현재 수송용 연료 첨가제로 유통되고 있는 바이오에탄올은 주로 옥수수와 사탕수수와 같은 식용(1세대) 바이오매스를 활용하여 생산된 것으로 농산물 가격상승 및 윤리적인 차원에서 다양한 문제점을 유발할 수 있다. 이를 해결하기 위해 비식용 자원인 목질계 바이오매스를 활용할 수 있는데, 그 예로 짚과 Bagasse (사탕수수 찌꺼기)와 같은 농업부산물과 목재가공 산업에서 발생하는 톱밥 등의 임업 부산물 등이 있다. 따라서 목질계 바이오에탄올 생산은 2세대 바이오매스의 효과적인 활용 경로가 될 수 있으며, 그 원료는 1세대 자원보다 풍부하며 저렴한 원료의 확보가 가능하다. 이러한 바이오연료를 사용함으로써 얻게 되는 가장 큰 장점으로는 화석연료와 달리 환경에 미치는 영향을 최소화하여 온실가스 감축에 기여하는 것을 들 수 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 활용을 통해 이루어질 수 있는 온실가스 감축효과와 ASEAN 국가(인도네시아, 말레이시아, 태국, 필리핀)에서 현재 시행되고 있는 재생에너지에 대한 정부 정책을 연구하였다. 이러한 네 국가에서는 바이오연료에 관한 많은 정책과 인센티브 등이 발전되어 왔으며, 이산화탄소 배출 감축 목표와 바이오연료 의무 혼합률을 점차 증가시킬 것으로 조사되었다.
현재 수송용 연료 첨가제로 유통되고 있는 바이오에탄올은 주로 옥수수와 사탕수수와 같은 식용(1세대) 바이오매스를 활용하여 생산된 것으로 농산물 가격상승 및 윤리적인 차원에서 다양한 문제점을 유발할 수 있다. 이를 해결하기 위해 비식용 자원인 목질계 바이오매스를 활용할 수 있는데, 그 예로 짚과 Bagasse (사탕수수 찌꺼기)와 같은 농업부산물과 목재가공 산업에서 발생하는 톱밥 등의 임업 부산물 등이 있다. 따라서 목질계 바이오에탄올 생산은 2세대 바이오매스의 효과적인 활용 경로가 될 수 있으며, 그 원료는 1세대 자원보다 풍부하며 저렴한 원료의 확보가 가능하다. 이러한 바이오연료를 사용함으로써 얻게 되는 가장 큰 장점으로는 화석연료와 달리 환경에 미치는 영향을 최소화하여 온실가스 감축에 기여하는 것을 들 수 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 활용을 통해 이루어질 수 있는 온실가스 감축효과와 ASEAN 국가(인도네시아, 말레이시아, 태국, 필리핀)에서 현재 시행되고 있는 재생에너지에 대한 정부 정책을 연구하였다. 이러한 네 국가에서는 바이오연료에 관한 많은 정책과 인센티브 등이 발전되어 왔으며, 이산화탄소 배출 감축 목표와 바이오연료 의무 혼합률을 점차 증가시킬 것으로 조사되었다.
Currently, bioethanol, a fuel additive for transportation, is produced mainly by using biomass (first generation) such as corn and sugar canes. First generation biomass can cause various problems in terms of increase in agricultural prices and ethical reasons. To address these problems, a nonedible ...
Currently, bioethanol, a fuel additive for transportation, is produced mainly by using biomass (first generation) such as corn and sugar canes. First generation biomass can cause various problems in terms of increase in agricultural prices and ethical reasons. To address these problems, a nonedible lignocellulosic biomass can be utilized. Agricultural byproducts such as straw, bagasse, and forest byproducts from the wood processing industry. Therefore, production of wood based bioethanol can be an effective utilization route of second generation biomass, and its raw materials are more abundant than first generation resources. Furthermore, it is possible to secure cheap raw materials. One of the biggest advantages of using biofuels is that it contributes to the reduction of greenhouse gases by minimizing the environmental impact, unlike fossil fuels. In this study, we investigated the greenhouse gas reduction effects that can be achieved through the use of Lignocellulosic bioethanol and government policies on renewable energy currently being implemented in ASEAN countries (Indonesia, Malaysia, Thailand and the Philippines). In these four countries, policies and incentives related to biofuels have been developed. It is expected that the reduction ratio of carbon dioxide emission and the mixed biofuel will be gradually increased in the future.
Currently, bioethanol, a fuel additive for transportation, is produced mainly by using biomass (first generation) such as corn and sugar canes. First generation biomass can cause various problems in terms of increase in agricultural prices and ethical reasons. To address these problems, a nonedible lignocellulosic biomass can be utilized. Agricultural byproducts such as straw, bagasse, and forest byproducts from the wood processing industry. Therefore, production of wood based bioethanol can be an effective utilization route of second generation biomass, and its raw materials are more abundant than first generation resources. Furthermore, it is possible to secure cheap raw materials. One of the biggest advantages of using biofuels is that it contributes to the reduction of greenhouse gases by minimizing the environmental impact, unlike fossil fuels. In this study, we investigated the greenhouse gas reduction effects that can be achieved through the use of Lignocellulosic bioethanol and government policies on renewable energy currently being implemented in ASEAN countries (Indonesia, Malaysia, Thailand and the Philippines). In these four countries, policies and incentives related to biofuels have been developed. It is expected that the reduction ratio of carbon dioxide emission and the mixed biofuel will be gradually increased in the future.
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문제 정의
세 번째로는, E85 전용 자동차를 생산하는 제조사에 대해 각 대 당 약 1,000 USD의 세금 감면 제도를 이행하였으며, 마지막으로, 에탄올 자유 무역을 위해 에탄올 소비세 개정 관련 법률을 규정하였다. 또한, 화석연료 보조금의 제거와 에너지 효율의 향상을 통해 2036년까지 2010년 대비 30%의 에너지 집약도를 줄이는 것을 목표로 설정하였다(IEA, 2015). 이에 따른 재생에너지의 활용 분야에서는 2036년까지 운송 연료 사용의 20%에 도달하는 바이오연료의 발전량을 달성하는 데에 초점을 두고 있다(IEA, 2015).
본 연구는 주요 ASEAN 국가에서 현재 시행 중에 있는 재생에너지 정책과 바이오연료 의무 혼합률을 조사하였으며, 각 나라의 산림면적 대비 이용되고 있는 산림 내 토지 비율 변화 양상을 살펴보았다. 바이오에탄올 생산을 통해 이루어질 수 있는 환경 파괴 감축 정도에 대해 조사하여 그 이점과 함께 국내 바이오연료 분야에 적용 가능한 기초 자료를 확보하고자 하였다.
바이오에탄올의 기술을 연구하기 앞서 CDM1) 사업을 통해 탄소배출권을 얻을 수 있는 국가의 재생에너지 정책 연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구는 주요 ASEAN 국가에서 현재 시행 중에 있는 재생에너지 정책과 바이오연료 의무 혼합률을 조사하였으며, 각 나라의 산림면적 대비 이용되고 있는 산림 내 토지 비율 변화 양상을 살펴보았다. 바이오에탄올 생산을 통해 이루어질 수 있는 환경 파괴 감축 정도에 대해 조사하여 그 이점과 함께 국내 바이오연료 분야에 적용 가능한 기초 자료를 확보하고자 하였다.
ASEAN 국가에서는 바이오연료에 대한 관심이 증대되고 있으며 화석연료 의존을 줄이기 위해 바이오연료 사용을 점진적으로 증가시키기 위한 정책이 발전되어 왔다. 주요 네 국가 중 인도네시아와 필리핀 각 정부는 구체적인 이산화탄소 배출 감축 목표를 규정하였고, 말레이시아와 태국 각 정부는 연료 작물 생산성 향상을 통해 바이오에탄올(말레이시아의 경우 바이오디젤)을 더욱 효율적으로 생산하고자 하였다. 또한, 태국의 경우에는 화석연료 보조금을 폐지하고 바이오에탄올의 보조금 설정에 대한 구체적인 방안이 설정되어 왔다.
가설 설정
7에서 확인해 볼 수 있다. 이를 향상시키기 위해 IEA Bridge Scenario를 적극 활용할 수 있는데 다음과 같다;1) 지역 전력 망 상호 연결을 확대, 2) 에너지 인프라개발 투자 유치, 3) 에너지서비스 접근성 향상, 4) 화석연료 보조금 단계적 폐지에 주력하는 것이 있다. 이 외에도, 높은 바이오연료 혼합을 위해 정부의 지속적인 고품질 연료 공급과 그에 따른 소비자들을 위한 교육이 필요하다.
제안 방법
사례로, 가소홀을 사용하는 주유소의 수는 전국적으로 계속 증가하여, 2015년 5월에 측정된 E20의 경우 2,836개, E85의 경우 678개에 비하여 2016년 5월에는 각 3,105개, 867개로 증가하였다(GAIN reports Thailand, 2016). 세 번째로는, E85 전용 자동차를 생산하는 제조사에 대해 각 대 당 약 1,000 USD의 세금 감면 제도를 이행하였으며, 마지막으로, 에탄올 자유 무역을 위해 에탄올 소비세 개정 관련 법률을 규정하였다. 또한, 화석연료 보조금의 제거와 에너지 효율의 향상을 통해 2036년까지 2010년 대비 30%의 에너지 집약도를 줄이는 것을 목표로 설정하였다(IEA, 2015).
대상 데이터
태국 정부는 AEDP15) (2012-2021) 목표에 따라 다음과 같이 조치를 취했는데(Kumar와 Salam, 2013) 첫 번째로, 사탕수수와 카사바의 전국 평균 생산량을 증가시켰으며, 두 번째로, E2016)를 저렴하게 공급하고 전용 주유소의 수를 단계적으로 늘렸다. 사례로, 가소홀을 사용하는 주유소의 수는 전국적으로 계속 증가하여, 2015년 5월에 측정된 E20의 경우 2,836개, E85의 경우 678개에 비하여 2016년 5월에는 각 3,105개, 867개로 증가하였다(GAIN reports Thailand, 2016). 세 번째로는, E85 전용 자동차를 생산하는 제조사에 대해 각 대 당 약 1,000 USD의 세금 감면 제도를 이행하였으며, 마지막으로, 에탄올 자유 무역을 위해 에탄올 소비세 개정 관련 법률을 규정하였다.
성능/효과
Table 2는 주요 ASEAN 국가의 재생에너지 관련 정책과 현재 의무 혼합률을 간략히 정리한 것이다. 네 국가 모두 바이오연료 혼합 정책을 우선순위로 두고 있으며, 특히 태국과 필리핀에서 바이오에탄올 목표 혼합률이 높은 것으로 나타났다. 이 외에도 인도네시아와 필리핀에서는 구체적인 온실가스 배출량 감축 목표를 규정하였으며, 태국과 말레이시아의 경우는 연료 작물 생산성 향상에 관한 내용이 추가적으로 포함되어 있다.
5). 따라서, 바이오에탄올이 가솔린의 일부 비율에 대체되는 만큼 환경에 대한 부정적인 영향은 크게 줄어들 것이라 판단된다.
결국 연료 소비 시 실질적인 배출량을 0으로 만들어 환경에 끼치는 영향을 최소화하게 된다. 이러한 특성 덕분에 실제로 태국에서 10% 당밀에 기초한 에탄올(E1018))을 연소시켜 CO2 및 NOx 배출량을 조사한 결과, 가솔린 연소에 비해 각각 4.3% 및 3.1%의 감소가 있었음을 확인할 수 있었다(Kumar and Salam, 2013). 또한 Kim (2007)의 연구결과에 의하면 바이오에탄올 혼합률이 10% 정도만 되어도 미세분진(Particular matter)이 50% 감소되고 가솔린 방향족물질을 희석하여 2차 미세분진 형성을 감소시키는 효과가 있음이 확인되었다(Kim and Gorman, 2007).
후속연구
SSCF3)공정에서는 6탄당 만을 이용하는 SSF 공정과 비교하여 비용이 줄어드는 장점이 있다. 그러나 5탄당과 6탄당 모두를 이용하는 공정으로서 상용화 하기에는 추후 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이는 에탄올 발효에 사용되는 대부분의 효모균은 자일로스(5탄당)를 에탄올로 전환할 수 없기 때문에 향후 새로운 균주의 개발이 시급한 과제라고 볼 수 있다(Amarasekara, 2012b).
기후변화를 가장 현명하게 대처하는 방안으로서 각 국가 간의 협력은 배제할 수 없는 사항이며, 앞으로도 꾸준히 탄소배출권 거래제를 통하여 탄소집약적인 경제구조를 개선하고 중장기적 온실가스 감축 목표를 구축해야 한다. 이를 위해 ASEAN (Association of Southeast Asian Nations)은 재생에너지를 활용한 바이오연료 개발을 추진하고 있다.
이 외에도, 높은 바이오연료 혼합을 위해 정부의 지속적인 고품질 연료 공급과 그에 따른 소비자들을 위한 교육이 필요하다. 또한 연구의 투명성과 자동차 제조 업체, 바이오에탄올 생산 업체, 연료 유통 업체 및 관리자와의 적극적인 참여가 연료 활용의 성공을 보장하는 최선의 방법이 될 것이다(GAIN reports Malaysia, 2016). 앞에서 언급하였듯이, ASEAN 국가에서는 바이오연료의 보급에 있어 경제성보다 사회적 편익을 고려해야 할 것이다.
그러나 ASEAN 국가의 바이오연료 연구에 관한 국문자료는 거의 없는 실정이다. 바이오에탄올의 기술을 연구하기 앞서 CDM1) 사업을 통해 탄소배출권을 얻을 수 있는 국가의 재생에너지 정책 연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구는 주요 ASEAN 국가에서 현재 시행 중에 있는 재생에너지 정책과 바이오연료 의무 혼합률을 조사하였으며, 각 나라의 산림면적 대비 이용되고 있는 산림 내 토지 비율 변화 양상을 살펴보았다.
말레이시아에서는 대략 362개의 팜유 공장에서 연간 약 8200만 톤의 FFB (Fresh Fruit Bunches)를 생산하고 있는데 이 과정에서 3300만 톤의 농업 폐기물이 EFB (Empty Fruit Bunches)형태로 생산되고 있다(Balat, 2011). 이러한 팜유 부산물인 EFB를 이용하여 바이오에탄올 생산 시, 석유는 물론 팜유를 통하여 생산되는 바이오디젤과 달리 지속 가능한 발전을 실현할 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
바이오연료 법은 무엇을 포함하고 있는가?
, 2009). 이는 주로 재생에너지 원료를 개발 및 활용하는 법안으로서, 화석연료를 대체할 가소홀의 부과의무를 통한 유독성 및 온실가스 배출을 완화시키는 내용 등을 포함하고 있다. 구체적으로, 2년 이내에 판매되고 분배되는 가솔린에서 바이오에탄올이 최소 5% 이상, 4년 이내에는 10% 이상이 혼합되어야 함을 명시하고 있다. 이때 수입에 관련해서는 현지에서 생산된 바이오에탄올이 부족한 경우에만 허용된다(Zhou et al., 2009).
SSF이 널리 쓰이는 이유는?
바이오에탄올 생산 공정에서의 당화와 발효 과정에서 가장 널리 쓰이는 것은 SSF2)로, 제조 비용문제를 극복할 수 있는 가능성을 제공하는 방법이라고 할 수 있다. 전체 공정에서 보았을 때 목질계 바이오매스는 전처리 후 효소 가수분해되어 SSF 또는 SSCF 공정을 거쳐 증류되어 알코올로 전환하게 된다.
목질계 바이오매스의 종류는?
목질계 바이오매스의 종류에는 농업부산물과 임지 잔재, 초본류, 도시고형폐기물 등이 포함된다. 이러한 목질계 바이오매스(Fig.
참고문헌 (19)
Amarasekara, A.S. 2012a. Handbook of cellulosic ethanol. Department of chemistry, Chapter 1. Renewable fuels. Prairie View A&M University, Wiley-Scrivener, Beverly, MA, USA.
Amarasekara, A.S. 2012b. Handbook of cellulosic ethanol. Department of chemistry, Chapter 5. Pretreatment of Lignocellulosic Biomass. Prairie View A&M University, Wiley-Scrivener, Beverly, MA, USA.
Anuman, C., Dhakal, S. 2016. Liquid biofuels development in southeast asian countries: an analysis of market, policies and challenges. Waste and Biomass Valorization 7.1: 157-173.
ASEAN Statistical Yearbook 2015. 2016. ASEAN Secretariat, Community relations division/Jakarta.
Balat, M. 2011. Production of bioethanol from lignocellulosic materials via the biochemical pathway: a review. Energy conversion and management 52.2: 858-875.
IEA, World Energy Outlook 2013 Special Report - Southeast Asia Energy Outlook, International Energy Agency. OECD/Paris.
IEA, World Energy Outlook 2015 Special Report - Southeast Asia Energy Outlook, International Energy Agency. OECD/Paris.
International Energy Agency. Available from: (http://www.iea.org/statistics/onlinedataservice/).
Kim, Y.S., Gorman, T. 2007. Biomass energy in the USA: a literature review (III)-bioethanol production from biomass and feedstock supply. Journal of the Korean Wood Science and Technology 35(1): 1-10.
Kim, H.Y., Lee, J.W., Jeffries, T.W., Choi I.G. 2011. Evaluation of oxalic acid pretreatment condition using response surface method for producing bio-ethanol from yellow poplar (Liriodendron tulipifera) by simultaneous saccharification and fermentation. Wood Sciendce and Technology 39(1): 75-85.
Kumar, S., Shrestha, P., Salam, P.A. 2013. A review of biofuel policies in the major biofuel producing countries of ASEAN: Production, targets, policy drivers and impacts. Renewable and Sustainable Energy Reviews 26: 822-836.
Mofijur, M., Masjuki, H.H., Kalam, M.A., Ashrafur Rahman, S.M., Mahmudul, H.M. 2015. Energy scenario and biofuel policies and targets in ASEAN countries. Renewable and Sustainable Energy Reviews 46: 51-61.
Slette, J.P., Wiyono, I.E. 2012. Biofuels annual. Global agricultural information network, Indonesia. Available from: [http://gain.fas.usda.gov/Recent%20GAIN%20Publications/Biofuels%20Annual_Jakarta_Indonesia_8-14-2012.pdf]; 2012[accessed September 2012].
Zhou, A., Thomson, E. 2009. The development of biofuels in Asia. Applied Energy 86: 11-20.
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