바이오

바이오(bio)는 "생"이나 "생물"을 의미하는 접두어이다. 그리스어 bios는 생명을 의미한다. 예를 들어 생화학(biochemistry), 생원소(bioelement), 생물 발광(bioluminescence) 등과 같이 사용된다.

바이오 연료

바이오 연료(bio-fuel)는 식물이나 미생물과 같은 바이오매스를 원료로 하여 얻어지는 연료이며, 직접 또는 생화학적, 물리적 변환과정을 통해 액체, 가스, 고체연료나 전기 열에너지 형태로 이용하고 있다. 바이오매스로부터 생산되는 바이오연료는 타 신·재생에너지의 적용이 불가능한 수송부문에서 직접 적용 가능하여 석유 에너지의 직접 대체 효과가 높다는 장점이 있다. 이러한 석유대체 가능한 바이오연료에는 바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오가스 등이 현재 전 세계적으로 상용화되어 사용하고 있다. 바이오연료는 자원이 풍부하고 파급효과가 크며, 환경 친화적으로 생산이 가능하고 최근 지구 온난화의 주범인 화석연료에 의한 온실가스의 양을 감소할 수 있고 생성된 에너지의 형태(연료, 전력, 천연화합물 등)가 다양하다는 특성을 갖고 있다. 한편 단점으로는 에너지활용 자원이 산재되어 있어 수집 및 수송이 불편하고 다양한 자원에 따른 이용기술의 다양성과 개발의 어려움 및 단위공정이 대규모 설비투자를 필요로 하고 과다 이용 시 식량과의 경합과 환경파괴를 유발할 수 있다는 점을 들 수 있다. 바이오연료는 주로 유럽, 미국, 브라질 등을 중심으로 생산 및 보급이 이루어지고 있으며, 최근에는 상대적으로 보급이 뒤쳐진 한국을 비롯한 아시아 각 국들도 자국이 가진 식물 원료를 기반으로 한 바이오 연료의 생산 및 보급을 시작하고 있다

• 바이오 에탄올 : 사탕이나 전분이 풍부한 식품의 발효로부터 생성
• 바이오 디젤 : biomass나 폐식용유 및 바이오 연료로부터 생성되는 디젤 연료
• ETBE(Ethyl tertiary butyl ether) : 에테르화된 바이오 에탄올
• 바이오 가스 : 무산소 박테리아에 의한 유기물의 발효에 의해 생성된 연료 가스
• 바이오 메탄올 : biomass로부터 생성된 메탄올
• 바이오 오일 : 열분해오일연료(가열 및 무기상태를 통한 biomass의 분자분해)

바이오 연료의 종류

바이오 연료는 1세대. 2세대, 3세대 3그룹으로 나눈다.

1세대 바이오 연료는 설탕, 녹말, 식물성 기름, 동물성 지방을 전통적인 방식으로 생산하고 있다. 이들은 살아있는 동물의 식량이기도 하기 때문에 "식량 대 연료" 논쟁이 커다란 이슈가 되고 있다.

제1세대 바이오 연료의 생산에 많은 제한이 따른다. 이유는 식량 공급 차원과 종 다양성의 문제 때문이다. 한편으로는 바이오 연료에 대한 수요가 꾸준히 증가히는 관계로 제2세대 바이오 연료가 개발되었다. 식량이 될 수 없는 작물이나 혹은 폐기물로 여겨지는 줄기, 겉껍질, 나무 조각, 과일 껍질로 만든 바이오 연료가 2세대 바이오 연료다.

전문가들에 따르면, 이런 2세대 바이오 연료는 1세대 바이오 연료에 비해서 훨씬 많은 온실가스 배출을 줄여주고 있지만, 나무나 섬유질로 부터 유용한 부분을 추출 작업으로 인해 생산이 복잡하다.

3세대 바이오 연료는 조류로 만든다. 조류가 가지고 있는 탄수화물의 발효 작업을 거쳐 생산한다.

2세대 바이오 연료와 3세대 바이오 연료는 첨단 바이오 연료라 불린다. 현재 개발 중에 있는 첨단 바이오 연료에는 hydrogenation-derived renewable diesel (HDRD)이 있다. 이것은 동물 지방이나 식물성 기름을 정제해서 만든다. 이것은 기존의 석유와 혼합하여 사용 가능하다.

바이오 연료와 탄소 중립 이산화탄소

바이오 연료는 연소 때 탄소 중립 이산화탄소(carbon neutral carbon dioxide)을 배출하기 때문에 화석 연료의 좋은 대체재가 된다. 연소 시 탄소 중립 이산화탄소는 탄소 발자국이 0이다. 왜냐면 지구 상의 탄소 농도에 아무런 영향을 끼치지 않기 때문이다.

바이오매스가 연소 시 이산화탄소를 배출하지만 이 이산화탄소는 바이오매스인 식물에 의해 흡수되었던 이산화탄소이다. 이 사이클을 통해, 식물은 대기 중에 있는 탄소를 흡수하며, 이 식물이 연소할 때 대기 중으로 이 탄소를 다시 배출하게 되며, 이런 균형 작용에 의해 바이오매스는 탄소 중립이 된다.

미국의 의회는 2012년까지 50억 갤론의 휘발유에 바이오 에탄올을 반드시 사용하게끔 하는 조항을 포함한 (RFS) 에너지 법안을 통과시켰다. 미 국세청 위원회는 이 조항으로 미국 납세자들은 향후 10년 간 약 50억불 정도 추가 지불해야 한다고 한다. 따라서 이러한 법 정신 (바이오 에탄올의 강제 사용 조항)이 훼손되지 않는지 여부, 특히 외국산 저렴한 가짜 에탄올 사용 여부를 확인할 적절한 감시 도구가 있어야 했다.

참고자료

• 바이오 연료, 석유를 대신할 차세대 연료인가- http://img.shinhan.com/cib/ko/data/FSB_0608_07.pdf
• 온실감축 수단으로서 바이오연료의 현황과 전망 - https://www.cheric.org/PDF/NICE/NI36/NI36-6-0664.pdf
• 〈바이오 연료〉, BETA

같이 보기

• 바이오산업
• 바이오제품
• 생명공학
• 생화학
• 바이오 에탄올
• 바이오 오일
• 바이오 디젤
• 바이오 메탄올

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