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1세대에서 2세대까지 바이오연료 기술 1세대 바이오연료는(곡류, 사탕 무, 종자유에서 생산) 대체 기름 생산, 기후변화 완화, 경제 성장 같은 목표를 성취하는데 한계가 있었다. 유일한 예외는 사탕수수에서 나오는 에탄올 정도다. 이런 이유 때문에 비-식량(non-food) 바이오매스에서 바이오 연료를 생산하는 일에 관심이 커졌다. 이런 원료는 짚단, 사탕수수 찌꺼기, 숲에서 나오는 찌꺼기, 목적을 위해 재배된 에너지 작물 같은 목질(ligno)-셀룰로스 화합 물질이다. 이들 2세대 바이오연료는 1세대가 직면했던 문제를 피하고 장기적으로 엄청난 비용 감소 효과를 이룰 수 있다. 이 보고서는 2세대 바이오연료가 직면한 기술적인 도전을 검토하고 이들 기술의 개발과 배치에 드는 비용을 평가하며 지원 정책을 검토한다. 더 진보한 바이오연료의 생산 잠재성도 다룬다. 기술적, 경제적인 도전을 극복하는 데는 상당한 진보가 있지만 2세대 바이오연료를 상업적으로 배치하는 데는 아직도 제약이 많다. A. 1세대 비이오연료 1세대 바이오연료의 시장은 성숙했고 기술 또한 발전했다. 액체 바이오연료에 대한 수요는 세계적으로 2000년과 2007년 사이에 3배 늘었다. 현재 여러 정부의 지원 정책에 힘입어 바이오연료는 세계 수송 연료의 1.5%을 차지한다. 1세대 바이오연료는 온실가스 배출 감소와 에너지 균형이라는 측면에서는 도움을 주지만 곡물 가 상승, 고비용, 온실가스 배출 감축에 미치는 영향이 제한적이며, 환경에 대한 이로움이 적고, 생물 종 다양성에 부정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라, 일부 지역에서 수자원을 고갈시키는 문제가 있다. B. 2세대 바이오연료 1세대 바이오연료와 관련된 많은 문제들은, 농작물과 숲 찌꺼기, 식량이 아닌 작물로 만드는 바이오 연료라면 해결할 수 있다. 이들 2세대 바이오 연료는 아직 성숙하지 않아, 더 많은 경험이 축적되면 비용 감축과 생산 효율성 증가를 이룰 잠재성이 크다. 그러나 기술적, 경제적 장애물을 넘어야만 한다. 이런 문제를 다루기 위해 공공과 민간 차원에서 RD D 기금에 대한 투자가 일고 있다. 시범 설비에 대한 투자도 일고 있다. 1세대 연료인 사탕수수를 이용한 에탄올은 계속 성장하여 바이오연료 수요에 중요한 기여를 할 것이다. 앞으로 10-20년 동안 1, 2세대 바이오연료를 통합하는 일이 이루어질 것이다. 2세대 바이오 기술이 완전히 상업화되면 정책적으로 이 기술이 받아들여지게 될 것이다. 중장기 적으로 이것은 1세대 생산 식물에 대한 낮은 투자를 이끌 것이다. 목질-셀룰로스화합물(lingo-cellulosic)을 이용한 바이오연료 생산은 2개의 다른 처리과정을 통해서 이루어진다. 하나는 생화학 연료전지(biochemical )이고 다른 하나는 열화학(thermo-chemical) 이다. 이들 기술 이외도 실험실에서 연구되는 여러 가지 대안 기술이 있다. 이들은 디메틸에테르, 메탄올, 합성 천연가스를 생산하는 것과 유사한 방식이다. 생화학 효소분해과정과 열화학 BTL(biomass-to-liquid) 과정은 시연단계에 이르렀다. 미국과 유럽에서 여러 발전소가 가동 중이거나, 계획 중이거나 건설 중이다. 2세대 바이오연료 설비를 개발하는 기업의 발표에 따르면 최초의 완전히 상업화된 발전소 운영은 2012년에 가능할 것이지만 우선은 변환기술을 성공적으로 시연을 해야 이 목표를 이룰 수 있을 것이다. 기술적, 경제적인 문제를 고려할 때 2015년 이나 2020년 이전에는 널리 배치되기 어려울 것이다. 현재는 생화학 연료전지와 열화학 방법 중 어느 것이 상업적으로나 기술적으로 유리한지 알수 없다. 생화학연료전지 방식은 공급연료의 성격을 개선하고 사전 처리 비용을 줄이고, 효소의 효능을 개선하고 효소 생산비를 낮추는 등의 여러 가지 문제가 있다. 열화학 과정엔 기술적인 장애물이 적다. 한가지 문제는 다량의 연료를 합리적인 가격에 공급받는 것이다. 두 가지 방법 사이의 한 가지 핵심 차이는 목질소(lignin)성분이 효소의 가수분해 처리 잔여물이어서 열병합 발전에 이용될 수 있다는 점이다. BTL 처리에서 이것은 셀룰로스와 헤미셀룰로스 바이오매스 성분과 더불어 합성가스로 변환될 수 있다. 두 번째 주된 차이는 생화학 연료전지 과정은 에탄올을 만들어내고 열화학 과정은 합성가스로부터 긴 사슬의 탄화수소를 생산하는데 이용될 수 있다는 것이다. 2세대 바이오연료 기술을 상업적으로 개발하고 배치하는 데 성공하려면 여러 분야에서 상당한 발전이 있어야 한다. l 공급연료에 대한 이해 개선, 연료 비용 감소와 에너지 작물 개발이 필요하다. l 연료의 사전 처리, 효소와 효율성 개선, 비용 축소 측면에서 생화학 연료전지 과정에 대한 기술 개선이 필요하다. l 연료의 사전 처리, 가스화와 효율성 개선 그리고 비용 감소라는 측면에서 열화학 과정에 대한 기술 개선이 필요하다. l 공동 생산과 과정의 총합이 필요하다. 정책 l 1,2세대 바이오연료를 지원하는 정책은 이산화탄소 배출을 줄이는 포괄적인 전략의 일부여야 한다. l 2세대 바이오연료에 대한 RD D 투자를 늘린다. l 2세대 바이오연료를 상업화할 수 있는 규모로 시연하는 일을 가속한다. l 2세대 바이오연료를 위한 정책을 펼친다. l 환경을 위한 수행을 하고 국제 협력 보증 계획을 분명하게 한다. 목차 요약 1. 도입 A. 1세대 바이오연료 2. 시장과 기술 B. 2세대 바이오연료 3. 개괄-원료와 공급 망 4. 변환 과정 5. 2세대 식물에 대한 상업적인 투자 6. 바이오연료의 지속적인 생산 C. 미래의 바이오연료와 정책 7. 새로운 연료 8. 바이오-정제소 9. 지원정책 10. 결론 11. 참조 부록1. 바이오연료 시장의 불안전성 부록2. 2세대 바이오연료에 관한 RD D는 논의하지 않았다. 부록3. 나라별 바이오연료 지원정책 |
