Abstract: 우리나라에서는 2008년 말부터 상업적인 목재펠릿 생산이 시작되어, 주택용 펠릿보일러 및 난로, 농업용 펠릿온풍기 및 펠릿보일러, 산업용 펠릿보일러에서의 사용이 점차 확대되고 있으며, 최근에는 발전소의 연료로 사용 되기에 이르렀다. 2011년에 약 45천 톤의 목재펠릿이 소비되었을 것으로 추산되며, 2012년에는 현재의 추세대로라면 약 140천 톤이 소비될 것으로 전망된다. 그리고 2013년에는 무려 350천 톤의 펠릿이 소비될 것으로 전망된다. 지속적 인 성장을 위해서는 정부 정책에만 의지하지 않고 업계 스스로 자립할 수 있는 기반이 조성되어야 하는데, 다행히도 열공급 분야에서 목재펠릿의 경제성이 확보되어 있는 실정이다. 따라서 안전하면서 고효율의 연소기기가 뒷받침이 된다면 목재펠릿 시장은 지속가능한 연료시장으로 성장해 나갈 수 있을 것이다.
Keywords: wood pellet, pellet boiler
1. 서 론
1)
바이오에너지란 바이오매스를 연료로 이용할 때 얻어지는 에너지를 일컫는 것으로, 바이오매스 를 물리적 또는 생화학적 변환과정을 거쳐, 고체, 액체, 기체연료로 전환한 것(보통 바이오연료라 칭함)과 이들로부터 얻어지는 전기 및 열에너지 형태 모두를 포함한다. 한편, 목질계 바이오에너지 는 목질계 바이오매스를 건조나 고밀화 과정을 통 하여 가공하여 고체 상태로 직접 연소하거나, 액 체나 가스 상태로 변환시켜 생성된 연료로부터 생 산된 에너지로 정의된다. 직접 연소하여 사용하는 목질계 고체바이오연료로는 장작, 톱밥, 칩(chip), 브리켓(briquet), 펠릿(pellet) 등이 일반적인데, 브 리켓과 펠릿은 1970년대 후반에 개발되어 사용하 기 시작하였다.
브리켓과 펠릿은 톱밥 또는 대팻밥 등의 목질계
저자 (E-mail: [email protected])
Figure 1. Wood pellets.
바이오매스를 높은 압력과 열로 고밀화하여 만든 것으로, 브리켓은 장작처럼 크기가 크지만 펠릿은 크 기나 모양이 거의 동물 사료와 비슷하다(Figure 1).
펠릿은 북미나 유럽에서 가정용의 자동화된 난로 나 보일러의 연료로 사용되고 있으며, 북유럽에서 는 열병합발전소의 연료로 많이 이용되고 있다.
펠릿의 제조 원리는 비교적 간단한데, 톱밥이나
Figure 2. Volume comparison of woody biomass.
Figure 3. Calorific values of wood pellets and wood chip.
대팻밥 등의 분쇄된 작은 조각이 펠릿성형기의 작 은 구멍(지름 6∼8 mm)을 통해 배출될 때 마찰열 과 높은 압력이 가해지면서 성형되어진다. 성형된 펠릿은 성형기를 나오면서 냉각 고화된다.
한편, 이렇게 만들어진 목재펠릿의 연료로서의 장점은 다음과 같이 정리할 수 있다.
① 착화성 및 보존성이 우수하다.
② 고밀화로 연소효율이 우수하다.
③ 고밀화로 운반 및 보관이 용이하다(Figure 2).
④ 형상과 함수율이 일정하므로 연소기의 자동 화가 가능하다(Figure 3).
⑤ 자동화에 따른 온도 조절이 가능하다.
⑥ 유황분과 회분이 적어 환경친화적이다.
우리나라에서는 2008년 말부터 상업적인 펠릿 생산이 시작되어 주택용 펠릿보일러 및 난로, 농 업용 펠릿온풍기 및 펠릿보일러, 산업용 펠릿보일 러에서의 사용이 점차 확대되고 있으며, 최근에는 발전소의 연료로 사용되기에 이르렀다. 따라서 본 고에서는 목재펠릿 시장의 동향과 전망에 대해 살 펴보고자 한다.
Figure 4. Global pellet production.
2. 세계 펠릿 시장
1970년대 전반과 1980년대 전반의 두 차례의 석유위기는 목재펠릿이라는 상품을 이 세상에 등 장시키는 계기가 되었다. 그러나 곧 석유 가격이 회복되기 시작하면서 펠릿의 가격이 상대적으로 높아짐으로써 목재펠릿은 세상의 관심으로부터 멀어지기 시작하였고, 이후 간신히 명맥만 유지하 기에 이르렀다.
그런데 1990년대에 들어서면서 지구온난화 및 석유가격의 상승 등과 같은 이슈가 급속하게 부상 하면서, 목재펠릿은 다시금 부활의 길로 접어들기 시작하였다. 특히, 선진국의 경우 적극적인 바이오 에너지장려정책(보급계몽활동, 기기도입보조, 탄 소세 등)을 마련함으로써 목재펠릿 시장은 도약의 기틀이 마련되었다.
이제 목재펠릿은 고체바이오연료 중 가장 성공 적으로 영역을 넓혀가는 아이템이 되고 있다. 열 과 전기 생산을 위해 주거 난방용뿐만 아니라 산업 용 및 발전용으로 이용이 점차 확대되고 있다. 1997 년 교토의정서가 채택된 이후 유럽은 - 특히 스웨 덴, 핀란드, 네덜란드, 오스트리아, 독일 - 펠릿을 발전 및 열공급 시장에 적극적으로 도입하여 왔다.
목재펠릿의 90% 이상이 유럽과 북미지역에서 생산되고 있으며, 생산된 펠릿의 80% 이상이 온
실가스 감축의무를 이행 중인 EU에서 소비되고 있다. 목재펠릿의 세계 생산량(Figure 4)은 바이오 연료의 중요성이 크게 부각되기 전인 1990년의 세 계 펠릿 생산량이 불과 75만 톤이었던 것이 2000 년에는 3백만 톤이 되었으며, 이후 급격히 증가하 여 2006년에는 약 7.7백만 톤, 2011년에는 약 17.8 백만 톤에 달하였다. 펠릿 생산 능력도 2006년에 약 14.5백만 톤이었던 것이 2011년에는 약 33.3백 만 톤으로 증가하였다(Global Data, 2012).
펠릿 생산은 초기에는 원료 확보가 비교적 쉬운 미국과 스웨덴이 견인차 역할을 했다. 이후 세계 각국에서 생산되기 시작하여, 2011년에는 캐나다 가 세계 펠릿 생산량의 13.7%를 차지하는 최대생 산국이 되었으며, 그 뒤를 독일, 미국, 스웨덴, 오 스트리아가 잇고 있다. EU 국가들이 전체 생산량 의 약 67%, 북미 지역이 약 24%를 차지하였다.
최근에는 이탈리아, 러시아, 라트비아, 에스토니 아, 폴란드 등도 주요 생산국으로 부상하고 있다.
아시아에서는 중국과 일본이 최근 몇 년 사이에 생산기지 건설에 박차를 가하고 있다. 특히 일본 의 경우 펠릿 생산시설이 2002년에 3개소에 불과 하였으나 2008년에는 53개소로 급성장하였고, 현 재에는 100개소가 넘는 것으로 추정되고 있다.
한편, 목재펠릿의 세계 소비량은 2011년에 약 16.2백만 톤이었으며, 향후에도 꾸준히 증가하여 2020년에는 약 45백만 톤에 이를 것으로 예상된
Figure 5. Global pellet consumption.
Figure 6. Cost effectiveness of Austrian wood pellets (March 2012).
다(Figure 5). 이러한 가파른 신장세는 당분간 계 속될 것으로 여겨지는데, 목재펠릿을 에너지로 사 용하는 것이 교토의정서에서 제시된 각국의 목표 치 달성을 위한 유효한 수단이 되기 때문이다. 특 히 지금처럼 고유가가 지속되는 한 시나리오에서 보는 것처럼 연간 10% 이상의 성장세가 유지될 것으로 예견된다.
세계 펠릿 소비의 85% 정도가 유럽에서 이루어 지고 있다. 유럽의 펠릿 소비는 점점 늘어나고 있 으며, 2010년에 약 11.4백만 톤이 소비되었으며 (IEA Bioenergy T40, 2011), 2012년엔 유럽에서
만 15백만 톤이 소비될 것으로 추정하고 있다. 유 럽의 펠릿 소비는 산업, 주택, 상업 등 거의 모든 분야에서 이루어지는데, 주택의 경우 주로 난방을 위하여 사용되고 있으며, 발전(power generation) 분야에서의 펠릿 소비도 점차 증가하는 추세이다.
스웨덴이 가장 오래되고 가장 큰 소비자인데, 스 웨덴은 약 14.6%의 소비율을 차지하며 주로 난방 과 바이오매스 발전소에서 소비하고 있다. 스웨덴 다음으로 소비를 많이 하는 나라는 미국으로 약 11.7%를 차지하는데, 대부분 난방을 위한 목적으 로 이용하고 있다. 독일과 오스트리아는 각각 10.7%
Year
Imported pellets (t)
Total Vietnam Malaysia China Indonesia Canada Russia japan
2009 12,043 638 49 8,774 723 1,118 - 4
2010 20,893 4,399 3,264 8,084 797 1,440 - 285
2011 29,678 7,237 7,626 5,582 225 2,021 3,301 2,186
Table 2. Imported wood pellets
펠릿의 이용 형태를 보면, 대개의 국가에서 초 기에는 소규모의 용도로 이용되는 것이 일반적이 나 최근에는 열병합발전 등의 대규모 용도로의 이 용도 증가하는 경향이다. 이는 발전차액보상제와 신재생에너지 의무할당제(RPS, renewable portfo- lio standard)와 같은 정책 등에 기인한다. 교토의 정서 상의 이산화탄소 감축 목표를 달성하기 위한 수단으로 펠릿 사용을 적극 늘리고 있는 것이다.
미국, 독일, 오스트리아, 이탈리아 등은 주로 소규 모 난방 및 중규모 열공급용으로 사용하고 있으 며, 네덜란드와 벨기에는 주로 대규모 발전용으로 사용하고 있다. 덴마크와 스웨덴은 소규모 난방 및 중규모 열공급용과 대규모 발전용으로 고루 이 용하는 국가이다.
펠릿의 가격을 살펴보면, 오스트리아의 경우 2012년 5월 현재 가정용 목재펠릿의 가격이 3.8
€/15 kg으로 약 380 ￦/kg이었다. 다른 연료와 비 교해 보면, 목재펠릿은 4.71 cent/kWh로서 10.34 cent/kWh인 난방유의 약 46%에 불과할 정도로 매 우 싸다(Figure 6, proPellets Austria, 2012).
8.5천 톤 생산을 시작으로, 2010년에는 약 18.7천 톤, 2011년에는 약 27.6천 톤을 생산하였으며, 2012년에는 약 45천 톤을 생산할 것으로 예측된다 (Table 1).
한편, 해외로부터의 목재펠릿 수입량도 크게 늘 어, 2009년 약 12천 톤, 2010년 약 20.9천 톤, 2011 년 29.7천 톤에 달하였다. 2012년에는 1월부터 6 월까지의 수입량이 전년도의 수입량을 넘어섰을 뿐만 아니라, 발전용 목재펠릿의 수입도 시작되어 100천 톤을 넘어설 전망이다(Table 2).
우리나라에서는 2011년에 약 45천 톤의 목재펠 릿이 소비되었을 것으로 추산되며, 2012년에는 현 재의 추세대로라면 약 140천 톤이 소비될 것으로 전망된다. 그리고 2013년에는 무려 350천 톤의 펠 릿이 소비될 것으로 전망된다.
이러한 흐름에 활력을 불어넣고 있는 것은 2011 년 이후의 급격한 유가 상승과 지속적인 고유가 체제, 그리고 발전 분야에서의 RPS 제도의 도입이 라 할 수 있다. 국내의 펠릿 가격과 유가를 비교하 면, 2012년 5월 현재 가정용 펠릿은 등유의 49%, 산업용 펠릿은 중유의 50%로 명백한 가격경쟁력 을 확보하였다(Figures 7, 8, 한규성, 2012). 이러 한 가격경쟁력에 힘입어 농업용과 산업용 펠릿 수
Figure 7. Price trend of fuels.
Figure 8. Cost effectiveness of Korean wood pellets (May 2012).
요가 점차 확대되고 있는 실정이다. 그리고 2009 년 9월 동서발전 동해화력에서의 목재펠릿과 석탄 의 혼소 발전 시험이 이루어진 후, 2012년 10월부 터 남부발전의 하동화력에서 본격적인 혼소 발전 을 시작함으로써 발전영역에서의 목재펠릿 연소 시대가 개막되었다.
펠릿연소기기의 보급은 펠릿 소비시장의 규모 를 가늠할 수 있는 척도가 되는데, 우리나라에서 는 2009년부터 산림청과 에너지관리공단을 통해 보급 사업이 실시되었다. 이후 정부 업무 조정에 따라 2010년부터 산림청이 주관하여 현재에 이르 고 있다.
주거용 목재펠릿보일러는 산림청과 에너지관리 공단이 2009년부터 보급하기 시작하여 2012년까 지 누적 13,985대를 보급할 것으로 예상되며, 산 업용 목재펠릿보일러(온수용과 증기용)는 산림청 이 2011년부터 보급을 시작하여 2012년까지 누적 35대를 보급할 것으로 예상된다. 한편, 산림청은 공공건물의 난방용 목재펠릿보일러와 목재펠릿난 로를 2009년부터 보급하기 시작하여 2011년까지 누적 459대를 보급하였다(Table 3).
펠릿보일러 등의 보급 사업의 내용을 보면, 주 거용의 경우 국고 보조 30%, 지자체 보조 40%, 자부담 30%의 형태로 보급이 이루어지고 있으며,
형태로 보급되고 있다. 한편, 공공용은 전액 국고 로 보급되고 있다.
4. 맺음말
이렇게 펠릿의 소비가 확대되면서 펠릿의 품질 에 대한 논의도 화제의 중심에 서게 되었다. 펠릿 품질의 신뢰성이 펠릿의 이용에 매우 큰 영향을 미치고 있기 때문이다. 특히 펠릿이 국제적인 무 역 상품으로서 활발한 교역이 이루어지고 있기 때 문에 품질 규격의 중요성은 더욱 심화되고 있다.
따라서 친환경적인 이미지에 맞으면서 연료로서 의 일정한 품질이 유지되도록 하기 위한 장치로서 목재펠릿 품질 규격이 빠른 속도로 정비되고 있으 며, EU에서는 각국이 따로 운영하던 목재펠릿 품 질 규격을 통합하기에 이르렀다. 또한, 신뢰할 수 있는 품질의 펠릿이 유통될 수 있는 기반을 확보 하기 위하여 목재펠릿의 품질 인증에 대한 필요성 이 대두되었고, 2011년부터 유럽펠릿협의회(Euro- pean Pellet Council)를 통한 목재펠릿 품질인증이 시작되었다.
우리나라도 이러한 필요성에 따라 2009년 5월 19일 목재펠릿 품질 규격(국립산림과학원 고시)이 제정되었고, 2010년 7월 26일부터는 목재펠릿 품 질규격 의무표시제(산림자원의 조성 및 관리에 관 한 법률 시행령)가 도입되었다. 국내에서 생산 및 유통되는 펠릿의 품질이 정확하게 표시되고 지속 적으로 유지될 필요성이 대두된 것이다. 이에 따 라 국내에서도 품질 인증제 도입에 대한 논의가 시작되었다. 그런데 최근에 국내 발전사에서는 이
라 목재펠릿을 구매하고 있는 것으로 알려지고 있 는데, 이는 목재펠릿 품질의 신뢰성을 구축하기 위 한 국가의 노력에 훼방을 놓는 것이라 할 수 있다.
정부는 보다 안전하고 신뢰할 수 있는 목재펠릿 보일러를 보급하기 위해서도 많은 노력을 기울이 고 있다. 2010년 1월 15일 목재펠릿보일러 시공기 준(에너지관리공단, 신재생에너지설비의 지원 등 에 관한 지침)이 도입된 이후, 2011년 9월 9일 목 재펠릿온수보일러가 신재생에너지설비인증 대상 품목으로 지정(지식경제부 고시)되었으며, 이에 대한 인증기술기준도 함께 제정(에너지관리공단 신재생에너지센터)되었다. 산림청은 이를 토대로 주택용 펠릿보일러 보급 사업에 있어서 인증된 제 품만을 참여시키고 있다. 한편, 산업용 펠릿보일러 의 경우에는 산림청 자체의 규정을 두어 기술 수준 이 인증된 업체만 보급 사업에 참여시키고 있다.
이처럼 우리나라에 목재펠릿이 선을 보인 것은 불과 4년에 지나지 않지만, 국제적인 질서와 수준 에 도달하기 위해 민관이 협력하여 많은 노력을 기울여왔다. 그동안 불량 보일러의 유통으로 인해 사회적인 이슈의 중심에 서기도 하였으나, 정부의 강력한 정책 드라이브에 힘입어 안정된 성장을 지 속하고 있다. 한편, 지속적인 성장을 위해서는 정 부 정책에만 의지하지 않고 업계 스스로 자립할 수 있는 기반이 조성되어야 할 것이다. 다행히도 열 공급 분야에서는 목재펠릿의 경제성이 확보되어 있는 실정이다. 따라서 안전하면서 고효율의 연소 기기가 뒷받침이 된다면 목재펠릿 시장은 지속가 능한 연료시장으로 성장해 나갈 수 있을 것이다.
한 규 성
1982 서울대학교 임산가공학과 1986 학사서울대학교 임산가공학과 1991 석사교토대학교 임산공학과 박사 1991∼현재 충북대학교 교수
참 고 자 료
1. Global Data. 2012. Biopellet Energy Market - Global Market Size, Average Price, Compe- titive Analysis and Key Country Analysis to 2020.
2. IEA Bioenergy T40. 2011. Global Wood Pellet Industry Market and Trade Study.
3. ProPellets Austria. www.propellets.at
4. 한규성. 2012. 국내 펠릿 시장 동향과 전망. 목 질계 고형바이오연료 생산 및 이용 기술(2012.
7. 30). 국립산림과학원, pp. 105-121.
