는 것이 앞에 언급한 이슈들을 해결하는 데 중요할 것이다.

국내에서 바이오연료의 보급 활성화를 위해 해결되어야 할 과제들을 요약하면 다음과 같다.
첫째, 바이오디젤과 전분질계 바이오에탄올의 경우 생산기술은 현재 세계적인 수준에 도달하였으나 원료의 해외 수입에 따른 수급 불안정성 문제가 상존한다. 이러한 원료 수급 불안정성은 국제 사회에서 바이오연료 보급이 활성화되면 더욱 심각하여 질수 있다. 따라서 이의 해결을 위해서는 국내에서 바이오연료 생산에 필요한 에너지 작물 경작에 대한 적극적인 검토가 있어야 한다.
둘째, 에너지 작물 경작과 관련하여서는 작물의 형질 변환을 통한 생산성 향상 연구가 수행된다면 바이오연료의 경제성 확보에 도움이 될 수 있다. 실제 선진국에서는 작물의 생산성을 높이거나 물성 개량을 위한 유전자 조작에 대한 연구를 활발하게 수행하고 있다.
셋째, 바이오연료의 보급 활성화를 위해서는 바이오연료의 차량에 대한 적용성 및 유통 과정 등에서의 발생 가능한 문제점 등을 차량 연료 시장의 주체인 정유사, 자동차 제작사 등과 함께 면밀하게 평가하여 원천적으로 차단하여 소비자의 신뢰를 얻는 것이 중요하다. 
위와 같은 사항들이 이행된다면 국내에서도 바이오연료 보급 활성화가 이루어질 수 있을 것으로 전망된다.

그다지 머지않은 미래에는 새로운 에너지원 개발에 소홀히 하는 국가는 요동치는 원유 가격에 목줄을 잡힌 채 산업부문 뿐 아니라 국가의 생존까지도 남의 손에 맡기 는 처지에 놓일 가능성이 높다는 게 이제는 상식처럼 통하고 있다. 이 때문에 원유에 대한 의존도를 크게 낮출 수 있는 바이오디젤의 개발은 우리의 숙명적인 과제이다.

▣ 참고자료 출처 : 에너지관리공단 <중장기 대체에너지기술개발 및 보급 기본계획 수립 방안 연구> 산업자원부 보고서, 농촌진흥청 <고유가 대비 농업용 친환경 에너지 기술 개발>, 농민신문 06년 8월 25일자 <집중분석 논벼·보리 대체작목, 유채>, 작물과학원 목포시험장 장영석 <바이오디젤원료용 유채의 보급기반 구축을 위한 연구개발 방향>, 목포시험장 이진석 <바이오연료 생산을 위한 국내외 연구 동향>

- 참 유기농업을 지향하는 월간 친환경 2006년 12월호 中