국내 바이오디젤의 경제성을 분석한 연구로는 배정환(2006), 강희찬 외 (2006) 등이 있고, 해외 연구로는 Shumaker et al. (2002), Duncan(2003), Radich(2004), Haas et al. (2006) 등의 연구가 있다.
우선 배정환(2006)의 연구에서는 국산 유채를 이용하여 바이오디젤을 생산 할 경우의 사적 비용 및 사회적 비용편익 분석을 실시하였다. 사적 비용편익 분석 결과 유채유 생산비용이 리터당 1.58달러, 바이오디젤로의 전환비용이 리터당 0.55달러로 총 2.13달러로 분석되었다. 또한 부산물 수입 0.32달러를 감안할 경우 리터당 1.81달러로 분석되었고, 정부에서 헥타르당 경관보전지원 금으로 리터당 0.84달러를 지원한다고 가정할 경우 0.97달러로 추정되었다. 그 러나 원료 생산비용 함수 추정을 통해 바이오디젤의 경제성을 예측하지는 못 하였다.
다음으로 강희찬 외(2006)의 연구에서는 바이오디젤과 바이오에탄올을 대 상으로 각각 국내에서 원료를 공급할 경우와 수입할 경우로 나누어 사회적 편익이 사적 비용보다 큰 최소 생산비를 추정하였다. 사회적 편익으로 수입에 너지 대체효과, 이산화탄소 저감효과, 그리고 대기질 개선효과를 감안하였다.
그 결과 사회적 편익이 사적 비용보다 크기 위한 최소 생산비는 리터당 0.59 달러로 나타나 이 값보다 클 경우 비용이 편익보다 크므로 국내 생산의 타당 성이 없는 것으로 결론지었다.
Shumaker et al. (2002)의 연구는 미국 조지아 州의 바이오디젤 생산비용을 원료비 변화에 따라 추정하고, 이를 디젤 판매가격과 비교하였다. 원료비가 파운드당 10센트일 때 바이오디젤(100%) 생산비용은 갤런당 1.1달러, 15센트 이면 1.48달러, 20센트이면 1.85달러, 25센트이면 2.21달러, 30센트이면 2.58달 러이고, 35센트가 되면 2.94달러까지 상승할 것으로 추정되었다. 바이오디젤
바이오디젤의 경제성 예측에 관한 연구
생산비용이 갤런당 1.56달러일 경우 2002년 기준 조지아 州의 경유가격인 갤 런당 0.72달러와 비교했을 때 경제성이 없음을 알 수 있다. 그러나 BD2인 경 우 갤런당 추가비용은 경유가격이 0.75달러일 때 1～3센트 정도 상승하는 것 으로 나타났다. BD20인 경우 같은 경유가격에 대해 추가비용은 10～30센트일 것으로 추정되었다. 다음으로 Enguanos et al. (2002)의 연구에 따르면, 바이오 디젤 생산비용을 고정비용과 고정수입, 그리고 변동비로 구분하고, 고정비용 으로는 제조비용(0.147유로/리터), 연간 자본비용(0.012유로/리터), 관리비(0.005 유로/리터)를 포함시키고, 고정수입으로는 부산물 수입(0.084유로/리터)을 고 려하였다. 변동비는 원료비로서 유채유를 이용할 경우 리터당 0.48유로로 계 산하였다. 따라서 총 바이오디젤 생산비용은 리터당 0.557유로가 된다. 이를 경유가격과 비교하였는데, 2000년 7월～2001년 7월 평균 경유가격을 리터당 0.739유로로 가정하였다. 여기에는 리터당 생산비용 0.346유로, 유류세 0.393유 로가 포함되었다. 경유의 열량이 바이오디젤 대비 1.088 정도임을 감안하면, 완전면세시 바이오디젤 생산비는 0.606유로, 10% 과세시 0.65유로, 100% 과세 시 1.034유로로 나타나 90% 면세 혹은 100% 면세만이 바이오디젤의 경제성 을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.
한편 Duncan(2003)의 연구에서는 연간 7만 톤 규모의 바이오디젤 공장을 건설하는 자본비용이 20～30백만 달러 정도 소요되며, 1만 톤 이하 규모에서는 자본 평균비용이 2～3배 더 늘어날 것으로 추정하였다. 또한 牛脂나 식물성 기름 가격뿐만 아니라 부산물 가격도 변동성이 높다고 분석하였다. 1992년～
2000년 사이 牛脂를 이용한 바이오디젤 평균가격은 대체로 경유가격보다 높 은 리터당 52센트 정도였으며, 식물성 기름을 이용한 바이오디젤은 리터당 1.0달러 이상이었다. 지난 20여 년 간의 가격분포를 분석해 보면 바이오디젤 가격은 열량등가 기준으로 일반경유보다 0.27달러 높게 나타났다. 필자는 이 미 생산성이 높은 상태이고, 기술진보가 있더라도 자본비가 차지하는 비중이 매우 낮기 때문에 장래에 바이오디젤 가격이 떨어질 가능성이 낮으며, 떨어지 더라도 소폭 하락할 것으로 예측하였다. 다만 향후 온실가스 감축이 실현될
경우 이산화탄소 톤당 25달러의 탄소세가 부과될 경우, 6센트 정도 차이를 감 소시킬 수 있으며, 대기오염에 대해 추가적인 환경세가 부과될 경우 12센트 정도 차이를 줄일 수 있을 것으로 추정하였다.
Radich(2004)는 EIA의 바이오디젤 가격 예측 연구(EIA, 2004)를 요약하였 는데, EIA는 바이오디젤용 대두유 가격과 폐식용유 가격을 2004년～2013년 동안 예측하였다. 대두유는 2004년 기준 50백만 갤런이 바이오디젤 생산에 이 용될 경우 갤런당 1.95달러에서 2013년 2.06달러로 증가하고, 200백만 갤런이 이용될 경우 2004년 2.22달러에서 2013년 2.47달러로 증가한다. 폐식용유는 대 두유 가격과 연동되는데 대두유 가격의 49%로 추정되었다. 2004년에 갤런당 1.09달러에서 2013년 1.21달러로 추정되었다. 추정 결과에 의해 대두유 바이오 디젤과 폐식용유 바이오디젤 가격을 예측한 결과 2004년에 2.54달러 및 1.41 달러에서 2013년에 2.8달러와 1.55달러로 추정되었고, 석유가격은 2004년 0.67 달러에서 2013년 0.75달러로 추정되었다. 바이오디젤의 경제성을 확보하기 위 해 전년도 생산량을 기준 생산량으로 보고, 기준 생산량에 대해서는 2004년 기준으로 보조금이 대두유의 경우 갤런당 0.43달러, 폐식용유가 0.27달러이었 다. 기준량을 초과한 경우 추가 보조금이 지원되는데 2004년～2006년간은 대 두유 바이오디젤 갤런당 1.45～1.47달러, 폐식용유는 0.89～0.91달러이었다. 기 준 생산량을 초과하지 못할 경우 경제성 확보가 어려워 2006년까지 한시적으 로 소비세 공제가 식물성 유지는 갤런당 1.0달러, 폐식용유는 0.5달러가 지원 되었다.
끝으로 Haas et al.(2006)의 연구에 따르면 ASPEN PLUS(2001) 모형을 이 용하여 대두유의 생산비용을 0.52달러/kg으로 추정하였고, 바이오디젤 생산비 용을 0.53달러/리터로 추정하였다. 또한 대두유 가격이 0.022달러/kg만큼 변하 면 바이오디젤 생산비용이 0.02달러/리터만큼 변하여 선형관계가 관찰되었고, 부산물인 글리세린 판매수입을 포함할 경우 전체 비용의 6% 정도를 절감할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 글리세린 가치가 0.022달러/kg 감소할 때마 다 바이오디젤 가격은 0.0022달러/리터 상승하는 선형관계가 포착되었다.
바이오디젤의 경제성 예측에 관한 연구
지금까지 선행연구들을 검토해 보았는데, 대부분의 연구가 바이오디젤 생산 비용의 재무분석적 접근에 그치거나 미래에 대해 단순 외삽법을 적용하고 있 었다. 즉, 본 연구와 같이 계량경제학적 모형을 이용하여 농업부문의 기계화, 규모화 등의 요소를 고려하여 바이오디젤 경제성을 추정한 연구는 없었다.