바이오 에너지는 태양광과 풍력 같은 재생에너지로 분류된다. 그렇지만 바이오 에너지가 연소 과정에 배출하는 이산화탄소는 원료인 식물이 성장하면서 대기 중에서 흡수한 것을 다시 내놓는 것이란 점에서 배출량으로 잡지 않는다. 

하지만 원료인 식물 재배 과정에서의 환경 파괴 등이 부각되면서 해외에서는 지속가능성을 적극 고려하는 정책 변화가 이뤄지고 있다. 반면 국내에서는 이런 고려 없이 보급확대 정책만 추진한다는 환경단체들의 비판이 나오고 있다.

이에 환경연합을 비롯한 환경단체에서는 ‘한국 바이오연료 정책 현황과 개선과제’이라는 보고서를 내놓았다. 여기에서 환경단체들은 “중앙정부가 환경과 사회적 영향을 고려한 바이오연료 재생에너지 인정 기준을 도입하라”고 촉구했다.

바이오 에너지는 2019년 국내 신재생에너지 발전량의 25%, 전체 재생에너지 생산량의 27%를 차지했다. 바이오 에너지 가운데 17%는 바이오 디젤, 12%는 바이오 중유였다.

바이오 디젤은 팜유와 팜 부산물, 폐식용유를 주원료로 제조돼 주로 수송용 연료로 쓰인다. 현재 경유 자동차 운전자들이 주유소에서 넣는 기름에는 식물성 바이오 디젤이 3.5% 비율로 함유돼 있다. 바이오 중유는 팜 부산물과 바이오 디젤 공정에서 나오는 부산물인 피치 등을 주원료로 만들어져 대부분 화력발전소에서 사용된다.

문제는 2020년 기준 국내 바이오 연료의 원료의 75% 이상이 해외에서 수입됐고, 그 대부분이 이산화탄소 흡수·저장 능력이 뛰어난 열대의 산림과 이탄지를 훼손해 조성한 경작지에서 얻어지고 있다는 점이다.

한국바이오에너지협회 자료에 의하면 2020년 국내 바이오 중유 원료의 53%는 수입 팜유로 조달됐고 바이오 디젤 원료 가운데 팜유와 팜 부산물은 63.5%를 차지했다. 반면 바이오 디젤 원료에서 국내산 폐식용유의 비중은 2009년 27.3%에서 지속적으로 감소해 지난해 22.8%까지 떨어졌다.

환경단체들은 팜유가 경작지 확보 과정에서 산림 뿐 아니라 탄소 저장 능력이 일반 산림보더 18~28배 높은 열대의 이탄지 훼손 등을 초래해 ‘탄소 중립’ 에너지로 볼 수 없다고 주장해왔다. 이와 같이 “원료 재배에서, 제조, 수송, 사용에 이르는 전 과정에서 수반되는 온실가스 배출, 생물 다양성 훼손 등에 주목해서 바이오 에너지의 재생에너지 기준을 결정해야 된다”는 주장이다.

유럽연합은 이미 2018년 팜유 생산에 따른 인도네시아 등의 산림 훼손을 줄이기 위해 2030년까지 팜유 수입을 금지하기로 결정하였고 숲에서 생산되는 바이오 매스로 발전만 하는 것에 대한 정부 지원을 2026년까지 철폐하기로 했다.

미국에서도 바이오 연료를 원료별로 4개의 범주로 구분해 화석연료 대비 온실가스 감축 기준을 충족시킬 경우에만 재생에너지로 인정하고 있고, 일본도 바이오에너지 지속가능성 가이드라인을 도입하기로 했다.

환경단체들은 “우리나라는 바이오 연료에 대한 기본적인 품질 기준만 있을 뿐 기후, 환경, 사회적 영향을 고려한 재생에너지 인정 기준이 없다”며 “전과정 온실가스 최대 배출량 등 객관적인 지표를 도입하고 재생에너지 불인정 기준을 마련하는 등 획기적인 정책 개선이 요구된다”고 밝히고 있다.

국내 바이오매스의 매장량은 어마어마 하다. 하지만 국내 정책적으로 바이오매스에 대한 관리와 활용을 위한 투자를 하고 있지 않다. “산림 바이오매스의 발생량은 연간 60만톤이고, 이 중 가구 등에 쓰이다가 산에 버려지는게 200만톤인데, 사람들은 이러한 자원을 사용하는 것이 경제성이 없다고 얘기한다.

하지만 일본은 이러한 자원도 다 사용하고 있으며 정부차원에서 인프라나 설비 등의 투자의 차이가 있기 때문이라는 것이다,

국내에서 지금껏 바이오매스 관리를 위한 인프라 투자는 한번도 없었다. 그런데 우리나라는 국토의 75% 정도가 산이기 때문에 산림 바이오매스의 양은 꽤 많다. 또한 산림 자원은 높은 데서 낮은 곳으로 수송하기가 상대적으로 용이하다. 이를 활용한다면 탄소중립에 큰 도움이 된다는 것이다.

에너지에는 전기 뿐만 아니라 열, 수송연료 이렇게 세가지로 나눠진다. 이 중에 가장 큰 분야를 차지하는 것은 열(난방, 보일러 등) 에너지이다. 바이오에너지는 전기가 아닌 열 생산 쪽에 기여하는 바가 매우 크다. 이와 함께 수송연료에서도 중요한 의미를 갖는데, 벌써 전 세계에서 95% 이상이 수송연료로 바이오 에너지를 이용하고 있다. 즉 바이오에너지의 역할이 현재로서 매우 크다는 것을 알 수 있다.

국제재생에너지기구(IRENA)에서는 2030년 전세계 재생E믹스에서 바이오에너지는 열 생산의 80.4%, 발전의 19.4%, 수송의 100%를 담당할 것으로 추정하고 있다. 또한 국제에너지기구(IEA)보고에 따르면 2050년 바이오에너지 수요는 현 수준 대비 3배 이상 증가될 것으로 전망하고 있다.

바이오 에너지란 이른바 '바이오매스‘를 소재로 하는 신재생에너지이다. 바이오매스란 ‘어느 시점에서 일정 공간 안에 있는 생물체의 총량’을 뜻하는 생태학적 용어이다. 그렇지만, 최근엔 주로 에너지원으로 사용 가능한 식물이나 동물 등의 생물체를 가리킨다. 식물체를 태우거나, 이들을 에너지원으로 가공해 바이오매스로부터 주로 에탄올이나 메탄가스, 바이오디젤 등의 에너지가 생산된다.

바이오매스 에너지는 고갈 염려가 없고 화석연료에 비해 오염 물질 배출이 적어 친환경적이다. 이산화탄소가 배출되는 것은 마찬가지나 식물계 바이오매스는 생장하면서 광합성을 통해 상당량의 이산화탄소를 흡수한다. 지구에 남는 이산화탄소의 총량을 따져보면 화석연료에 비해 영향이 미미하다. ‘탄소중립적’ 에너지인 셈이다.

현재 바이오매스 에너지는 주로 옥수수나 사탕수수에서 에탄올, 바이오디젤 등을 얻는 방식, 목재를 연료 형태의 팰릿 등으로 가공해 활용하는 방식, 바이오 에너지 생산 과정에서 나온 폐기물을 재활용하는 방식 등 세가지로 구분된다

하지만 식용 작물을 바이오매스 에너지원으로 쓰면 사람이 먹을 식량 가격이 오르는 부작용이 생긴다. 그리고 목질계 바이오매스는 사람의 식량을 위협하지는 않지만, 공정이 복잡한데다 산림 파괴를 부추길 우려도 있다.

최근 관심이 커진 분야가 미세조류(微細藻類)를 에너지원으로 활용하는 기술이다. 미세조류는 광합성으로 이산화탄소를 흡수하는 작은 해양 생물체다. 우리가 흔히 아는 클로렐라 등이 미세조류에 속한다(다시마나 미역은 거대조류로 분류한다).

미세조류는 사람이 먹지 않기 때문에 식량을 둘러싼 윤리 문제에 얽힐 우려가 없고, 지질(脂質)이 풍부해 바이오디젤을 생산하는 데 적합하다. 바다에서 자라니 에너지원 확보를 위해 경작지나 산림을 잠식할 일도 없고, 사시사철 어느 때나 빠르게 자란다. 석유도 없고, 태양이 쨍쨍 내리쬐는 날도 드물며 삼면이 바다인 우리나라에 꼭 맞는 소재다.

그런데 최근 나노소재를 이용하여 저렴한 생산비용으로 대량의 바이오디젤을 양산할 수 있는 기술이 개발되었고 향후 녹조 제어를 포함한 수처리 분야에까지 응용힐 수 있어 수생태계 정화에도 크게 기여할 수 있다는 것이다.

한편 미생물이 폐수와 같은 유기물질을 분해할 때 나오는 전자로 전기를 생산하는 미생물연료전지가 개발되었다. 이는 오염물질을 분해하고 제거하면서 동시에 전기에너지까지 생산하는 차세대 청정에너지 기술로 각광을 받게 될 것이라고 한다.

전형적인 미생물연료전지의 구조. 폐수를 분해하 생성된 수소이온과 전자는 각각 분리막과 외부회로를 통해 산화전극에서 환원전극으로 이동하게 되는데, 이때 수소이온은 환원전극부 내 존재하는 산소와 같은 최종 전자 수용체와결합함으로써 물이 생성되며, 동시에 외부회로에서의 전자의 이동으로 전기가 생성된다는 것이다.

우리는 지금 화석연료 사용을 점진적으로 중단하고 이를 대체해 나가는 ‘에너지 전환 시대’를 살고 있다, 에너지 전환이란 지속 가능한 인류의 미래를 위해 반드시 거쳐야 하는 과정으로 이에 필요한 각종 기술개발을 총망라한 재생에너지 믹스를 포괄적으로 활용해 나갈 수 있는 제도적인 장치를 마련해 나가야 할 것이다.