2.1. 바이오디젤 작물(유지계 작물) 2.1.1. 대두
대두는 기계화 생산체계가 구축된 기간작물로 유채, 해바라기와 함께 대 표적인 바이오디젤 원료작물 중 하나이다. 바이오디젤의 주원료인 대두유 의 수입 추이를 살펴보면 1990년 이후 증가하다가 2000년대에 감소한 후 최근 다시 늘어나고 있다.
주요 국가별 경쟁력을 비교하면 우리나라 대두는 생산성 및 가격경쟁력 은 낮으나 가공적성(加工適性)은 우수한 것으로 나타났다(표 3-2).
표 3-2. 대두의 국제 경쟁력 비교
한국 미국 일본 중국
수량(㎏/10a) 162 239 172 179
생산비(원/㎏) 2,571 246 4,007 247
가격(원/㎏) 3,605 287 2,867 423
순수익(원/10a) 167,551 9,860 -194,236 34,650
노동시간(hr/10a) 39.1 0.5 13.7 60.0
가공적성 상 중하 상 중상
자료: 농촌진흥청(2005).
19 농촌진흥청(2006), 농촌진흥청(2007) 참고
연료용 작물로서 대두는 유채와 작부체계가 가장 적합한 여름작물이며 재배지역에 제약을 받지 않는다. 따라서 과잉 생산되는 벼를 대체할 수 있 는 바이오디젤 원료로 기대된다.
표 3-3. 주요 작물별 오일 수율
단위: ㎏
작물 기름 함량 작물 기름 함량
대두(Soybean) 14 팜과일(Palm Fruit) 20
유채(Rapeseed) 37 참깨(Sesame) 50
면실(Cotton seed) 13 코프라(Copra) 62
땅콩(Ground nut) 42 해바라기(Sunflower) 32 주1: 기름 함량은 종자 100㎏당 기준
주2: 코프라는 야자씨의 배젖을 말린 것으로 지방을 많이 함유하고 있어 과자의 재료, 마가린, 비누, 야자유 따위의 원료로 쓰고 찌꺼기는 짐승의 먹이로 사용됨.
자료: 농촌진흥청(2006).
하지만 대두는 유채에 비하여 기름 함량이 떨어져(표 3-3), 바이오디젤 수율이 낮고 주 수입국인 미국에 비해 단위 면적당 수량, 생산비, 노동시간 등이 모두 열위에 있다. 또한 수익성도 타 밭작물에 비해 낮고 가격이 불 안정하여 농가의 생산의욕이 저조한 것이 제약요인이다20.
2.1.2. 땅콩
세계 최초 바이오디젤 원료인 땅콩은 광합성 능력이 높고 단위면적당 에 너지 생산량은 대두의 3.4배이다. 그러나 WTO 체제 출범 후 국산 땅콩 생 산기반이 위축되어 전체 농업 생산액에서 차지하는 비중은 0.04%(2005년 141억)에 불과한 실정이다. 반면 수입물량은 1995년에 비해 무려 232% 증 가하였다.
20 도매가격: 2002년 2,835(원/㎏) ⇒ 2004년 5,353(원/㎏) ⇒ 2006년 2,665(원/㎏)
국산 땅콩의 품질은 주요 생산국보다 우수하지만 수량과 비용이 열위에 있고 기계화 수준이 매우 미흡한 것으로 나타났다(표 3-4)21.
표 3-4. 땅콩의 주요 생산국과의 경쟁력 비교
한국 중국 미국
수량(㎏/10a) 206 296 325
품질 우수 보통 우수
국내시장가격(원/㎏) 4,025 1,928 1,928
생산비(원/㎏) 1,906 450 775
주: 생산비는 2004년 기준이며 나머지는 2005년 기준임.
자료: 농촌진흥청(2007).
바이오디젤 원료용 작물로서 땅콩의 가장 큰 장점은 기름함량이 매우 높 다는 것이다(표 3-3). 그러나 생산성이 낮으며 국산 땅콩에 대한 바이오디 젤 연구도 전무한 실정이어서 원료용 작물로서의 보급 및 확대에 제약요인 으로 작용한다22.
2.1.3. 유채
바이오디젤의 대표적인 원료작물인 유채는 기름함량도 높고 유지에 올 레인산이 다량 함유되어 EU 등 선진국에서 많이 이용되고 있다23. 하지만 국내 생산현황은 재배면적과 생산량 모두 지속적으로 감소하고 있는 실정 이다. 이처럼 유채 생산이 감소하는 이유는 정부의 유채 수매가격이 1992 년 이후부터 현재까지 동결되어 유채생산에 대한 동기가 감소하였기 때문 이다.
21 세부적인 내용은 농촌진흥청(2006) 참조
22 땅콩은 미국에서는 이미 원료용 작물로서 우수성이 입증되었다.
23 유채는 EU, 캐나다, 중국, 인도, 호주 등에서 경제적으로 중요한 위치를 차지하 면서 전 세계 기름작물 중 가장 선도적인 작물로 평가 받고 있다.
유채를 바이오디젤 원료로 재배할 경우 국내에서 개발된 유채 품종의 수 량은 448㎏/10a(농가 실증시험, 2002년 개발된 1대 잡종 ‘선망’)까지 늘어 날 수 있다. 이 수치는 EU국가들의 300㎏/10a 보다 높기 때문에 바이오디 젤 생산단가를 낮추는 데 유리할 것으로 예상된다. 또한 환경 친화적인 청 정에너지를 제공할 뿐만 아니라 밀원(蜜源), 관상, 환경정화 등이 기대되어 농촌경관을 증진하는 간접적인 효과도 기대할 수 있다.
하지만 현재 기술로 유채를 원료로 생산한 바이오디젤은 석유계 디젤에 비해 생산원가가 높다는 문제점이 있다. 따라서 원료비를 절감할 수 있도 록 바이오디젤 원료용 유채 생산기반의 확충이 필요하다.
그림 3-1. 주요 식물성 오일 가격동향
자료: ECO Solution, www.ecosol.co.kr.
2.1.4. 해바라기
해바라기는 토질에 대한 적응성이 높기 때문에 어떠한 토양에도 재배가 가능한 작물이다. 재배면적은 2002년 6㏊에서 2005년 11㏊로 소폭 증가하 였다.
연료용 작물로서 해바라기의 장점은 종자에 20～30%의 기름이 포함되 어 있어 기름함량이 높다는 것이다24. 해바라기 종자는 식용, 비누원료, 도
료원료, 연료용, 제과용 등으로 다양하게 이용되며 잎과 함께 찌꺼기는 사 료로 이용이 가능하다. 또한 유채와 함께 2005년부터 시범사업으로 시행하 고 있는 경관보전직불제의 대상작물로 정부의 지원을 받을 수 있다.
전 세계적으로 해바라기는 바이오디젤 원료용 작물로서 유채에 이어 가 장 많이 이용되고 있다(표 3-5).
표 3-5. 식물성오일 생산 비중 및 바이오디젤 원료 비중 식물성오일 생산 비중 바이오디젤 원료 비중
팜유 33% 1%
대두 31% 2%
유채 14% 83%
해바라기 8% 13%
땅콩 5%
-면실유 4%
-코코넛 3%
-올리브 2%
-기타 - 1%
계 100% 100%
자료: 자료: USDA(2005), ECO Solution, www.ecosol.co.kr.
식물별 단위면적당 생산성을 비교했을 때(그림 3-2), 팜유(5,950리터/ha), 유채(1,190리터/ha), 해바라기(952리터/ha), 대두(446리터/ha)의 순으로 높 게 나타나 해바라기도 연료용으로 가능성이 있는 것으로 분석되었다25. 그 러나 아직 국내 연구사례가 없으며 생산성 측면에서 유채 및 대두에 비해 열위에 있는 것이 이용을 제약하는 요인으로 작용하고 있다.
24 국립농업유전자원센터 사이버 농작물 품종백과
25 국외기준, 농촌진흥청(2006)
그림 3-2. 식물성 오일 동일면적당 생산량
0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0
야 자 나 무 유 채 해 바 라 기 대 두
수 량 ( L / h a )
자료: 농촌진흥청(2006).
2.2. 바이오에탄올 작물(당질계 작물) 2.2.1. 고구마
고구마(건물 중 기준)는 70~80%가 전분이면서 단위면적당 수량도 높고 생육가능 온도도 15~35℃이며 북위한계는 43도로 4~11월 중 우리나라 전 지역에서 재배가 가능한 작물이다26.
국내 재배면적 및 생산량은 1980년대 이후 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 식용고구마는 식물검역법상 수입금지 품목에 해당하여 생고구마 수입 물량이 없으며, 전분 및 가공용은 국내 생산비가 높기 때문에 2006년 중국으로부터 고구마 전분 2만 3천 톤, 고구마칩 7천 톤을 수입하였다.
국산 고구마는 생산비 및 수확량에서 중국에 비해 열위에 있으나 일본보 다는 경쟁력이 있는 것으로 나타났다(표 3-6). 하지만 주로 식용으로 이용 되며 전분, 가공용 이용 비중은 일본에 비하여 매우 낮은 실정이다.
26 경제적 재배 표고한계: 해발 700m
표 3-6. 한․중․일 고구마 경쟁력 비교
한국 중국 일본 중국대비(%) 일본대비(%)
수량(㎏/10a) 2,500 2,029 2,473 123 101
노력시간(시간/10a) 75 116 59 65 127
생산비(천원/10a) 493 60 900 822 55
가격(천원/톤) 834 70 2,125 1,191 39
자료: 농촌진흥청. 2007.
바이오에탄올 원료로 고구마를 이용할 경우 일시에 분말로 바꿔야 하며 제조과정도 복잡하다는 단점이 있다. 하지만 아직 바이오에탄올 연구가 초 기 단계인 만큼 우리 여건에 맞는 고생산성 품종 개발 및 기술개발이 이루 어진다면 향후 이용 가능성이 있을 것으로 보인다.
2.2.2. 쌀(재고 현미)
쌀은 바이오에탄올 생산수율이 높아 유망 연료작물 중 하나로 여겨진다.
벼 재배면적은 2000년 1,072,363㏊에서 2006년 955,229㏊로 감소추세를 보 이고 있다. 같은 기간 생산량도 줄어 2006년에 5,037,689톤을 생산하였다.
기술적으로 쌀을 이용한 바이오에탄올 생산이 가능하지만 수입산과 국 산의 가격차(약 10배)가 크기 때문에 가격경쟁력이 확보되어야 상용화가 가능할 것으로 보인다.
2.2.3. 쌀보리
쌀보리는 주요 농가 소득원이었으나 수요 감소에 따른 재고가 누적되어 생산 과잉이 나타나고 있다27. 따라서 연료용 작물로서 겨울철 농경지를
27 2007년 사료용으로 재고 처분 11만 톤
이용하여 바이오에탄올 생산에 이용할 수 있을 것으로 보인다28.
향후 연료용 쌀보리의 품종개발을 통해서 바이오에탄올 생산수율을 증 대시키고 안정적인 원료 공급망이 확보된다면 한국형 에너지 작물로 이용 가능성이 있는 것으로 보인다.
2.2.4. 옥수수
국내 옥수수 생산은 1980년 이후 꾸준히 감소추세를 보이고 있다. 곡실 용 옥수수는 수입 의존도29가 매우 높으며 식용 옥수수는 가공제품(통조 림) 위주로 일부 수입되고 있는 실정이다. 원료용 옥수수는 타 작물에 비해 ha당 에탄올 생산량은 양호하지만 생산비용, 품질 등에서 모두 경쟁력이 없는 것으로 나타났다.
또한 국내에서는 고효율 옥수수 대량 생산에 관한 연구가 선진국에 비해 저조한 실정이고 시장개방으로 인한 수입 확대, 수매량 감소와 수매가격 정체로 인한 가격 불확실성 등의 원인으로 농가의 옥수수 생산의욕도 떨어 져 연료이용에 걸림돌이 된다.
표 3-7. 주요 작물의 단위면적당 수량 및 에탄올 생산량 비교 수량(톤/ha) 에탄올 생산량(리터/ha)
옥수수 8 3,000
고구마 35 4,500
맥류 5 1,400
자료: 오경석, 농진청(2005.11), “국내 바이오에탄올의 필요성”
28 보리는 동절기 2모작의 대표적인 작물로서 전분함량이 72.2%로 높아 바이오에 탄올 생산 시 이용가치가 있다.
29 수입산 곡실용 옥수수의 비중은 사료용 77%, 가공용 23%이다.
해외 옥수수 이용 동향을 살펴보면, 미국은 전분질 작물인 옥수수를 주
앞에서 언급한 품목별 생산현황 및 제약요인을 토대로 우리나라에서 이 용 가능한 바이오연료 작물을 검토하였다. <표 3-8>에서 제시한 것과 같이 바이오디젤용으로는 유채, 대두, 해바라기가 이용 가능성이 있는 것으로 분석되었으며, 바이오에탄올 원료로는 쌀과 고구마가 이용 가능성이 있는 것으로 나타났다.