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서론
석유 위기와 고유가의 영향, 환경문제의 대두, 기후 변화에 대한 대응이라는 동시 다발적 필요에 의하여, 이를 해결하기 위한 가장 좋은 방안으로 대두된 바이 오 연료는 1990년대 초 본격적인 산업화가 시작되어 보급이 된 이후 20여 년간 비약적인 발전을 거듭하고 있다.
이에 힘입어 세계 각국은 바이오 연료 산업의 활성 화 방안을 촉진하였고, IEA에서는 2020~2030년에는 수송용 연료의 7%를 바이오 연료로 대체될 것으로 예상하고 있다.
한국에서는 선진국보다 10여년 늦은 2003년에 비로 소 바이오 디젤의 시범 보급 사업이 시작되었으나, 정 부의 의지와 기업의 녹색성장 목표가 조화를 이루어, 바이오 연료산업은 매우 빠르게 정착하고 있다. 이에 따라 정부는 2030년 신재생에너지의 약 30%를 바이 오 연료가 담당하도록 목표를 정하여, 바이오 연료의
산업화에 박차를 가하고 있다. 그러나 국내의 바이오 연료 산업은 정부 정책에 비교하여 1세대 기술에 의 존한 초보적 단계에 머무르고 있으며, 대부분의 분야 가 기술개발 단계에 있다. 따라서 정부의 정책에 부합 되는 체계적이고 조직적인 신산업 창출의 전략을 수 립하고 방안을 도출하는 것이 시급한 문제로 대두되 고 있다.
국내 수송용 바이오 연료 산업의 현실
국내에서 상용화되었거나 상용화 예정으로 시범보 급 사업까지 추진하고 있는 현실적인 바이오 연료 산 업은 바이오 디젤산업과 바이오 에탄올 산업이 있다.
이들 바이오 연료 국내 산업의 특징으로는 - 국내에서 생산되는 원료가 매우 한정되어 있으며 - 2000년 이후 기술개발이 본격적으로 이루어지고
있어 초보적 기술을 구사하며
- 따라서 값이 비싼 양질의 원료를 사용하여야 하
바이오 연료 신산업 창출 방안 및 국내 사례
유 정 우
(주) S.M. POT, [email protected]
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며, 기업 간의 엔지니어링 기술의 편차로 수익구 조가 불안정하다.
이에 따라 해외에서 설비를 도입한 기업이나 엔지 니어링 능력이 앞선 업체가 시장의 우위를 점하고 있 다. 그러나 생산기술의 평준화가 빠르게 이루어지고 있어, 1세대의 기술로서는 기업 간의 경쟁이 심화되어 부가가치창출이 어려워지고 있다. 따라서 기업들의 의욕상실과 신규사업진입의 보류 등으로 정부의 보급 촉진 정책과 괴리될 가능성이 대두되고 있다. 바이오 연료 산업이 석유계 연료 시장과 마찬가지로 빠르게 세계화가 이루어지고 있는 현실을 고려할 때, 기술 종 속에 의하여 국내 바이오 연료 시장이 단지 소비 시장 으로 전락할 우려가 있다.
이러한 우려의 근본 원인은 유럽, 미국 등과는 다른 한국의 특수한 상황에 기인한다.
유럽과 미국, 브라질 등은 원료를 생산할 수 있는 정당한 유휴지를 보유하고 있고, 국산원료의 조달이 유리하며, 1980년대부터 꾸준히 개발된 기술을 보유 하고 있어, 보급 촉진 정책에 의한 신산업 창출이 농 업 및 산업계에서 심도 깊게 일어나고 있다. 따라서 우리가 가지고 있는 단점을 극복하여야지만 바이오 연료에 대한 신산업 창출이 가능하다.
바이오 연료 생산을 중심으로 한 신사업 모델 기술 수출에 의한 신산업 모델
심각한 단점을 가지고 있는 한국의 바이오 연료 산 업이 성공적으로 꽃피우기 위하여 혁신적인 신사업 창출 모델을 제시하고자 한다.
바이오 연료에 대하여 우선적으로 고려되는 신사업 모델은 강력한 기술개발이 선행되는 바이오 연료산업 의 국제화이다.
바이오 연료 산업의 핵심요소는 앞서 언급한 바와 같이 원료 확보와 기술개발이다. 그 중 선행기술개발 은 원료 확보가 어려운 한국에서는 가장 중요한 전략 모델의 중심에 있다. 바이오 연료는 이미 국제화가 되 어 있는 일반 연료이며, 국제적으로 거의 같은 품질
기준을 적용 받고 있다. 따라서 혁신적인 기술개발은 기술 자체가 전략적 플랜트 수출 등으로 이어지고 부 가가치를 창출 할 수 있다. 바이오 에탄올을 위한 효 율적인 발효기술이나 무수에탄올 정제기술, 경제적인 바이오 디젤을 생산할 수 있는 기술, 대량의 원료를 값싸게 생산할 수 있는 농업 및 수산 기술, 목질계 액 체 연료 제조 기술은 차세대 바이오 에너지 생산 기준 의 중심에 있다. 경제성 있는 바이오 연료를 대량 생 산 할 수 있는 원천기술은 향후 20년 내에 5배 이상 성장이 예상되는 바이오 에탄올 시장과 50배 이상 성 장이 예상되는 바이오 디젤 시장에서 플랜트와 기술 수출에 큰 기여를 할 수 있다.
바이오 디젤의 경우 미국이나 유럽은 각각 150여기 의 생산 플랜트가 건설되어 있으나 미국의 경우 30%
만이 가동을 하고 있다. 이러한 이유의 핵심은 대부분 의 플랜트가 1세대 저급기술에 의한 낮은 경제성으로 가동이 어렵다는데 있다.
바이오 연료의 특징 중 하나는 원료의 가격이 생산 원가에 가장 크게 영향을 주는데 있다(바이오 디젤의 경우 80%). 현재 생산되는 대부분의 바이오 에탄올 과 바이오 디젤은 식용으로 사용되는 원료를 사용하 는 특징 때문에, 이미 가격이 높을 뿐만 아니라 바이 오 연료의 생산 확대시 곡물가의 폭등이 예상된다. 또 한 식용 농산물의 산업적용은 NGO의 윤리적 공격을 감수해야 한다. 따라서 식용의 불가능한 폐 동·식물 성 유지, 지방산, 목질계통의 원료 등 저급의 저가 원 료를 사용하여 경제적인 바이오 연료를 사용하는 기 술을 확보하는 것이 기술 수출에 의한 신 산업창출에 매우 중요한 요소이다. 한편 저가의 원료를 이용하여 바이오 연료를 생산하는 신기술은 또 다른 개발도상 국가 지원사업의 신산업모델을 제공 할 수 있다.
아시아, 아프리카 등 지역에서 광대한 농업 휴경지 사용에 따른 저급 원료 생산과 열악한 환경에 적합한 바이오 연료 생산 신기술 적용은
- 황폐된 농촌 지역 경제 활성화로 극빈층의 빈곤 퇴치
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- 역내 국가의 에너지 자립도 제고 - 첨단 기술 수출 전략화
- 바이오 원료지원 확보 - 탄소 배출권 확보
- 저개발 국가의 경제 개발 기여에 따른 대한민국 국격 상승 등 많은 이점을 보여 줄 수 있다.
따라서 향후 바이오 연료의 신산업 창출을 위해서 는 차세대 신기술 개발과 상용화가 필수적이며, 산학 연이 공동으로 체계적인 기술 개발과 상용화가 이루 어져야 한다.
신기술이 접목된 바이오 연료 생산 산업
바이오 연료는 상기한 바와 같이 국내외에서 가장 중요한 신 재생에너지원으로 각국에서 의무 사용량을 대폭적으로 늘려 나가고 있다. 따라서 신기술과 국내 자본 그리고 관련 기업과의 입체적이고 전략적인 제 휴를 통하여, 정부의 적극적인 지원 하에 국내 그리고 특히 해외에서 바이오 연료의 생산 산업을 대폭 확대 하는 모델을 고려할 수 있다.
해외에서 경제성을 갖는 바이오 연료를 생산하여 부 가가치를 창출 하는 경우 단순한 기술 수출의 개념을 넘어 바이오 연료의 신산업을 국제무대로 대폭 확대 시 키는 계기를 마련 할 수 있을 것이라 사료된다. 이러한 모델은 초기 유렵의 엔지니어링 회사들이 1세대 바이 오 디젤 생산 공정을 세계에 수출해 커다란 이익을 취 하다 기술의 평준화에 의한 수익성 약화로 산업이 정체 하는 등의 결점을 제거할 수 있다. 또한 신기술의 독점 적 권한이 오래 지속이 되며 구술의 체계적 보완이 가 능하여 항구적인 신산업으로 성장을 지속시킬 수 있다.
그러나 이러한 모델은 정부와 관련 기업의 유기적 인 협조가 필수적으로 이루어져야 가능할 것으로 사 료된다.
바이오 연료의 수직계열화 제품에 대한 신산업 모델 바이오 연료의 생산 산업은 석유 화학에서 정유 산 업과 비교가 된다. 정유 산업의 제품은 에너지원으로
사용될 뿐만 아니라 수많은 석유화학제품을 생산하는 원료로 사용된다. 바이오 연료 역시 수많은 친환경 제 품을 생산하는 원료로 사용되며 이미 유럽에서는 1990년대 말부터 전략적인 신산업으로 접근을 하고 있다. 특히 바이오 디젤과 그 부산물인 글리세린은, 고 급 에스터의 중간체, 제약원료, 친환경 합성 윤활유, 저 휘발성 친환경 용제, 저독성 계면활성제, 플라스틱 첨가제 등 이미 수백 종이 대량생산 되고 있는 화학제 품의 중간체 또는 최종제품의 원료로 사용되고 있다.
이러한 제품들은 반응 메커니즘이 유사하기 때문에 이미 개발된 신기술을 모체로 추가적인 개발을 통하 여 신 산업화가 가능한 기술 계열화가 가능한 제품들 이다. 유럽에서 1990년대 말, 2000년대 선도 신산업으 로 상기 모델을 정립하고 이와 관련된 기술 개발을 위 해 정부 및 산학연에서 300여명의 전문가로 구성된 유럽피안 위원회를 결성하여 신산업 전략을 채택하는 예는 한국에 좋은 표본이 될 수 있을 것이다.
국내 사례
바이오 연료에 대한 신산업 모델은 아직까지는 크 게 대두되지 못하고 있다. 그러나 특정 분야에서 몇몇 대표적인 기업들이 상기 기술된 해외 진출 모델로 신 산업을 창출하려는 노력을 경주하고 있으며, 정부에 서 적극적인 지원과 관련기업의 상호 협력이 따르는 경우 한국의 바이오 연료의 새로운 이정표를 세울 수 있을 것으로 사료되며 간단하게 몇 가지 사례를 정리 해 보았다.
바이오 에탄올
(주)창해에탄올은 바이오 에탄올 생산을 위하여 파 푸아뉴기니에 진출하여 농장을 개발하고 있으며 2013 년에 총 12만 톤의 바이오 에탄올을 생산하려고 농장 을 확대하고 있다. 이를 위하여 고생산성 발효균주 공 정개발 등으로 발효의 원천기술을 확보하고 에너지 절감형 탈수 공정을 개발하고 필리핀에 카사바를 원 료로 한 바이오 에탄올 플랜트를 수출하는 등 사업영
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역을 확장하고 있다.
(주)한택엔지니어링은 막분리 기술을 이용한 고속 의 바이오 에탄올 발효기술과 에너지를 크게 절감시키 는 바이오 에탄올 농축기술을 개발하여 해외 플랜트 수출에 적극적으로 나서고 있으며, 이와 동시에 아시아 에서 원료유 확보를 위한 농장 진출을 예정하고 있다.
해양바이오 원료확보
(주)바이올시스템즈 등은 해양에서 바이오 에탄올 의 원료가 되는 해조류의 양식종묘개발을 착수하고, 필리핀과 인도네시아에서 해양 양식장의 구축에 착수 하였으며 사업의 성공 시 해조류의 해양양식을 착수 할 예정에 있다. 이러한 기술이 성공하면 바이오 연료 를 위한 새로운 원료 확보에 지평선을 열 수 있을 것 이라 사료된다.
바이오 디젤
(주)SM.POT는 산폐가 되어 고농도의 지방산이 존재하는 식용유 등 저급원료로부터 고순도 바이오 디젤을 합성하는 공정을 세계 최초로 개발하고, 상용 공장을 건설하여 가동하고 있는 기업이다. SM.POT 공정을 이용하면 식용이 불가능한 폐식용유, 폐동물 성유지, 지방산 및 고지방산이 함유된 팜유(CPO), 자 트로파유를 비누의 발생이 없이 모두 바이오 디젤로 전환 시킬 수 있어 매우 경제적인 바이오 디젤을 생산 할 수 있다. 따라서 식용 원료 사용에 대한 윤리적 비 난을 피할 수 있을 뿐만 아니라 전 세계적으로 1천만 톤 이상 발생되는 저가의 비식용 저급원료를 사용함 으로써 환경오염 방지와 부가가치를 극대화 시킬 수 있어, 플랜트 수출 전략화 신산업으로 성장할 수 있을 것으로 사료된다. 한편 SM.POT기술은 공정이 간편
하여 개발도상국가에서도 쉽게 적용시킬 수 있기 때 문에 저개발국가의 개발에 대한 기여가 가능하여 국 가의 신뢰도를 향상시키는데 참여가 가능하다. 이에 일환으로 SM.POT는 동아시아 파트너쉽 사업의 일 환으로 신기술을 이용한 바이오 디젤 생산 pilot을 베 트남에 원조하는 사업에 참여하고 있으며, 국내의 기 업과 전략적 파트너쉽을 맺고 해외로 적극 진출할 예 정이다.
한편 삼성물산은 신성장동력의 산업으로 바이오에 너지사업을 선택하였다. 이에 따라 원료확보가 선행 조건이 된다는 전략 하에 인도네시아에 18,000 ha의 팜농장을 인수하였으며, 장기적으로 대규모 원료확보 와 신기술의 접목으로 세계 바이오디젤 산업에 적극 진출할 것으로 보인다.
결론
한국의 바이오 연료 산업은 유럽이나 미국 등 선진 국에 비하여 10여년 늦게 시작하였고, 원료의 국내 확 보와 기술개발은 선진국에 비하여 열악하다. 그러나 정부의 바이오 원료 보급에 대한 의지는 어느 나라보 다 확고하며, 따라서 관련 산업에 대한 기반은 마련되 었다고 사료된다. 바이오 연료 산업에 대한 국내의 약 점을 보완하고 이를 발판 삼아 오히려 적극적으로 국 내뿐만 아니라 해외에 진출하여, 원료 확보 사업과 동 시에 신기술 개발과 접목된 국제화가 이루어진다면 바이오 연료 산업은 선진국을 선도하는 신산업의 모 델을 창출할 수 있을 것이라 사료된다. 이를 위한 전 제조건은 기술 개발 체계 확립과 세계 일류의 기술 개 발과 상용화이며, 이를 바탕으로 정부, 기업 간의 상호 효율적 협력이 이루어진다면, 바이오 연료산업은 한 국의 신성장동력의 신산업이 될 것으로 사료된다.
