日, 간벌재 등 목재를 활용한 바이오매스 발전 확대 추세
- 대체에너지 자원 개발의 필요성과 전원의 안정적 확보를 위한 발전소 증설 -
- 신일본주금 등 목재회사 이외의 타 업종의 진출도 잇따라 확대에 일조 -
- 한국, 바이오매스발전을 차세대 환경산업으로 육성하는 일본의 사례 참고할 만 -
□ 바이오매스 발전 확대 배경
○ 최근 일본에서는 간벌재 등 목재 및 하수도 오니, 생활쓰레기를 활용한 바이오매스 발전이 확대되고 있어 주목됨. 특히 목재 등 아직 이용하지 않은 자원을 연료로 한 바이오매스 발전이 확대되는 추세임.
○ 확대 배경에는 원전 재가동의 정지에 따른 대체에너지 개발의 필요성과 2016년 4월 전력소매 자유화에 따라 안정된 전원 확보를 위한 발전소 증설 계획, 2012년 고정가격 매입제도 실시에 따라 바이오매스 발전분야에서 목재회사 이외 타 업종의 진출이 늘어났기 때문임.
○ 목재를 활용하기 때문에 임업산업을 발달시키고 여기서 나오는 목재의 폐자재를 이용해 바이오매스 발전에 활용함으로써 환경도 지키고 재생에너지도 만드는 일석이조의 효과를 보고 있어 일본은 바이오매스 발전을 차세대 환경산업으로 육성
□ 未이용자원을 활용한 바이오매스 발전 확대
○ 목재나 하수도 오니 생활쓰레기 등 아직 이용하지 않은 자원을 연료로 해 활용하는 바이오매스(생물자원) 발전이 확대되고 있음.
○ 바이오매스발전은 2014년 2배로 증가해 풍력발전을 제외한 태양광에 이어 제2의 재생에너지 전력으로 성장
- 설비 가동률은 약 80%로 재생에너지 가운데 가장 높아 유망 에너지로 각광받음.
○ 소비자에게 2가지의 긍정적인 측면이 있음.
- 첫째 안정적으로 전원 공급이 늘어나는 점임. 설비 가동률의 측면에서 볼 때 날씨에 따라 태양광은 10% 이상, 풍력은 약 20%인데 비해 바이오매스는 약 80%로 지열과 더불어 재생에너지 가운데 설비 가동률이 가장 높고 발전에 소요되는 비용은 석탄화력과 거의 같다고 함.
- 둘째 지금까지 자원으로 활용되지 않고 사장된 목재나 하수오니, 생활쓰레기 등을 활용한다는 점임.
바이오 맥스 발전용의 수요 증가
자료원: 일본경제신문
○ 2010년도 신재생에너지 도입 목표와 2020년도 전망
(단위: 원유환산(만kL), 설비용량(만㎾))
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2005년 |
2010년 목표 |
2020년 전망 |
2030년 전망 |
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태양광발전 |
35만kL
(142만㎾) |
118만kL
(482만㎾) |
350만kL
(1,432만㎾) |
1,300만KL
(5,321만㎾) |
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풍력발전 |
44만kL
(108만㎾) |
134만kL
(300만㎾) |
200만kL
(491만㎾) |
269만KL
(661만㎾) |
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폐기물 발전
바이오매스 발전 |
252만kL
(201만㎾) |
586만kL
(450만㎾) |
393만kL
(350만㎾) |
494만KL
(440만㎾) |
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바이오매스열 이용 |
142만kL |
308만kL |
330만KL |
423만KL |
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기타 |
687만kL |
764만kL |
763만KL |
716만KL |
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합계
(1차에너지 대비 공급 비율) |
1,160만kL
(2.0%) |
1,910만kL
(3% 정도) |
2,036만KL |
3,202만KL |
자료원: 업종별 심사사전 2012년도
□ 2012년 고정가격 매입제도로 타업종의 참가도 잇따라 확대에 일조
○ 2012년 재생에너지의 고정가격 매입제도가 시작됨에 따라 목재 재질을 활용한 바이오매스 발전사업에 각 지역의 목재 가공업 외에도 신일본 제철주금(住金) 등 타 업종의 참가도 잇따르고 있음.
- 신일본 제철주금(住金)은 제철소 내 석탄화력 발전소에서 간벌재 등 목재 재질을 바이오매스 연료로 사용량을 늘림.
- 이미 활용하는 이와테 현 가마이시 제철소에서는 사용량을 대폭 늘리는 동시에 오이타시에서도 이용하기 시작함. 2개 발전소에서는 연간 총 6만3000톤을 사용함으로써 이산화탄소(CO2) 배출량을 줄일 수 있을 전망
- 오이타 제철소에서는 연간 만 2000톤의 목재의 칩(CHIP)을 조달하고 석탄과 혼합해 사용하는 한편 가마이시에서는 사용량을 종래 연 7000톤에서 4만8000톤으로 늘림. 조달처도 기존의 가마이시의 임업 조합에서 이와테 현 전역으로 확대
□ 2014년 이후 바이오매스 발전소 43개 가동 예정, 일본산 목재 수요 10% 이상 증가 전망
○ 일본산 통나무를 연료로 사용하는 바이오매스 발전소는 2014년 11월 기준 15개소가 가동되며 몇 년 이내에 43개소가 가동될 예정
○ 농림수산성에 따르면 건축 자재용 등을 포함해 일본산 목재의 수요는 2013년 기준 2174만㎥, 발전용은 그 중 6%에 해당하는 121만㎥이었지만, 2018 년에 약 400만㎥가 될 전망
○ 1980년대 이후 공급이 안정되고 품질이 고른 수입 자재에 밀려 감소되는 경향을 보였던 일본산 목재의 수요는 바이오매스발전의 활성화로 10% 이상 끌어 올릴 전망
- 고치현 삼림 조합 연합회에서는 현 내의 발전소에 1㎥당 8000엔에 판매되는 등 1년 전보다 2배 정도 높은 가격으로 판매되기 시작함. 발전용 통나무의 가격 인상으로 산림 소유자 등 임업 관계자의 수입(收入)도 증가하고 있다고 함.
전력 공급용 통나무 야적장(오까야마현)
자료원: 일경산업신문
□ 일본의 재생에너지 개발 관련 과제 및 바이오매스 활용사례
○ 일본의 재생에너지는 열(熱)을 이용한다는 점을 고려하지 않고 있음. 독일에서는 재생에너지로 발전할 경우 발생하는 열을 활용하는 것이 당연하다고 생각함. 바이오맥스나 지열 등 재생에너지 전체에서 발전량의 80% 이상에 해당하는 에너지량의 열을 만들고 있기 때문임.
○ 독일에서 열을 이용한 연구 개발을 하는 이유
- 독일은 열 이용의 설비를 구비하면 매입제도에 따라 전력의 판매가격도 오르게 돼 있음. 특히 바이오매스 발전은 열을 고려하지 않으면 효율이 낮아져 열을 이용하는 것은 불가피하며 연구 개발도 이에 맞추어 진행하고 있음.
○ 일본의 연구개발 문제점
- 일본은 바이오매스의 매입 가격 자체가 높기 때문에 사업자가 기술개발의 필요성을 느끼지 않는다고 전문가는 지적
- 습기가 많은 일본의 특성상 나무의 껍질 등을 태우는 것이 용이하지 않으므로 열을 이용한 연구가 진전되지 않고 있다는 것
○ 실용화 혹은 실증단계에 있는 바이오매스 활용사례
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분류 |
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변환 후 형태 |
주된 용도 |
이용가능 바이오매스 |
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에너지이용 |
직접연소 |
장작, CHIP |
발전·열원용 원료 |
간벌재,제재공장 등 잔재 |
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기체연소 |
메탄 |
발전·열원용 원료 |
가축배설물, 식품페기물, 하수오니 |
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액체연소 |
바이오디젤 |
디젤차연료 |
해바라기,유채.대두기름,팜유 등 |
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에탄올 |
자동차연료 |
옥수수, 사탕수수 등 |
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제품이용 |
비료 |
퇴비 |
퇴비로 인용 |
가축·식품폐기물, 하수오니 |
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사료 |
사료 |
가축·양어용사료 |
식품폐기물, 수산폐기물 |
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공업용원료 |
플라스틱 |
식품접시, 농업용자재 |
식품폐기물, 옥수수, 감자녹말, 쌀 |
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재생목질보드 |
가구, 합판(床下地) |
간벌재, 제재공장 등 잔재 |
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기능성식품 원재료 |
DHA,EPA |
영양제 |
수산폐기물 |
자료원: 바이오매스 에너지원의 농업적 활용(한국에너지기술연구원)의 자료 재인용
□ 시사점
○ 지금 세계의 조류는 재생에너지 확대로 가고 있고 유럽에서 재생에너지의 도입이 진행된 배경에는 전력자유화가 있었던 것 만큼 일본도 2016년 4월 전력 소매 자유화를 계기로 대체에너지 수요 증가에 따라 바이오매스 전력시장은 확대될 것으로 전망됨.
○ 아울러 바이오매스 전력시장 확대를 계기로 목재산업을 육성함으로써 목재산업과 바이오매스 산업이라는 두마리 토끼를 잡는 일석이조의 효과를 거둘 것으로 예상됨.
○ 2005년초에 발효된 교토의정서에 따라 2008년부터 2012년까지 이산화탄소, 메탄 등 6대 온실가스 배출량을 1990년 대비 5.2% 줄여야 하는 의무가 있는 38개 선진국과 달리 한국은 현재 개도국으로 분류돼 감축의무가 없음.
- 한국은 2009년 기준(IEA: 국제에너지기구) 이산화탄소 배출량이 세계 8위(5억2813만 톤)로 2단계(2013~2017년) 온실가스 감축 시에는 감축 의무가 부과될 가능성이 높아 목재 등을 활용한 일본의 바이오매스전력 사례는 참고할 만함.
자료원: 일본경제신문, 일경산업신문, 업종별 심사사전,한국에너지기술연구원, KOTRA 도쿄무역관 의견 종합
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