바이오에너지는 식물과 산림·농업 잔재물, 전용 작물, 폐기물 같은 최근의 유기물인 바이오매스를 이용해 얻는 에너지다. 바이오매스를 그대로 연료로 쓰거나 생화학적·물리적 변환을 거쳐 활용하며, 전환 결과는 고체·액체·기체 연료와 전기, 열에너지 등으로 나타난다.[1][2]

1. 개요

바이오매스는 연소, 가스화, 발효 등 여러 경로로 전환된다. 어떤 경로가 적합한지는 원료의 종류와 열·전기·연료 가운데 무엇을 생산하려는지에 따라 달라진다.[3][8]

운송 분야에서 쓰이는 바이오연료에는 바이오에탄올과 바이오디젤 등이 있다. 유기성 폐자원을 산소 없이 분해하면 주로 메탄을 포함하는 바이오가스를 얻을 수 있으며, 이를 열과 전기 생산에 활용할 수 있다.[2][8]

2. 바이오매스 원료

바이오매스 원료에는 산림에서 나온 벌채 잔재물과 수확 뒤 남는 옥수수대 같은 농업 부산물이 포함된다. 스위치그래스와 억새처럼 식량용이 아닌 전용 에너지 작물도 바이오연료 원료로 쓰일 수 있다.[4][7]

유기성 폐기물도 원료가 된다. 검토된 예로 음식물류 폐기물과 음폐수, 하수 농축슬러지, 가축분뇨, 산업계의 동·식물성 잔재물이 있다.[6][7]

미세조류와 해조류도 바이오연료 또는 바이오가스 원료 후보로 언급된다. 해조류는 기술적 문제와 경제성을 검토한 뒤 활용 가능성을 판단할 필요가 있다는 제안이 있다.[4][7]

3. 에너지 전환 방식

열화학적 전환은 열을 이용해 바이오매스를 분해하는 방식이고, 생화학적 전환은 미생물의 작용을 이용한다. 연소·가스화·발효 등 여러 공정이 있으며, 선택은 원료의 성질과 생산 목표에 따라 달라진다.[3][8]

가스화는 제한된 양의 산소 속에서 바이오매스를 가열해 완전히 태우지 않고 합성가스로 바꾸는 공정이다. 이 가스는 전기를 생산하거나 액체 연료와 화학 물질로 추가 처리하는 데 쓰일 수 있다.[8]

혐기성 소화는 산소가 없는 환경에서 미생물이 습한 유기물을 분해하는 생화학적 전환이다. 주요 산물은 주로 메탄인 바이오가스이며, 이를 포집해 연소하면 열과 전기를 얻을 수 있다.[5][8]

4. 주요 바이오연료

바이오에탄올은 당을 포함하거나 당으로 전환할 수 있는 녹말·섬유소 함유 바이오매스에서 생산된다. 가솔린 대체재로 사용할 수 있으며, 바이오연료 중 에탄올과 바이오디젤은 현재 널리 쓰이는 유형으로 제시된다.[2][6]

바이오디젤은 식물성 기름을 비롯해 폐식용유와 동물성 유지 등을 원료로 만든다. 경유를 대체할 수 있고, 기존 시설을 통한 운반과 판매가 가능하다고 설명되어 있다.[6]

바이오연료에는 액체 수송 연료가 포함되며, 일부는 도로 차량과 항공기에도 이용된다. 다만 바이오매스에서 어떤 연료를 생산할지는 원료와 전환 경로에 따라 달라진다.[2][3]

5. 바이오가스의 생산과 활용

바이오가스는 혐기성 소화로 습한 유기물을 분해해 얻으며, 주로 메탄을 포함한다. 포집한 가스를 연소하면 열과 전기를 생산할 수 있다.[8]

국내 바이오가스 원료로 음식물류 폐기물, 음폐수, 하수 농축슬러지와 가축분뇨가 검토되었다. 산업계의 동·식물성 잔재물도 추가 원료 후보로 다뤄졌다.[7]

바이오가스는 발전용과 수송용으로 활용될 수 있지만, 국내에서 활용 용도 간 경합이 생길 수 있다는 분석이 있다. 원료 수급과 시설 운영의 효율성은 생산효율과 공급 안정성에 영향을 주는 요소로 제시된다.[7]

6. 관련 문서

7. 인용 및 각주

[1] Nnifos.forest.go.kr(새 탭에서 열림)

[2] Wwww.energy.gov(새 탭에서 열림)

[3] Wwww.energy.gov(새 탭에서 열림)

[4] Wwww.energy.gov(새 탭에서 열림)

[5] Sscienceon.kisti.re.kr(새 탭에서 열림)

[6] Wwww.ipet.re.kr(새 탭에서 열림)

[7] Wwww.nkis.re.kr(새 탭에서 열림)

[8] Kkr.kindle-tech.com(새 탭에서 열림)