국내에서는 바이오디젤 산업이 바이오에탄올보다 산업보다 활성화 되어있고 실제로도 경유에 바이오디젤을 일부 혼합하여 사용하고 있다. 바이오디젤은 동식물 지방, 폐식용유 등을 알코올과 반응시켜 생산하는 에스테르화 기름이다. 이 성질이 경유와 유사하여 경유에 혼합하여 사 용 가능하다. 바이오디젤은 일반적으로 일반 경유와 혼합하여 사용되기 때문에 혼합 비율에 따라 BD100(순수 바이오디젤 100%), BD20(순수 바이오디젤 20% + 일반 경유 80%), BD5(순수 바이오디젤 혼합률 5%
미만) 등으로 구분한다.
바이오디젤은 일반 경유와 비교할 때 다음과 같은 장점을 갖는다. 첫 째, 재생 가능한 자원을 이용하여 에너지 고갈 문제를 해결하는 데 도 움이 된다. 즉 국내에서도 액체 수송용 에너지 생산이 가능하게 된다.
이를 통해 석유에 대한 의존도를 낮춤으로써 에너지 안보에 기여할 수 있다(에너지경제연구원, 2006). 안정적이고 다양한 에너지 공급원의 확 보를 통해 에너지 안보를 향상시킬 수 있다.
둘째, 바이오디젤의 전주기를 살펴보면, 온실가스 감축에 효과가 있다.
바이오디젤은 연소를 통해 배출되는 이산화탄소의 양은 일반 경유를 사 용했을 때와 비슷하지만, 바이오디젤을 다시 생산하기 위한 원료 작물 들을 재배함으로써 배출되었던 이산화탄소를 재흡수할 수 있다. 이로 인하여 이산화탄소 배출 총량을 늘이지 않고 에너지를 이용할 수 있다. (USDA, 1998).
셋째, 바이오디젤은 경유 연소에서 발생하는 황산화물과 같은 대기
를 보여준다(일반 경유 사용 대비). BD100의 경우 SOx를 100% 줄일 수 있으며, 미세분진, 일산화탄소, 매연도 50% 정도 줄일 수 있다.
종 류 바이오디젤
BD100 BD20
대기오염 감소
CO2 -78.45% -15.66%
매연 -67% -20%
일산화탄소 -48% -12%
미세 분진 -47% -12%
NOx +10% +2%
SOx -100% -20%
방향족 화합물 -80% -13%
<표 3-2> 경유 대비 바이오디젤의 오염 물질 배출 감소율
자료: 이진석(2004)
넷째, 바이오디젤은 윤활성이 좋다. 따라서 디젤 엔진의 움직임을 더욱 부드럽게 하여 자동차 진동과 소음을 줄일 수 있다.
그러나 바이오디젤의 단점도 있다. 첫째, 일반 경유보다 더 세심한 관리가 요구된다. 경유보다 점성이 높아서 연료 분사 기관 또는 실린 더 내의 이물질 증가로 엔진 기관에 무리가 갈 수 있다. 또, 겨울철 사용에 제약이 있다. 바이오디젤은 낮은 온도에서 분자들이 뭉쳐져서 구름처럼 뿌옇게 되는 데(이 온도를 운점 또는 cloud point라 함), 뭉 쳐진 분자가 엔진의 필터를 막을 수 있어 고장의 원인이 되기도 한 다. 온도가 운점보다 더 낮아져 바이오디젤이 젤(gel)처럼 유동성이 없
어지게 되는 온도를 유동점(pour point)라고 하는 데 외기 온도가 유동 점보다 낮아지면 바이오디젤을 연료로 사용할 수 없다(Cold Flow Blending Consortium, 2005).
둘째, 단위 연료당 출력에서 뒤떨어질 수 있다(Hofman, et al., 2006).
바이오디젤 1갤런당 열에너지는 약 130,000 Btu/gal으로 일반 경유의
열에너지 140,000 Btu/gal보다 적은 열에너지를 가지고 있다. 따라서
같은 거리를 운행할 때 바이오디젤의 소모량이 더 크게 된다.
Crop kg oil/ha liters oil/ha lbs oil/acre US gal/acre
옥수수 145 172 129 18
콩 375 446 335 48
커피 386 459 345 49
양구슬냉이 490 583 438 62
참깨 585 696 522 74
벼 696 828 622 88
해바라기 800 952 714 102
땅콩 890 1,059 795 113
유채 1,000 1,190 893 127
올리브 1,019 1,212 910 129
자트로파 1,590 1,892 1,420 202
아보카도 2,217 2,638 1,980 282
기름야자나무 5,000 5,950 4,465 635 말조류
<표 3-3> 바이오디젤 원료 작물별 기름 생산량
바이오디젤은 다양한 원료에서 생산 가능하다. 유지 식물뿐만 아니라 동물지방, 폐식용유에서도 바이오디젤을 추출한다. <표 3-3>은 원료 식물별 바이오디젤 생산 가능량을 나타낸다. 바다에서 자라는 말(조류) 가 가장 많은 유지를 보유하고 있으나, 재배 기술 비용과 기술력으로 인해 아직 상용화되지는 않았다. 현재 바이오디젤 원료로 많이 사용되 는 대표 작물들은 대두, 팜유, 유채이다. 이중에서도 유채는 이모작이 가능하며 수율도 높아 효율성이 높은 작물이다. 독일을 비롯한 EU에 서는 유채를 이용하여 바이오디젤 생산을 하고 있다.
바이오디젤 원료는 유채유가 82%로 비중이 가장 높고 다음으로 해 바라기씨유, 대두유, 팜유이다. 유채유는 가격이 상대적으로 비싼 편이 지만 유럽에서 가장 선호되는 원료이다. 포화지방이 적고 액화점이 낮 기 때문에 엔진에 무리를 줄 가능성이 낮다.
[그림 3-1] 바이오디젤 생산의 국제 원료 비중
자료: 재생연료협회(Renewable Fuel Association)
바이오디젤용 주요 식물성 기름 가격은 지속적으로 상승하고 있다. 1999년 수준에 비해 2008년의 기름 가격은 약 4배 이상 상승하였다. 이는 바이오디젤 생산 증대로 인하여 기름 수요가 높아졌기 때문이다.
작물명 '99/'00 '04/'05 '05/'06 '06/'07 '07/'08
대두유1) 356 545 573 771 1,318
유채유2) 359 660 770 852 1,421
해바라기유3) 413 703 635 846 1,720
팜유4) 309 392 416 655 1,107
<표 3-4> 바이오디젤용 주요 식물성 기름 국제 가격
(단위: $/ton)
자료: 1)Dutch FOB; Ex-Mill; Oil World, 2)Rotterdam, Dutch, FOB-Mill; Oil World, 3)EU FOB NW Euro Ports; Oil World, 4)Malaysia FOB;RBD; Porla ＆ Oil World.