일반 경유에 비해 바이오디젤 사용의 장점은 다음과 같다. 첫째, 석유 에 대한 의존도를 낮춤으로써 에너지 안보에 기여할 수 있다(에너지경제 연구원, 2006). 국제 유가가 하루하루 급변하는 시점에서 안정적인 에너 지 공급원의 확보는 국가 미래의 성장 동력을 유지를 결정하는 중요한 사안이다. 우리나라는 100% 석유를 해외에서 수입하기 때문에 에너지 공급원의 다양화는 에너지 안보와 직결된다. 바이오디젤의 개발과 보급 확대는 석유에 대한 의존도를 낮출 수 있다.
둘째, 온실 가스 감축에 효과가 있어 앞으로 다가올 국제적인 온실가 스 배출 감축 규정을 이행하는데 도움이 된다. 아직까지 우리나라는 기 후변화협약 교토의정서상의 의무이행국(Annex I)이 아니기 때문에 온실 가스 감축협약에서 제외되어 있지만 에너지 사용량과 경제규모를 볼 때
의무이행국이 되는 것은 시간문제이다. 또 지구 온난화를 막기 위해서라 도 온실가스 감축에 자발적으로 참여하는 것이 바람직하다. 바이오디젤 은 이산화탄소를 배출하는데 있어서는 일반 경유의 특성과 같다. 그러나 바이오디젤의 원료 작물들이 자라면서 배출되었던 이산화탄소가 다시 흡수되기 때문에 이산화탄소 배출량은 줄어든다(USDA, 1998).
셋째, 대기환경 개선 효과가 크다(Boyd, et al., 2004). <표 Ⅱ-3>은 일 반 경유 사용대비 바이오디젤 사용으로 배출되는 오염물질의 저감 효과 를 보여준다. 미연탄화수소를 비롯하여 우리 인체에 악영향을 주는 황산 화물부터 질화 발암성방향족 화합물까지 바이오디젤의 사용으로 배출량 을 줄일 수 있다. 바이오디젤의 함량이 늘어날수록 오염물질 배출량은 줄어든다. 예를 들어 황산화물은 BD20에서 20% 저감 효과가 있지만
BD100에서는 100% 줄일 수 있다. 생물학적으로도 분해속도가 빠르고
독성이 없기 때문에 기름 유출사태 발생 시 80% 이상이 분해된다. 따라 서 자동차나 선박 전복 사고로 발생하는 기름 유출의 문제를 예방할 수 있다.
<표 Ⅱ-3> 바이오디젤의 오염물질 저감효과 환경적
장점 종 류
바이오디젤
BD100 BD20 BD5
대기오염 감소
일산화탄소
(Carbon monoxide) -43.2% -12.6% -3.2%
탄화수소
(Hydrocarbon) -56.3% -11.0% -6.3%
분진
(Particulates) -55.4% -18.0% -4.5%
질소산화물
(Nitrogen oxides) +5.8% +1.2% +0.2%
황산화물
(Sulfur Oxides) -100.0% -20.0% -5.0%
그 외 오염물질
(Formaldehyde, Benzene) -75.0% -15.0% -3.0%
온실가스 감소
이산화탄소 (Carbon Dioxide)는 원칙적으로
바이오디젤 연소 시에 배출되나 원료가 되는 식물에 의해 배출된
이산화탄소 재흡수
-75.0% -15.0% -3.0%
냄새 감소
경유자동차 운전 시에 발생하는 특유의 매캐한 냄새 감소(콩기름과 유사한
냄새 증가)
-50.0% -10.0% -3.0%
친환경적 비독성
석유보다 분해가 빠르고 독성이 적음으로 기름유출
사고 발생 시에 친환경적으로 안전하게
분해 정화
100% 자정 정화 됨
20% 더 빠르고 환경친화적
으로 분해
5% 더 빠르고 환경친화
적으로 분해 자료: U.S. Department of Energy
반면 바이오디젤 사용으로 인한 단점도 보고되고 있다. 첫째, 일반 경 유보다 더 세심한 관리가 요구된다. 바이오디젤은 안정성에 있어서 일반 경유보다 좋지 않기 때문에 적절히 제조 또는 관리되지 않으면 수분함 량의 증가를 통해 엔진의 고장을 유발할 수 있다. 또 바이오디젤의 스테 롤(sterols)7)의 성분으로 인해 자동차 연료분사장치가 막히는 문제가 발 생할 수 있고, 연료 필터(fuel filter)를 자주 갈아주어야 한다는 불편함이 있다 (Proc, et al., 2006).
둘째, 겨울철 사용에 있어 제약이 있다. 바이오디젤은 낮은 온도에서 분자들이 뭉쳐져서 구름처럼 뿌옇게 되는데, 이런 현상이 시작되는 온도 를 운점(cloud point)이라고 한다. 뭉쳐진 바이오디젤의 분자가 엔진의 필터를 막을 수 있어 고장의 원인이 되기도 한다. 온도가 운점보다 더 낮아져 바이오디젤은 젤(gel)과 같이 유동성이 없어지게 되는 온도를 유 동점(pour point)라고 한다. 온도가 유동점보다 낮아지면 바이오디젤을 연료로 사용할 수 없다(Cold Flow Blending Consortium, 2005). 운점과 유동점은 원료 식물에 따라 다르나, 일반 경유보다는 높다 따라서 겨울 철 바이오디젤을 사용할 때는 운점과 유동점을 고려해야한다. <표 Ⅱ-4>
는 원료식물별 온도를 보여준다. 그러나 이런 문제는 연료탱크의 열원을 설치하는 등 외부온도와 관계없이 바이오디젤을 이용가능하게 하는 기 술 발달로 해결되고 있다.
7) 스테로이드의 일종인 스테로이드알코올로, 물에 녹지 않는 무색의 결정인데, 대표적 으로 동물체에서 콜레스테린 ·코프로스탄올, 식물체로부터 시토스테린, 균류로부터 에르고스테린 등이 있다.
<표 Ⅱ-4> BD100의 원료 식물별 운점 및 유동점
Oil 운점CP(℃) 유동점PP(℃)
캐놀라 0.99 -8.91
대두 0 -1.98
잇꽃 - -5.94
해바라기 1.98 -2.97
유채 -1.98 -8.91
일반 경유 -36.85 -42.35
자료: The Biodiesel Handbook
셋째, 일반 경유에 비해 바이오디젤의 또 하나의 단점은 단위 연료당 출력에서 뒤떨어진다는 것이다(Hofman, et al., 2006). 바이오디젤의 1갤 론(gallon)당 열에너지는 약 130,000Btu/gal으로 일반 경유의 열에너지
140,000Btu/gal보다 적은 열에너지를 가지고 있다. 일반적으로 열에너지
가 높다는 것은 더 많은 힘을 생산할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 한 자동차가 똑같은 거리를 가기 위해서는 경유보다 바이오디젤의 소모 량이 더 많다. <표 Ⅱ-5>는 바이오디젤 종류별 열에너지를 보여준다.
<표 Ⅱ-5> 바이오디젤의 열량
종류 무게 (Lbs/gal) 열에너지양 (Btu/gal)
일반 경유 7.05 140,000
BD100 7.30 130,000
BD20 7.1 138,000
BD5 7.07 139,500
자료: The Biodiesel Handbook
넷째, 바이오디젤의 원료가 되는 식물 재배에 크게 의존한다. 농작물 경작이 가능한 재배면적은 한정되어 있다. 만일 전 세계적으로 바이오디 젤의 보급과 생산이 구체화되면 원료 확충을 위한 경쟁이 일어나게 되 고 바이오디젤 원료값 상승으로 인해 바이오디젤의 수급불안 요인이 충 분히 있다. 또한 한정된 토지에 원료 재배와 식량자원 재배와 경합을 해 야 하기 때문에 식량자원의 생산이 줄어 들 수 있어 장기적으로는 식량 가격상승의 요인이 된다. 즉 먹는 것을 포기하고 에너지를 만들어야 하 는 딜레마에 빠질 수 있다.
또 바이오디젤사용으로 인해 거의 모든 대기 오염 물질은 감소하지만, 질소산화물(NOx)은 반대로 증가하게 된다.8) 따라서 정부의 환경정책이 질소산화물을 줄이는 데 초점을 둔다면 바이오디젤의 사용은 역효과를 가져올 수 있다.