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기후 위기에 바이오 연료 비중 커진다

권용주 교수 2022-06-22 조회수 4


 


전세계적으로 심각한 기후변화 위기를 겪으며 식량 위기에 직면한 나라도 적잖다. 세계 각국은 탄소 배출을 줄이기 위해 내연기관차에 바이오 연료를 섞고 있다. 그러나 일각에선 식량 위기가 도래한 시점에 곡물 연료 사용은 탁상공론이라고 비난한다. 결국 바이오 연료와 식량의 적절한 비율을 찾아야만 공생할 수 있다(편집자 주).

 

1859년 에드윈 드레이크가 펜실베니아에 최초의 원유 우물을 파고 석유를 증류해 조명용 등유를 산했다. 이를 눈여겨 본 사람이 바로 석유재벌 록펠러. 그는 석유의 사업성에 주목했고 1870년 오하이오 클리블랜드에 스탠다드오일을 세운 후 경쟁자보다 월등히 저렴한 값에 등유를 공급했다.

덕분에 록펠러는 미국의 모든 석유 기업을 차례대로 인수하며 큰 성공을 이뤄냈다. 그런데 이때 석유에서 뽑아낸 기름은 대부분 호롱불과 등잔을 밝히는 등유였다. 등유는 1970년대 한국에서도 취사용으로 많이 사용된 석유 혼로(焜爐)의 연료다. 그때까지 미국 대부분 가정의 등잔 기름은 값비싼 고래에서 얻었다. 그래서 등잔 또한 경제적으로 여유가 있어야만 사용이 가능했던 만큼 록펠러는 등유 가격을 낮추기 위한 사업에 주목했다.

하지만 등유 기반의 조명 시대에 새로운 도전자가 나타났다. 바로 발명왕 토마스 에디슨이다. 그는 1879년 전구를 발명하고 1880년 전기 조명의 상업화에 나섰다. 1884년까지 뉴욕 맨해튼에는 그을음 없는 전구 1만 개가 설치됐다. 빛이 발산되는 전구는 빠르게 확산됐다. 당연히 전구가 늘어날수록 등유를 사용하는 등잔은 점차 사라졌다.

 

등유 밀어낸 전기, 알코올 밀어낸 휘발유

 

에디슨의 전구가 미국 전역으로 퍼져갈 것을 예측한 록펠러는 석유 산업의 미래를 걱정했다. 그리고 이때 주목한 것이 휘발유다. 휘발유는 그간 등유 생산 과정에서 부산물로 나왔지만 쓸 곳이 없어 산업 폐기물로 버렸던 제품이었다. 사용처를 골똘히 생각하던 록펠러는 가연성이 뛰어난 만큼 자동차에 연료로 사용하기 적합하다고 판단했다.

물론 휘발유를 사용하면 엔진에 찌꺼기가 발생하고 많은 양의 배출 가스가 발생할 것이라는 점도 알았다. 하지만 버릴 기름을 저렴하게 팔면 이득이라는 계산이 도출된 상태였다. 그 무렵 헨리 포드T형을 만들어 자동차 보급 확산에 나서자 록펠러는 휘발유 사용을 제안했다. 값이 저렴하다는 점에서 자연스럽게 휘발유를 자동차에 주유하는 사람이 늘어났다.

휘발유가 자동차로 들어오자 위기를 맞은 것은 알코올 연료다. 이른바 술의 원료인 알코올은 누구나 쉽게 만들 수 있다. 또 가연성이 있어 자동차에 주로 사용됐는데 엔진 내 불순물도 쌓이지 않았다. 배출가스로 산소와 이탄화탄소만 나올 뿐 일산화탄소와 질소화합물은 배출하지 않아 환경 이슈도 없었다.

아무런 첨가물을 섞지 않았을 때 휘발유 대비 옥탄가도 높아 효율이 뛰어났다. 헨리 포드가 알코올 엔진 개발에 몰두했던 것도 친환경적이고 높은 효울 때문이었다. 하지만 버려지던 휘발유의 저렴한 가격 앞에선 알코올도 힘없이 무너져 내렸고 그 이후 자동차 에너지로 휘발유의 시대가 본격적으로 전개됐다.

 

바이오 연료 중요성 갈수록 커져

 

식물에서 추출한 알코올, 일명 바이오에탄올이 자동차에 사용된 시점은 1860년이다. 4행정 내연기관을 발명한 니콜라우스 오토가 연료로 에탄올을 사용했고 1908년 헨리 포드의 최초 대량생산 차종 모델 T에도 에탄올이 함께 사용됐다. 그러나 휘발유 가격이 저렴해지고 미국의 금주령이 발표되자 자동차 연료 시장의 판도는 에탄올에서 휘발유로 급격히 전환됐다. 물론 1·2차 대전에 따른 석유 부족으로 에탄올이 다시 크게 주목받기도 했다. 하지만 거대한 휘발유 파워를 상대하기에는 경제성 측면에서 역부족이었다.

최근 탄소 배출이 적다는 점에서 바이오에탄올, 일명 알코올이 친환경을 명분 삼아 다시 떠오르고 있다. 특히 미국을 중심으로 바이오 연료 사용 확대 움직임이 활발하게 벌어지고 있다. 바이든 정부는 휘발유의 바이오에탄올 의무 혼합율을 10%에서 15%까지 늘리기로 했다. 국내에서도 바이오에탄올 확산 움직임이 포착되고 있다. 국내 자동차 시장의 67%인 휘발유차에 탄소 배출 저감을 목표로 바이오에 탄올을 섞자는 것이다.

기본적으로 바이오 연료는 식물, 농작물, 생물성 폐기물 등의 바이오매스를 생물학적 처리공정을 통해 제조한 연료를 말한다. 2021년 기준 글로벌 바이오 연료 소비량은 1,683에 달한다. 이 가운데 휘발유에 섞어 사용하는 바이오에탄올은 1,27475%를 차지한다.

대부분 옥수수(60%)에서 만들어 내지만 사탕수수(25%), 당밀이나 카사바 등의 다른 식물원료(15%)에서도 뽑아낸다. 그리고 바이오디젤은 식물성 기름(유채유, 대두유, 팜유)75%, 폐식용유에서 25%를 만들어낸다. 한국은 20157월부터 신재생에너지 연료를 의무적으로 혼합하는 제도를 시행해 현재는 경유 1에 바이오디젤 3.5%를 혼합 중이다. 그리고 2030년까지 혼합비율을 5%로 확대할 예정이다. 식량 위기에 바이오 연료 사용 비난도 흔히 바이오 연료에 적극적인 곳은 미국, 아르헨티나, 중국, 러시아 등 넓은 국토에서 대량의 곡물을 생산하는 국가들이다. 이들은 일찌감치 에탄올이 휘발유 대비 탄소 배출을 최대 46%까지 줄인다는 결론 아래에 바이오 연료 사용을 확대해왔다.

물론 표면적인 이유는 수송 부문 에너지의 외부 의존도를 낮추는 데서 시작됐다. 동시에 탄소 배출 저감 효과도 있어 곡창 지대의 장점을 최대한 활용하는 데 유리하다다. 스테판 뮬러(Steffen Mueller) 시카고 일리노이대학교 교수는 2021년 기후위기 심포지엄에서 휘발유에 10%의 에탄올을 혼합할 경우 수송 부문에서 연간 310t의 탄소 절감효과가 기대된다는 연구 결과를 발표하기도 했다.

그러나 반론도 만만치 않다. 에탄올을 만들어내는 곡물이 곧 인류의 식량에 해당되는 품목이어서다.

가뜩이나 식량이 없어 아사(餓死)에 처하는 사람이 있는 마당에 식량을 이동 에너지로 사용하자는 것은 반인권적이라는 비판이다.

실제 올해 미국과 아르헨티나는 가뭄이 심화되면서 흉작이 예상되고 중국은 코로나 팬데믹으로 올해 파종 시기를 놓쳐버렸다. 그리고 유럽 최대 곡창지대인 러시아와 우크라이나는 무력 충돌로 작물 생산에 차질을 빚고 있다. 그 결과 국제 곡물 가격이 가파르게 오르며 식량 위기가 커지는 중이다.

인도네시아는 팜유 수출을 제한해 글로벌 먹거리 물가를 위협하기도 했다. 유엔은 2차 대전 이후 인류의 최대 식량 위기가 바로 지금이라는 점을 경고하고 나섰다. 식량 위기를 극복해야 할 마당에 식량으로 연료를 만드는 것이 적절한가에 대한 지적이다.



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