[5월 특집] 폐식용유의 재탄생 ‘바이오디젤’
[5월 특집] 폐식용유의 재탄생 ‘바이오디젤’
  • 배유리 기자
  • 승인 2018.05.21
  • 댓글 0
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친환경연료, 온실가스 저감효과 ‘탁월’
바이오디젤 혼합함량 늘려 환경개선 해야
디젤 엔진 유해 배출 가스 감축 효과

[투데이에너지 배유리 기자]올해 수송용 경유에 들어가는 바이오디젤 함량이 2.5%에서 3.0%로 늘어났다. 이는 정부의 국내 환경개선을 위한 정책의 일환으로 시작됐다. 정부는 국내 환경개선을 위해 석탄 등의 사용을 줄이고 친환경에너지로의 전환을 시도하고 있다.

주요 선진국들의 바이오디젤 혼합비율은 독일 6.25%, 프랑스 7%, 스페인 7%, 이탈리아 5%, 네덜란드 5.5%, 폴란드 8.45%, 오스트리아 9.1% 등으로 우리나라보다 높다. 현재 국내 미세먼지가 기승을 부리고 있고 정부의 환경급전정책에 따라 바이오디젤 함량은 점점 높아질 것으로 점쳐지는 가운데 바이오디젤이 정말 친환경에너지가 맞는지 어떻게 탄생되는지에 대해 살펴봤다. /편집자 주

국내 바이오디젤 보급은 2002년 대기오염 및 온실가스 감축을 위한 환경개선정책의 일환으로 환경부의 요청에 의해 당시 산업자원부(현 산업통상자원부)가 이를 수용하면서 시작됐다.

당시 환경부의 바이오디젤 보급요청 배경 및 검토 내용에는 2002년 월드컵 대비 대기질 개선을 위해 초저유황 경유(ULSD)를 사용하기로 결정했지만 ULSD의 윤활성 저하 문제해결을 위해 친환경이면서 윤활성이 우수한 바이오디젤을 5%에서 10% 첨가하는 방안이 검토 됐다.

즉 가격이 높아 경제성은 부족하지만 석유 의존도 완화와 환경개선 등을 위해 바이오디젤을 테스트할 목적으로 BD20을 시범보급 하기로 결정, 이를 바탕으로 2002년 5월부터 2006년 6월까지 바이오디젤의 시범보급이 이뤄졌다.

초기 품질의 불안정 등으로 인해 필터 막힘, 부품 부식 등으로 시동불량 및 차량정지 등 기술적 문제가 발생됐다. 국내 바이오디젤 보급의 역사는 이러한 배경을 바탕으로 탄생 됐다.

바이오디젤은 ‘신에너지 및 재생에너지 개발이용보급 촉진법’에 따라 수송용 경유에 의무적으로 혼합되는 바이오연료를 말한다.

폐식용유에 메탄올을 이용해 글리세린과 메탄올 교환반응을 일으켜 생산된다.

폐식용유는 조리과정을 거친 후 튀김용 등 조리에 재사용할 수 없는 식용유를 말한다.

폐식용유의 용도가 낮던 시기에는 그대로 하수구 등으로 방류돼 자연환경에 악영향을 주는 고농도 폐기물로 간주됐다.

반면 바이오디젤 보급이 시작되면서 폐식용유의 수거량은 급속히 증가해 환경오염 방지뿐만 아니라 중요한 에너지자원으로 평가받고 있다.

바이오에너지협회에 따르면 바이오디젤은 국내 자급이 가능하며 재생 가능한 식물자원에서 생산돼 에너지자원의 고갈 문제가 없고 폐식용유 등의 폐자원을 유효하게 활용할 수 있다.

또한 산성비의 주범인 황산화물이 전혀 배출되지 않고 함산소연료로 발암물질인 입자상물질이나 CO, HC 등 디젤 엔진의 유해 배출가스를 크게 감소할 수 있다.

뿐만 아니라 경유차량의 기존엔진에 그대로 적용이 가능하며 기존 저장설비나 주유설비 등을 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.

아울러 우수한 윤활성으로 혼합 시 경유의 윤활성이 증가하고 높은 인화점으로 순수 바이오디젤은 차량의 사고 시 경유에비해 안전하다.

이런 이유로 바이오디젤은 현재 차량용 연료의 대체재로 선택됐고 향후 △온실가스 감축 △대기환경 개선 △폐자원 활용 △석유위기 대응 △농가소득 증대 등에 기여할 것으로 기대된다.

바이오연료의 라이프 사이클을 통해 이산화탄소의 중립성을 분석한 결과 바이오디젤이 바이오에탄올에 비해 온실가스 감축효과가 큰 것으로 나타나고 있으며 바이오디젤은 경유에 비해 약 77%~79%정도 저감효과를 보이고 있다.

또한 폐식용유 및 동물성 유지를 기반으로 한 바이오디젤의 온실가스 저감효과가 유채유 바이오디젤의 38%보다 2.2배 높은 83%로 유용한 자원임이 확인됐다.

이에 바이오디젤 생산 업체들은 “온실가스 저감효과가 탁월한 동물성 유지 및 폐식용유 사용을 극대화할 계획이며 추후 논의할 삼겹살 기름도 수거체계를 구축해 원료로 활용할 계획”이라고 밝혔다.

바이오에너지의 대표적인 것이 바이오디젤과 바이오에탄올이다. 이는 동•식물 등 바이오매스(Biomass)로부터 생산되는 신재생에너지로 이미 미국, 브라질, EU등은 1970년을 시점으로 바이오에탄올 보급을 활발히 추진해 왔다.

바이오디젤은 1990년대 초반 미국, 유럽 등 선진국에서 대체에너지로써 보급이 시작됐다. 국내 바이오디젤은 아시아 최초로 보급되기 시작했다.

바이오디젤이 보급되기 시작하면서 주요 논란이었던 것은 가격경쟁력이었다. 하지만 바이오에너지의 선도국도 처음 바이오디젤과 바이오에탄올을 보급하면서 가격경쟁력보다는 환경개선과 다양한 에너지원 개발이라는 사회적 편익을 우선해 정책을 추진해 왔다.

바이오에너지를 보급한 나라들은 세금 감면, 보조금 등의 형태로 관련 산업을 활성화하기 위한 정책을 유지했으며 국내의 경우도 2007년부터 2011년까지 면세를 통해 바이오디젤산업이 안정적인 단계에 도달할 수 있게 됐다. 또한 사회적 편익을 고려할 경우 국내에서 유채를 재배해 이를 원료로 바이오디젤을 생산하는 것이 효과가 가장 좋은 것으로 나타났다.

이를 위해 정부와 기관 그리고 바이오디젤 업체들이 협력해 유채 재배와 이를 이용한 바이오디젤 생산을 위한 사업을 추진한 바 있으나 좋은 성과를 내지는 못했다.

바이오에너지의 선도국과 국내의 바이오디젤 보급 목적은 같은 것으로 환경개선, 에너지원의 다양화를 통한 고유가에 대응하기 위한 수단, 에너지 안보강화 등이 주요 사항이었다. 석유보다 가격경쟁력이 있는 연료를 보급한다는 것은 아니었다.

국내 바이오디젤 초기 보급 실적

2002년 5월 서울과 수도권 지역의 73개의 주유소를 대상으로 바이오디젤 시범사업이 BD20 형태로 이뤄 지면서 BD20의 판매를 허용하는 시범보급이 시작됐다. 이를 통해 2002년에 1,588㎘가 보급됐다. 이후 2005년에는 수도권 및 전남북을 중심으로 한 전국의 334개의 주유소(BD20 지정 주유소)를 통해 BD20(20±3%)이 보급됐다.

혼합주체는 BD20 생산업자와 주유소로 한정해 판매할 수 있도록 했다. 하지만 주유소에서 바이오디젤 혼합율이 일정하지 않은 경유를 판매하는 등 불법 유통이 문제 돼 2006년 BD20 판매 주유소를 94개로 한정해 보급 했다.

즉 2006년 상반기의 경우 BD20 제조업자가 보급한 실적을 분석해 보면 지정주유소 94개 업소 중 22개 업소의 품질 검사를 한 결과 16개 업소가 비정상으로 확인됐지만 BD20 제조 업자가 혼합해 판매한 경우에는 비정상 품질검사 실적은 없는 것으로 확인됐다. 이후 2006년 7월부터 BD5 중심으로 바이오디젤이 보급되기 시작하면서 주유소를 통한 판매는 허용되지 않았다.

바이오디젤이 상용화가 시작된 2006년 7월부터 보급된 해당년도 바이오디젤 소비량은 4만5,840㎘였다.

2006년 하반기부터는 BD5를 정유사에서 혼합해 전국 1만1,827개의 주유소를 통해 보급되기 시작 했다.

또한 시범보급 기간 동안 바이오디젤 생산 업체 수는 2~4개 수준이었지만 상용화가 시작되기 직전 9개사로 증가해 국내 바이오디젤의 안정적인 공급을 위한 기반이 마련됐다.

■폐식용유 → 신재생에너지로

2007년의 국내의 폐식용유 발생 잠재량은 약 27만톤으로 추정된다.

2008년의 경우 약 17만1,000톤이 수거돼 수거율이 63%였다. 하지만 2012년 21만5,000톤이 수거돼 약 80퍼센트에 달하는 수거율을 보이고 있다. 또한 2007년 바이오디젤 생산용 폐식용유의 양은 약 3만6,000톤에서 2012년 12만1,000톤으로 급격한 상승세를 보였다.

폐식용유의 수거량이 급속히 증가했던 주된 이유는 바이오디젤의 보급 확대인 것으로 평가되고 있다. 폐식용유 관련 종사자들은 이러한 정부의 정책을 바탕으로 전국적인 조직망을 구축, 상업성이 있는 폐식용유의 수거에 발 벗고 나섰다.

바이오디젤이 상용화되기 이전과 보급량이 적었던 2006년과 2007년의 경우 연간 평균 가격이 각각 kg당 509원과 564원 수준이었다. 또한 동기간의 월별 가격도 거의 일정한 수준을 유지 했다. 이에 반해 바이오디젤 보급량이 증가하면서 폐식용유의 단가는 상승 했다.

특히 경유의 겨울철 유동성으로 인해 동절기 팜유의 사용이 어려움에 따라 저온유동성이 팜유보다 낮은 폐식용유의 수요가 동절기에 증가하면서 하절기대비 높은 가격을 유지하는 경향을 보였다. 또한 2010년부터는 국내 폐식용유 가격이 국제 팜유와 같은 원료 가격과 일정한 패턴으로 움직이기 시작했다.

이는 국내 수요처의 원료 수급계획에 따른 경제성 고려 시 국내 폐식용유를 기반으로 뒀기 때문으로 풀이된다. 또한 조달 가능한 폐식용유를 바탕으로 수입원료에 대한 수급을 계획했기 때문이다.

이후 폐식용유 시장을 Seller's Market으로 변화시켰으며 단가를 판매자가 결정하는 방식으로 2010년부터 2012년까지 바이오디젤 업자와 폐식용유 정제업자와의 견제는 오랫동안 지속됐다. 하지만 최저가 입찰로 인한 바이오디젤사업의 수익성 악화와 새로운 원료 개발에 따른 폐식용유의 구매 전략의 변화로 2012년 말 부터 가격이 안정화되기 시작했다.

지난 2006년부터 2012년까지 바이오디젤 원료로 재활용된 폐식용유의 양은 총 49만4,000톤에 이른다. 이 중 바이오디젤 사용으로 이산화탄소 배출의 감축량은 약 492만8,000톤에 달했다.

바이오디젤 원료로 폐식용유를 활용함으로써 얻어진 효과는 화석연료의 대체제로써 자동차 연료 역할은 부수적인 것으로 보일 정도로 크게 나타났다.


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