미래의 신생에너지, 바이오매스(Biomass)

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Forest 소셜 기자단 -/2010년(1기)

2010. 11. 30.

미래의 신생에너지, 바이오매스(Biomass)

 

 

산림청 대학생블로그 기자단 / 임승인

 

 

 

최근, 화석연료 고갈에 대한 두려움과 대기 중 온실가스 농도 증가에 따른 지구 온난화 현상 문제는 인류 전체의 생존 여부에 질문하고 있다. 전 세계가 온실가스의 농도를 줄이고, 화석연료를 대체하기 위한 신 · 재생에너지 개발에 박차를 가하고 있는 것은 이러한 인류 생존의 문제를 효과적으로 해결하기 위함이다.

 

 

 화두로 떠오른 지구 온난화 문제

 

지구의 기후변화에 대한 국제적 화두는 1972년 로마클럽의 '성장의 한계'라는 보고서를 통해 '산업의 기하급수적인 성장에도 불구하고 환경이 파괴되고 나면 경제 성장의 의미는 없다'고 제시된 바 있으며, 1980년대에 들어 이상 기후로 지구 전역에 자연재해가 발생하기 시작하면서 지구 온난화문제가 대두되기 시작했다. 여기에는 한국도 제외대상이 아니다. 각종 홍수, 가뭄, 태풍, 온난화 등은 미래의 기후변화를 예측하는 적신호인 것이다.

 


 온실가스 흡수원인 '산림'

 

기후변화 협약에서 산림의 중요성은 2001년 모로코에서 개최된 제7차 당사국 총회의 결과물인 '마라케쉬합의문'으로부터 부각되기 시작했다. 교토의정서를 채택하는 과정에서는 산림을 온실가스 흡수원으로 인정하게 되었다. 산림 및 산림 관련 활동의 인정 수준과 범위 등에 관한 구체적인 지침은 IPCC에서 마련한 산정방법과 절차, 계수적용 방법에 따라 수행할 것을 합의했다. 우리나라도 산림청을 중심으로 우리 산림에 적합한 고유 산정 방법과 계수를 개발하기 위한 연구를 활발하게 진행하고 있다.

 

 

 그렇다면 산림의 역할은 무엇일까? 

 

지구의 산림은 육지 전체 면적의 약 1/3 정도로 지구 전체 광합성의 2/3 가량을 담당하고 있다. 또한, 육상생태계 탄소의 80%와 토양 내의 탄소 40%를 보유하고 있어 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고, 산소를 공급하는 지구의 허파 역할을 하고 있다. 1990년대에 전 세계는 화석연료 사용으로 매년 63억 톤의 탄소와 산림 훼손으로 16억 톤의 탄소를 배출한 반면, 산림에서의 생장은 30억 톤의 탄소를 흡수했으며, 현재 산림생태계에 저장돼있는 탄소량은 5,500억 톤 정도이다. 매년 대기와 교환되는 광합성양은 1,200억 탄소 톤(온실가스량을 이산화탄소량으로 환산한 단위)이며, 저장량의 22% 정도가 교환된다. 물론, 산림의 중요성을 모르는 사람은 없다. 하지만 위와 같이 탄소흡수에 결정적인 역할을 한다는 사실에 두 입을 다물지 못했을 것이다. 더욱더 놀라운 점은 산림자원을 이용하여 미래 신생 에너지 '바이오매스(Biomass)'를 만들 수 있다.

 

 

 산림 바이오매스의 에너지 자원화

 

바이오매스(Biomass)생물생태학 용어로서, bio(생물)+mass(물질, 양)가 합성된 말이다. 우리말로는 생물량 또는 생체량으로 표현되고 있으나 바이오매스라는 단어가 좀 더 친숙하게 사용된다. 여기서 산림 바이오매스의 주요 자원은 나무의 줄기, 뿌리, 잎 등이 해당되며, 동시에 기후변화협약이 인정한 유일한 탄소 흡수원이다.                 

 

바이오매스 이용방법으로는 고체 상태의 바이오매스를 직접 연소하거나 고밀화 또는 집약화한 후 연소시켜 열에너지를 생산할 수 있고, 열분해를 통해 액화시킨 다음 생성물로부터 포도당을 생산, 바이오에탄올 생산 공정에 투입하거나, 액화된 생산물을 연소시켜 열에너지를 얻을 수도 있다. 또한, 산림 바이오매스를 가스형태로 전환시킨 다음 전력 생산 공정에 투입하거나 별도의 화학공정을 거쳐 디젤과 같은 수송용 연료 형태로 전환이 가능하다.


 

 산림 바이오매스 에너지 생산과정

 

산림 바이오매스를 이용하여 에너지를 생산하는 방법은 나무를 크고 잘게 부수어 칩 상태로 연료로 만드는 방법과 가공을 통해 균일화된 연료를 생산하는 방법 등 두 가지로 나눌 수 있다. OECD국가 중, 유럽에서 특히 고체 형태의 바이오매스를 이용해 전기 · 난방용 에너지의 80%를 생산하고 있다. 목질 칩의 경우, 중대형의 바이오매스 열병합 발전 설비에서 전력과 난방 에너지를 동시에 생산한다. 따라서 유럽 농, 산촌 지역에서는 작은 마을 단위를 중심으로 소형 열병합 발전 시설을 이용해 에너지 자급을 이뤄가는 시스템을 정착시켜가고 있다. 우리나라에도 2006년 첫 번째 바이오매스 열병합 발전소가 완성되었으며, 전국적으로 몇 개 업체를 통해 설비 증설을 계획하는 등 그 시장이 확대되고 있다. 이는, 1년 동안 생산되는 바이오매스가 석유의 전체 매장량과 맞먹어 적정하게 이용하기만 하면 고갈될 염려가 없는 풍부한 이점이 있다고 생각된다.

 

 

 국내 산림 바이오매스 이용 전망

 

향후, 산림 바이오매스의 에너지화를 통해 다음과 같은 효과를 얻을 것으로 예상된다. 

 


아시아경제 "목재펠릿 품질표준화로 시장경쟁력 높인다", 2009. 6. 12

 

먼저, 경제적 효과로 바이오매스의 에너지화를 높이게 되면 우선, 원유 수입액의 감소 및 임업과 에너지 분야에서의 신규시장 형성, 그리고 이를 통한 신규 고용창출을 이룰 수 있다. 또한, 농산촌의 수입 증대에 기여함으로써 FTA 등을 통해 발생할 수 있는 농가 피해를 해소할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

환경적으로는 화석연료 대체를 통해 대기 중에 이산화탄소 배출 저감 효과를 가시화시킬 수 있으며, 산림 환경 개선으로 국내 임목 축적량 증가에 따른 산림의 이산화탄소 축적 효과가 증대할 것이다. 따라서 국내 산림의 공익가치가 930만원/ha에서 빠르게 증가할 수 있을 것으로 보인다. 그리고 목질계 바이오매스를 이용한 다양한 에너지 생산시장에서 국내 바이오매스의 최대 공급원인 산림 바이오매스 자원의 효과적 운용을 통해 일정 부분에서 안정적으로 원료를 공급할 수 있을 것이라 판단된다.

 

지난 30년간 우리나라는 산림녹화를 통한 산림 자원의 육성 및 보호에 중점을 두었다. 이제 우리는 이렇게 잘 가꾸어진 산림을 우리의 에너지 자원으로 활용할 수 있도록 의식을 전환할 때이다. 변화를 통해 지속가능한 산림 자원의 육성과 효율적인 운용을 바탕으로, 우리나라 산림이 국가 녹색 에너지 산업의 중심으로, 녹색 성장을 위한 첨단 기술개발의 보고로 자리 잡기를 기대한다.

 

마지막으로 산림의 소중함과 그 중요성을 항시 잊어서는 안 될 것이다. 공기가 우리 눈에 보이지 않는다고 해서 중요하지 않은 건 아니다. 다만, 보이지 않기에 소홀해질 수는 있다. 그러나 공기가 오염되었을 때, 그 피해는 우리에게 직접적으로 아주 빠르게 다가온다. 산림 역시, 마찬가지이다. 지금 당장은 심각성을 느끼지 못할 수 있지만 우리 폐와 같은 존재로서 지속적으로 관리해야 할 대상이다.
 

 

 

 

 

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