본 연구는 분석을 위해 APERC(Asia-Pacific Energy Research Centre)의 수요 전망자료를 사용하였다.1) 실제 교통안전공단의 연간 휘발유 소비량자료 등과 비교했을 때 실적치의 측면에서 본 연구에서 사용한 자료가 비교적 오 차가 적은 것으로 확인되었다. 2008년～2030년까지를 분석기간으로 삼았으며 이 기간 동안 E5가 도입되는 것을 가정하여 휘발유소비 저감량을 추정하여, 이에 따른 CO2연간 배출저감량을 구하였다.
이 때 주의하여야 할 점은 에탄올 5%가 혼합된 E5는 부피비율로 혼합된 것으로 실제 사업화되기 위해서는 열량기준으로 환산된 부피가 혼합되어야 할 것이라는 점이다. 에탄올의 열량은 휘발유의 61～65%로 평가하나 브라질 에서 에탄올 자동차의 휘발유 자동차의 연비는 휘발유의 70%로 나타나고 있 다. 따라서 에탄올을 수송용으로 사용할 경우 휘발유 1 l의 연비등가 에탄올 양은 1.43 l가 된다.
1) APERC의 에너지밸런스 자료는 APEC 지역 국가들의 장기수급분석을 위해 LEAP (long term alternative planning) 모형에서 사용된 자료로 우리나라의 원별, 용도별 수 요자료를 협조 받아 사용하였음을 밝힌다.
수송용 바이오에탄올 도입의 경제성 평가 및 CDM 사업 타당성 분석
CO2배출저감량 산정시에도 휘발유 연소시 오염물질로 이산화탄소만이 아 닌 메탄이나 질소 등이 배출되며 이 값들도 배출량에 포함된다는 점에 주의 하여야 한다. 배출계수는 연료소비량에 대한 평균배출량을 의미한다. NOx는 23.46kg/kl를 나타내는 등 대기오염물질 환산계수 또한 국내 기준을 적용할 수도 있으나 국제기준과 상이할 수 있으므로 배출량 계산시 국제 기준을 이 용하는 것이 바람직하다. 따라서 IPCC 기준의 기준값인 CO2배출계수는 69.25kg/GJ, CH4는 0.050kg/GJ, N2O는 0.002kg/GJ를 사용한다. 각각의 배출 계수값에 이산화탄소를 기준으로 하는 온난화 지수2)를 곱하여 각 오염물질의 배출량을 계산한다.
휘발유 연소에 따른 CO2배출량을 계산하기 위해서는 먼저 휘발유의 발열 량을 계산해야 하는데, 계산을 위해 저위발열량(low heating value : LHV)을 다음과 같이 산정한다.3)
LHV = HHV - ( 9×H × 5.9 + w )
여기서 HHV는 고위발열량(high heating value : HHV), H는 연료 중 수소의 함량(%),4) w는 수분을 나타낸다. 예를 들어 2007년 휘발유 연료소비량에 따 른 온실가스 배출량을 계산하면 다음과 같다.5)
2) 온난화지수(global warming potential : GWP)는 일정 무게의 이산화탄소가 대기중에 방 출되어 지구온난화에 기여하는 정도를 1로 하였을 때 같은 무게의 어떤 물질이 기여하 는 정도를 말한다. CO2＝1, CH4＝21, N2O＝310
3) 발열량은 단위연료량의 연소시 발생하는 열량을 의미하며, 이는 다시 고위 발열량과 저 위발열량으로 구분한다. 고위발열량은 총 발열량을 뜻하며 저위발열량은 고위발열량에 서 수분의 응축열을 뺀 값을 의미한다. 연료의 발열량은 배기가스 온도가 100℃ 이상일 때 실제 연료가 발생시킬 수 있는 열량으로 저위발열량으로 계산한다.
4) H값은 18/114×100＝15.79%로 계산되나 에너지이용합리화법에 의해 실제 차량에 의해 조사된 값은 14.5%이다. 이런 계산상의 차이로 인해 본 연구의 오염물질 배출량 계산을 위한 발열량은 IPCC 가이드라인의 저위발열량 7,400kcal/l를 사용하도록 한다.
5) 실제 국가의 오염물질 배출량을 계산할 때는 우리나라에서 사용되는 저위발열량 값을 사용해도 무방하고, 이 값이 없는 경우 IPCC 가이드라인의 저위발열량도 사용 가능함
이 명시되고 있다. 산화율은 연료에 포함되어 있는 탄소가 산화하는 비율로 휘발유의 경우 99% 산화된다.
수송용 바이오에탄올 도입의 경제성 평가 및 CDM 사업 타당성 분석
배출량(F) ＝ 연료소비량 × 저위발열량 × 환산계수 × 산화율
× ( CO2배출계수 ＋ CH4배출계수 ＋ N2O배출계수) ＝ FC l / yr× 7,400 kcal/l× CV× 0.99
× (69.25kg/GJ ＋ 0.050kg/GJ × 21 ＋ 0.002kg/GJ × 310)
FC : 658,004,360.25 l
CV : 4.1858 KJ/kcal×106GJ/KJ F : 1,418,637,529.02 kg/yr
계산 결과, 바이오에탄올을 도입함으로써 수송부문의 CO2저감잠재량이 2030년에는 약 35만 톤 정도로 확인되었다.
CO2의 가격은 현재 2007년 8월 유로거래가격인 톤당 20.53유로를 사용하 였다. 참고로 Mckinsey의 Antonio Volpin6)에서는 2008년～2010년 평균 이산화
<표 1> E5 도 입 에 따 른 GHG 저 감 량 및 사 회 적 편 익
연 도
휘발유 예측수요량
(백만ℓ)
배출량 (1,000t CO2)
E5 도입량 (백만ℓ)
E5 도입에 의한 GHG 저감량
(1,000t CO2)
E5 도입에 따른 사회적 편익
(백만 원)
2008 13,160 28,372 658 1,418 36,707
2010 14,104 30,409 705 1,520 39,342
2015 15,374 33,147 768 1,657 42,884
2020 15,903 34,288 795 1,714 44,361
2025 16,161 34,843 808 1,742 45,080
2030 16,249 35,032 812 1,751 45,323
주 : 2007년 8월 현재기준, 거래가격 톤당 20.53유로, 1유로는 1,282.28원임.
백만 단위 이하 절하함.
6) 강만옥(2007) 자료를 재인용하였다.
탄소 배출권 가격을 톤당 25유로로 가정하여 CO2저감에 따른 사회적 편익을 추정하였다.7)
<표 1>은 휘발유 수요량과 이에 따른 CO2배출량, 바이오에탄올 도입에 따른 CO2저감량에 CERs 판매에 따른 수익 또는 사회적 편익을 정리한 표이 다. 이에 의하면 E5도입에 따른 GHG 저감으로 얻어지는 사회적 편익은 2008 년 이후 매년 350억 원 이상의 규모가 될 것임을 보여 준다.