바이오연료의 비시장가치 평가

기본연구보고서 08-16

원 두 환

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바이오에너지산업 육성을 통한 FTA 대응전략 연구

- 바이오연료의 비시장가치 평가 -

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바 이 오 연 료 의 비 시 장 가 치 평 가

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KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE경기도 의왕시 내손순환길 180TEL:031-420-2113 ZIP:437-713

ISBN 978-89-5504-216-0

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원 두 환

바이오에너지산업 육성을 통한 FTA 대응전략 연구

- 바이오연료의 비시장가치 평가 -

연구책임자 : 책임연구원 원두환

요 약

1. 연구의 필요성 및 목적

오늘날 에너지자원의 안정적인 수급은 전 세계가 당면한 문제이다. 원 유 수급을 100% 해외에 의존하고, 이산화탄소 10대 배출국에 속하는 우 리나라는 국제 유가 상승에 대한 대비와과 온실가스 감축 문제 해결을 위한 노력이 다른 어떤 나라보다도 시급히 요구된다. 그러난 노력의 한 방법으로 화석연료를 대체할 친환경 연료인 바이오디젤을 도입하는 방 안이 있다. 바이오디젤은 정부의 노력으로 시범보급 사업단계를 거쳐 시 장이 확대 중이다. 그러나 우리나라의 농업환경은 바이오디젤 작물 재배 에 적합하지 않기 때문에 바이오디젤 원료 농산물은 거의 전량 수입에 의존하고 있다. 바이오디젤 원료의 자립도가 낮은 것과 국제 곡물 가격 의 상승은 바이오디젤의 개발 보급에 대한 부담이 되고 있다. 국내 바이 오디젤은 아직까지 경제성에 있어서는 경유에 비해 뒤처지고 있어서 보 급을 위해서 지원이 필요한 실정이다.

이를 극복하기 위해 정부에서는 바이오디젤에 대해 리터당 528원을 면세해 주어 높은 생산단가를 극복하여 보급 확대를 유도하고 있으나 경제적 효율성 측면에서 보조금 지급에 대한 논란이 끊이지 않고 있다.

중장기적으로는 일괄 보조금 방식에서 시장기능에 맡기는 방향으로 조 정할 필요가 있다. 이것을 위해서 우선 소비자들의 의식을 바탕으로 바 이오디젤에 대한 비시장가치 연구가 선행되어야 한다.

2. 주요 연구내용

본 연구에서는 국산 바이오디젤의 비시장가치를 환경, 에너지 자립, 국내 농업대한 애착심의 측면에서 추정해보았다. 바이오디젤의 시장가치 는 경제 주체들에게 시장가격이라는 시스템을 통해 확연히 드러나지만, 비시장가치는 가격이라는 매체가 없고 불특정 다수에 적용되기 때문에 추정이 힘들다. 따라서 진술선호법의 두 가지 대표적인 방법을 이용하여 서울시 경유 차량 소유자 500명을 대상으로 국산 바이오디젤의 가치를 추정해보았다.

조건부가치법의 결과 국산 BD20(바이오디젤 20% + 일반 경유 80%) 1 리터에 대한 가치는 일반 경유대비 28원에서 41원 정도이고, 전국 수송 용 경유를 BD20으로 대체할 경우 4,768억 원에서 6,762억 원의 사회적 가치를 가지는 것으로 나타난다. 컨조인트법을 이용하면 국산 원료와 바 이오디젤에 대한 가치를 따로 추정할 수 있다. 전국 수송용 경유를 BD5, BD20, BD100으로 대체하면 사회적 가치는 각각 2,242억 원, 3,343억 원, 7,601억 원으로 나타났고 국산 원료를 쓰면 2,860억 원의 편익이 부가적 으로 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 도출된 결과에 의하면 국산 바이 오디젤에는 비시장가치인 환경, 에너지안보, 농업에 대하여 지불의사액 이 존재한다. 즉, 바이오디젤의 가격이 조금 비싸더라도 일부 사람들은 충분히 바이오디젤을 사용할 의사가 있고, 특히 국산 원료를 이용한 바 이오디젤에 대해서는 조금 더 높은 금액을 지불할 것이다.

3. 연구결과 및 정책제언

본 연구는 다음과 같은 사항을 시사한다. 첫째, 바이오디젤의 가격이 조금 높더라도 충분히 시장에서 경쟁력을 가질 수 있다. 따라서 향후 바 이오디젤에 대한 면세혜택이 사라지더라도 바이오디젤의 생산단가를 낮 추는 노력과 함께 경유의 가격이 상대적으로 상승한다면 시장 수용성은 확보될 수 있다.

둘째, 농업에 대한 보조를 바이오디젤을 통해 간접적으로 할 수 있다.

FTA와 같은 개방무역에서 농업에 대한 직접적 보조는 무역마찰을 일으 키기 쉽다. 국산 유채를 이용하여 바이오디젤을 생산하고 적극적인 홍보 와 함께 국산 바이오디젤에 대한 프리미엄을 조성한다면 농업과 농촌에 간접적인 지원을 할 수 있다.

셋째, 바이오디젤의 보급 경로 선택은 바이오디젤 보급 성공의 열쇠이다.

컨조인트법 연구 결과 중 바이오디젤을 그린주유소(eco-green station)에 서만 구입가능하다면 소비자들이 구매할 확률이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 기존의 주요소 시설을 이용해서 보급하는 것이 소비자들의 접근성을 높이고 향후 바이오디젤 보급의 성공을 좌우하는 중요한 요인 이 될 수 있다.

넷째, 바이오디젤의 혼합비율이 높아질수록 비시장가치는 커진다. 따 라서 국가적 편익을 최대화하기 위해서 바이오디젤의 혼합비율을 점차 적으로 높여가는 방안이 필요하다.

본 연구를 통해 몇 가지 정책적 제언을 할 수 있다. 우선 국내 바이오 디젤 원료 시장을 더욱 활성화하여 다가오는 농업위기에 선제적 대응을 할 수 있는 정책을 실행해야 한다. 국산 원료에 대해서 소비자들은 추가

가치를 부여하고 있다. 즉, 에너지를 국내 자원으로 생산한다는데 가치 를 두고 있다는 것을 알 수 있다.

현재 바이오디젤의 대부분의 원료를 수입에 의존하고 있기 때문에 국 내 원료를 사용함으로써 얻는 가치를 놓치고 있다. 향후 FTA 협상으로 예상되는 휴경지 증가분을 에너지용 생산기반으로 전환하여 바이오디젤 의 국내 원료 공급 기반을 확립한다면 국산 원료 생산으로 인한 사회적 가치를 함께 창출할 수 있다.

그리고 2012년 재생가능연료혼합의무제도(RFS: renewable fuel standard) 도입에 있어서도 국내 원료 시장의 우선적인 활성화는 매우 중요한 요 소이다. RFS가 실시되면 수요자는 의무공급량 기준에 적합하면서 가장 저렴한 바이오디젤을 공급받기 위해 노력할 것이고 해외 바이오디젤업 체와 국내 바이오디젤 업체 간의 무한 경쟁 구도가 펼쳐질 것이다. 따라 서 생산비를 절감하기 위해서 가장 저렴한 원료를 찾게 되기 때문이다.

국내 원료 단가가 세계 원료 시장 가격에 비해 뒤쳐진다면 국내 바이오 디젤 생산자로부터 외면당하게 될 것이고 결국에는 바이오디젤 원료를 모두 수입에 의존하게 되어 에너지 자립의 길은 더욱 멀어지게 된다. 현

재 1500ha의 시범 보급 지역을 지정하여 유채를 재배하고 있으나, 자발

적으로 한계농들을 유채 재배로 유도할 수 있는 투자의 매력은 매우 낮 다. 따라서 국내 에너지 원료 시장의 성장을 위해서 정부의 노력이 더욱 절실히 요구된다.

바이오디젤의 판매 방식에 대해서 제언을 할 수 있다. 현재 바이오디 젤의 판매 방식을 보면 BD5의 경우 바이오디젤 생산자가 정유사에 바 이오디젤을 공급하여 정유사가 혼합하는 방식을 채택하고 있다. 대부분 의 바이오디젤의 BD5형태로 공급되고 있는 시점에서 정유사만을 통하

여 바이오디젤이 유통한다면 정유사와 바이오디젤 생산자간의 힘의 불 균형이 발생할 수 있다.

현재의 체제로는 정유사가 바이오디젤 생산자를 선정할 수 있어서, 바 이오디젤 생산자는 정유사의 눈치를 볼 수밖에 없는 현실이다. 바이오디 젤을 공급을 정유사에서 관리하면 품질관리 및 보관, 유통에서 편리하고 여러 가지 사회적 비용이 절감된다는 장점이 있다. 그러나 장기적으로 생각한다면 현재의 방식으로는 바이오디젤사의 성장에 한계가 있음은 명백하여 바이오디젤의 보급이 자율적으로 활성화되기는 어려워 보인다.

따라서 현재의 판매방식을 유지할 경우 사업자 간 힘의 균형을 보완할 수 있는 정책이 필요하다.

우선 바이오디젤 납품에 있어서 장기 계약을 유도하는 방안이 필요하 다. 바이오디젤 생산을 위해 원료 구입에서부터 생산까지 1개월 이상의 시차가 발생하여 2~3개월의 단기계약은 바이오디젤업체의 원료 수급 계 획에 매우 부담이 될 수 있다. 이와 함께 바이오디젤의 납품가격을 원재 료 가격 변동을 반영할 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다. 장기 계약 으로 인해 바이오디젤의 수요량은 안정화 될 수 있지만, 원료 가격 급변 요인을 제거하는 것은 아니다. 납품 가격이 원료 가격 변동에 탄력적으 로 연동하지 않는다면 바이오디젤 생산자가 모든 위험을 감수해야 한다.

따라서 원료 가격에 대하여 바이오디젤 납품가격을 연동하여 바이오디 젤 사업자와 정유사 간의 힘의 균형을 유지시켜 주어야 한다.

마지막으로 BD20의 시장도입을 위한 규제 완화 및 정책 도입을 해야 한다. 바이오디젤 선진국을 보면 이미 BD20의 사용이 활성화되고 있다.

BD5의 경우 석유 첨가제의 성격이 강하지만 BD20은 석유 대체재로 분

류되고 있고 환경적 효과도 높아진다. 과거 BD20에서 나타났던 기술적

인 문제들이 거의 해결되고 국내 바이오디젤 품질 수준도 국제적인 수 준에 도달해 있기 때문에 BD20 사용에 대한 의무 조항을 완화하여 보 급을 확대할 필요가 있고, 전용주유소 설치로 일반 자가 운전자도 사용 할 수 있는 길을 열어주어야 한다.

본 연구를 통해 향후 한국의 바이오디젤 시장과 원료작물 시장의 활 성화에 대한 정책 추진에 작은 밑거름이 될 수 있기를 바란다. 또한, 향 후 연구에서 보다 체계적인 모형의 구축과 보다 정밀한 실증분석 방법 개발에 본 연구가 작은 도움이 되기를 기대한다.

Abstract

1. Research Purpose

With increasing demand and limited supply of oil, sky-rocketing oil prices, it is extreme important and urgent that each country enforces energy security and gain energy independence. At the stage of vast global warming, it is also imperative the world develop earth friendly energy sources. Because of the FTA, our agricultural industry would lose its leverage and be in danger of collapse. Now is the time to supply an alternative with which our farming industry can become competitive.

Development of domestic bio-diesel is a way to solve some of these problems. Bio-diesel can replace conventional diesel fuel for transportation, Bio-diesel is also environmentally advantageous.

Domestically producing bio-diesel will allow us to become a energy producing nation making us energy independence. It will also provide a substitute produce for the agricultural industry. It is necessary for federal intervention to maintain farm land as farm land and reduce the occurrence of idle land in rural areas for food security by producing rapeseed for domestic bio-diesel production in these areas.

2. Summary

This is a report to estimate the non-market value of domestic bio-diesel in preparation for open agricultural markets due to FTA and increasing oil prices. Among the stated preference methods for non market valuation, we use the contingent valuation method and the conjoint choice method in estimating non market value of domestic bio-diesel.

The non market value of bio-diesel is caused from environment, energy independence, revitalization of the farming industry and preserving the landscape. The market value of bio-diesel can be evaluated by the systematic price. However the non-market value is not so easily estimated because there is no good to trade. Therefore, using the two representative methods of stated preference methodology, we estimated the non-market value of domestic bio-diesel by surveying 500 citizens who drive diesel fuelled vehicles in Seoul.

Using the contingent valuation method result, the estimated value of domestic BD20 was considered worth 28 won to 41 won higher per liter than conventional diesel fuel. If we assume that all conventional transportation diesel fuel is replaced with BD20, the social benefits will be 477 billion won to 676 billion won. Similarly, using the conjoint choice method, the estimated value of social

benefit will be 224 billion won, 334 billion won, and 701 billion won if conventional diesel fuel is substituted with BD5, BD20 and BD100, respectively. And the use of domestic resource to produce bio-diesel will increase the social benefit by 286 billion won.

According to these results, the respondents are willing to pay more for domestic bio-diesel which has definite environment, energy security and agricultural advantages. Although bio-diesel costs slightly more than regular diesel , there is definite demand especially when it is produced using domestic resources.

3. Research Results and Policy Suggestions

Based on the study, the following implications can be made. First, the bio-diesel is competitive at a higher price and has market demand. Therefore, even if the tax deduction benefits were to diminished, there would still be a demand. Secondly, bio-diesel can provide indirect supplemental support to the agricultural industry.

Under FTA, it is hard to provide direct federal support as it can cause friction. However, by farming the major resources to producing domestic bio-diesel, we can indirectly subsidize the agricultural industry. Thirdly, the selection of bio-diesel supply route is the key to its mass distribution. According to the conjoint choice method results, the use of autonomous fueling stations, Eco-Green Station, will actually decrease the consumer benefit. Instead, by affiliating

with existing gas station, there is an increase in consumer contact.

Lastly, as the proportion of bio-diesel increase, the non-market value will also increase. Thus, there is a need for a higher proportion bio-diesel.

We can make some suggestions that related to bio-diesel policies.

First of all, it is necessary to formulate a policy to boost up domestic bio-diesel crop production. Secondly, it should be considered to arbitrate the existing policy that controls the domestic distribution of bio-diesel for the balance of power between oil refinery companies and bio-diesel production companies. Thirdly, the regulation to BD20 distribution should be relaxed for earning the non market value of bio-diesel.

Hopefully, this study will provide the basis for further bio-diesel research and development. As well as, help to set up and implement domestic bio-diesel policy.

제목 차례

Ⅰ. 서론···1

1. 연구배경···1

2. 연구 범위 및 방법론···3

3. 보고서 체계 ···7

Ⅱ. 바이오연료···8

1. 바이오연료의 정의와 범주···8

2. 바이오디젤의 특성···12

3. 바이오디젤의 장단점···14

4. 국외 바이오디젤 산업···19

5. 국내의 바이오에너지 사업과 지원 현황···28

Ⅲ. 비시장가치 추정법···32

1. 비시장가치···32

2. 비시장가치 추정법···32

3. 진술선호법···33

4. 진술선호법의 방법론···34

Ⅳ. 설문조사 설계···43

1. 국산 바이오디젤의 비시장가치···43

2. 사전조사···46

3. 본 설문···48

Ⅴ. 데이터 수집 및 기초 통계량 분석···55

1. 표본설계···55

2. 기초 통계량 분석···57

Ⅵ. 바이오디젤의 가치추정···65

1. 바이오디젤의 사회적 가치에 관한 기존 연구···65

2. 조건부가치법을 통한 국산 바이오디젤 가치 추정···69

3. 컨조인트법을 이용한 바이오디젤의 가치 분석···79

4. 조건부가치법과 컨조인트법 결과 비교···86

5. 국산 BD20의 사회적 가치 추정···87

Ⅶ. 정책적 시사점 및 결론···90

참고문헌···96

부록1: 디젤 배출 가스···102

부록2: 대기오염물질 종류와 인체에 미치는 영향···114

부록3: 설문지···118

표 차례

<표 Ⅱ-1> 바이오연료와 바이오매스의 종류 ···9

<표 Ⅱ-2> 바이오디젤 원료작물별 기름 생산량 ···13

<표 Ⅱ-3> 바이오디젤의 오염물질 저감효과 ···16

<표 Ⅱ-4> BD100의 원료 식물별 운점 및 유동점 ···18

<표 Ⅱ-5> 바이오디젤의 열량 ···18

<표 Ⅱ-6> 국내 바이오디젤 보급 정책 ···29

<표 Ⅳ-1> 사전조사 결과 ···47

<표 Ⅳ-2> 컨조인트법에서 바이오디젤의 속성 ···53

<표 V-1> 표본추출에 정의된 서울시 권역 ···55

<표 V-2> 지역별 배기량별 목표 표본 수 ···56

<표 V-3> 응답자 연령 분포 ···57

<표 V-4> 월평균 가구 소득 분포 ···57

<표 V-5> 차량 주요 용도 ···58

<표 V-6> 운행하는 차에 대한 한 달 평균 유류비 ···58

<표 V-7> 조건부가치법의 첫 번째 제시 금액별 응답 ···59

<표 V-8> 조건부가치법의 두 번째 제시 금액별 응답 ···60

<표 V-9> 컨조인트법 질문 응답 ···61

<표 V-10> 자동차 구입시 고려 대상에 대한 응답자들의 태도 ···61

<표 V-11> 주유소 선택시 고려 대상에 대한 응답자들의 태도 ···62

<표 V-12> 대기질 개선을 위한 자동차 정책에 대한 응답자들 태도···63

<표 V-13> 농업을 살리기 위한 정책에 대한 응답자들의 태도 ···63

<표 V-14> 국산 원료를 이용하여 바이오디젤을 생산했을 때 사회적 효과 비중 ···64

<표 Ⅵ-1> 조건부가치법의 이변량 프로빗 모형 ···73

<표 Ⅵ-2> 조건부가치법의 설명 변수 ···74

<표 Ⅵ-3> 조건부가치법의 이변량 프로빗 결과 ···76

<표 Ⅵ-4> 이변량 프로빗 우도비 검정 ···77

<표 Ⅵ-5> 조건부가치법을 통한 바이오디젤의 비시장 가치 분석(모형1) ···78

<표 Ⅵ-6> 조건부가치법을 통한 바이오디젤의 비시장 가치 분석(모형2) ···79

<표 Ⅵ-7> 컨조인트법의 변수 ···81

<표 Ⅵ-8> 컨조인트법을 이용한 효용함수 추정값 ···84

<표 Ⅵ-9> 바이오디젤의 속성별 지불의사액 ···86

<표 Ⅵ-10> 2007년 연간 경유 소비량 ···87

<표 Ⅵ-11> 국산 BD20의 비시장가치 ···88

<표 Ⅵ-12> 바이오디젤의 비시장가치 ···89

<부록> <표 1-1> 혈중 일산화탄소-헤모글로빈의 농도 및 인체 영향···109

<표 1-2> 부유분진과 아황산가스의 장기폭로 시 인체의 영향···111

<표 1-3> 먼지가 인체 및 환경에 미치는 영향···113

그림 차례

[그림 Ⅱ-1] 바이오디젤 생산과정···12

[그림 Ⅱ-2] EU의 연간 바이오디젤 생산 가능량···23

[그림 Ⅱ-3] EU의 연간 바이오디젤 생산량···23

[그림 Ⅱ-4] 바이오디젤 중장기 보급 방안···30

[그림 Ⅳ-1] 국산 바이오디젤의 사회적 효과···45

[그림 Ⅳ-2] 컨조인트 질문 예시···54

[그림 Ⅵ-1] 바이오디젤 선택의 계층···82

Ⅰ. 서론

1. 연구배경

오늘날 에너지자원의 안정적인 수급은 전 세계가 당면한 문제이다. 원 유의 고갈과 더불어 제 3세계의 수요 증가로 인해 국제유가는 70년대 오일쇼크 이후 최고가를 기록하고 있다. 뿐만 아니라 석유 및 화석연료 의 사용으로 인한 온실가스 배출의 증가로 지구온난화가 가속되고 있어 서, 화석연료 사용에 대한 대안과 해결책을 찾기 위해 국가 간의 협력을 높이고 있다. 원유 수급을 100% 해외에 의존하고, 이산화탄소 10대 배출 국에 속하는 우리나라는 국제 유가 상승에 대한 대비와 온실가스 감축 문제 해결을 위한 노력이 다른 어떤 나라보다도 시급히 요구된다. 그 해 결책의 한 방법으로써 화석연료를 대체할 친환경 연료인 신재생에너지 를 개발 및 보급하는 것을 들 수 있다.

신재생에너지는 바이오연료, 수소연료전지, 풍력, 태양열 등 다양한 종 류가 있으나 이 가운데 수송용 연료의 대체재로서 바이오연료가 단기적 으로 가장 가능성이 높은 것으로 평가받고 있다. 바이오 연료는 식물과 같이 살아있는 유기체뿐 아니라 동물의 배설물 등 동식물의 대사활동에 의한 부산물을 이용하여 개발한 연료를 모두 포함한다. 바이오디젤과 바 이오에탄올이 대표적으로 오래전부터 연구 개발이 매우 활발하다. 바이 오디젤과 바이오에탄올은 경유와 휘발유를 직접 대체하여 바로 사용할 수 있을 만큼 기술이 발달해 있다. 이미 브라질과 미국, 동남아 일부 국

가들의 경우 바이오디젤과 바이오에탄올이 정부의 지원 없이 시장에서 경쟁력을 가지고 있다고 보고되고 있다. 이들 나라들은 바이오연료에 대 한 장기 정책을 오래전부터 수립하여 화석연료의 고갈과 저탄소시장의 도래에 대비하고 있다.

우리나라의 경우 바이오에탄올 시장은 아직 미미하지만, 바이오디젤은 정부의 노력으로 시범보급 사업단계를 거쳐 시장을 확대 중이다. 그러나 우리나라의 농업환경은 바이오디젤 작물 재배에 적합하지 않기 때문에 바이오디젤의 원료 농산물을 거의 전량 수입에 의존하고 있다. 바이오디 젤 원료의 자립도가 낮은 것과 국제 곡물 가격의 상승은 바이오디젤의 개발 보급에 대한 부담이 되고 있다. 국내 바이오디젤은 아직까지 경제 성에 있어서는 경유에 비해 뒤처지고 있어서 보급을 위해서 지원이 필 요한 실정이다.

이를 극복하기 위해 정부에서는 바이오디젤에 대해 리터당 528원을 면세해 주어 높은 생산단가를 극복하여 보급 확대를 유도하고 있으나 경제적 효율성 측면에서 보조금 지급에 대한 논란이 끊이지 않고 있다.

정부는 2010년까지 보조금을 지급하기로 결정하였고, 그 이후는 수송용

대체 연료에 대한 전면 재검토를 통해 전반적인 정책을 새롭게 수립할 것으로 공표한 바 있다. 따라서 중장기적으로는 일괄 보조금 방식에서 소비자가 부담하도록 시장기능에 맡기는 방향으로 조정할 필요가 있다.

바이오디젤의 보급을 정부 보조방식을 통해서 조절하는 방식에서 시장 기능에 맡기기 위해서는 소비자들의 바이오디젤에 대한 인식과 수용성 연구가 선행되어야 한다.

또 앞으로 각국의 FTA 체결이 확대되면 우리나라가 그동안 강건히 지켜왔던 농업분야의 개방도 필연적이고 상대적으로 비교우위가 낮은

우리의 농업은 경작 포기로 인해 유휴 농지가 발생할 가능성이 높다. 농 업시장개방에 대한 대책으로 바이오디젤 원료 작물 재배를 고려할 수 있다. 바이오디젤의 원료를 국내에서 생산한다면 농촌 경제의 활성화, 경관개선 효과를 볼 수 있고 안정적인 원료수급을 통한 에너지 안보를 높이는 효과가 있다. 소비자들이 국내 농업에 대한 애착과 에너지 안보 에 대한 가치를 두고 있다면 바이오디젤 원료의 국산화를 긍정적으로 평가할 것이다. 그러나 국산 농업에 대한 애착과 에너지 안보와 같은 것 들은 눈에 보이지는 않기 때문에 직접적인 가치를 관찰하기 어렵고 그 가치를 추정하는 것도 쉽지 않다. 본 연구에서는 국산 원료의 보급에 앞 서 국산 원료 대해서 소비자들이 가치를 가지고 있는지 분석함으로써 국내 바이오디젤 원료 작물에 대한 정책 수립에 기초자료를 제시하고자 한다.

2. 연구 범위 및 방법론

가. 연구범위

본 연구는 국내에서 재배된 유채를 이용하여 바이오디젤을 생산한다 고 가정할 때 국산 바이오디젤이 갖는 사회적 가치를 정량적으로 도출 하고자 한다. 그 방법으로 소비자들이 일반 경유에 비해서 바이오디젤에 얼마만큼의 지불의사액(willingness to pay: WTP)을 가지는지 추정할 것 이다. 바이오디젤에 대한 지불의사액은 사람들이 바이오디젤의 사회적 가치에 대해서 지불하고자 하는 금액으로, 바이오디젤에 대한 사회적 가 치가 높아질수록 지불의사액이 증가할 것이다. 또 지불의사액은 중장기

적으로 면세 지원 제도에서 시장 정책으로 전환될 경우 소비자들이 수 용할 수 있는 적정한 가격이 될 수도 있다.

지금까지 국내의 연구를 통해 바이오디젤을 이용할 경우 발생하는 사 회적 가치를 도출하고자 하는 시도가 있었다. 이 연구들에서는 생산자 입장 또는 물리학적 입장에서 바이오디젤이 보급되었을 경우, 대기 개선 효과 또는 석유수입대체 효과를 측정하였다. 그러나 소비자 중심에서 바 이오디젤이 공급되었을 경우 사회적 효과를 소비자 지불의사액에 근거 한 국내 연구는 아직까지 실행된 바 없다.

본 연구는 진술선호법을 이용하여 추정된 지불의사액을 이용하여 향 후 정부의 바이오디젤 정책이 시장중심체제로 전환될 경우 소비자의 수 용가능성을 예측하는 것에 적용하고, 바이오디젤의 원료의 국내 생산에 대한 비시장 효과를 분석함으로써 정부의 농업 정책 결정에 유익한 정 보를 제공하고자 한다.

나. 연구 방법론

국산 원료 바이오디젤을 사용할 경우 앞서 언급한 사회적인 가치들은 시장에서 거래되지 않는 비시장재(non market good)에 속한다. 비시장 재란 시장에서 거래되지 않기 때문에 가격이 없는 재화나 서비스로, 주 로 환경재, 공공재, 애국심과 같은 것들을 가리킨다. 일반 시장재는 가격 을 통해서 가치를 평가할 수 있으나 비시장재의 가치는 가격을 통해서 알 수 없다. 따라서 경제학에서 사용되고 있는 비시장가치법(non market valuation methods)을 이용하여 국산 원료 바이오디젤의 사회적 가치를 추정해야 한다.

비시장가치를 추정하는 방법에는 사람들의 행동과 비시장재와 관련된

재화들의 시장과 가격을 관찰하는 현시선호법(revealed preference method) 과 가상적 시장을 이용하여 사람들에게 설문조사를 하는 진술선호방식 (stated preference method)이 있다. 현시선호법을 이용하여 바이오디젤 의 비시장가치를 추정하기 위해서는 바이오디젤이 활발하게 시장에서 거래되는 자료가 있어야 하나 현재 우리나라에서 바이오디젤의 보급은 걸음마 단계에 있고, 바이오디젤에 대한 일반인의 접근이 쉽지 않다.

또한 보조금으로 인해 바이오디젤가격이 왜곡되어 있기 때문에 현시선 호법을 이용하는 데는 무리가 있다. 따라서 본 연구에서는 설문조사를 통하여 가상적 시장을 소비자들에게 제시하고 소비자들의 선택을 분석 함으로써 바이오디젤의 비시장가치를 추정할 것이다.

진술선호법 중에서 가장 활발히 쓰이고 있는 조건부가치법(contingent valuation method: CVM)과 컨조인트법(conjoint choice method: CJ)을 동시에 이용할 것이다. 두 가지 방법을 동시에 사용함으로써 진술선호법 이 가지고 있는 가상성의 약점을 보완하여 도출된 결과의 오류를 최소 화하고자 한다. 바이오디젤의 비시장가치 추정을 위해 조건부가치법 질 문에서는 설문 응답자들이 주어진 질문에 대하여 ‘예/아니요’만 답하면 되기 때문에 인지의 부담(cognitive burden)을 최소화할 수 있는 반면, 바이오디젤의 속성별 가치를 추정할 수 없다는 단점이 있다. 반면, 컨조 인트법은 응답자들이 질문에서 주어진 바이오디젤의 속성을 서로 비교 하여야 하기 때문에 인지에 대한 부담이 높아지지만, 속성별로 가치를 따로 추정할 수 있어서 바이오디젤의 가치가 어느 속성으로부터 비롯되 었는지 구분할 수 있다. 이 두 방법을 이용하여 바이오디젤의 비시장가 치를 추정한다면 서로의 단점을 서로 보완하여 더 신뢰할 수 있는 결과 를 도출할 수 있다.

진술선호법 적용을 위해 설문조사가 필수적이다. 설문조사 대상은 경 유(디젤)차량 소유자들로 한정하였다. 향후 바이오디젤이 상용화될 경우 수송용으로 먼저 보급될 가능성이 크기 때문에 현재 디젤 차량 소유자 들이 가장 가능성 높은 잠재적 소비자이기 때문이다. 또 설문조사의 빠 른 진행을 위해 대상지역을 서울로 한정하였다. 설문의 구성은 응답자의 인구경제학적 특성을 묻는 질문, 바이오디젤 및 환경, 농업, 에너지에 대 한 인식을 묻는 질문, 조건부가치법 질문, 컨조인트법 질문으로 구성되 어있다. 응답자의 인구경제학적 특성과 인식이 바이오디젤의 가치추정에 영향을 주는지 검토할 것이다.

다. 연구의 한계

본 연구도 한계를 지니고 있다. 여기서 추정된 가치는 설문 응답자들 이 국산 원료를 이용한 바이오디젤에 가지고 있는 비시장가치이다. 그중 에서도 바이오디젤을 이용으로 발생할 수 있는 환경적 장점으로 인한 소비자 가치와, 국산 원료를 이용으로 인해 발생할 수 있는 농업과 에너 지 시장의 효과에 대한 소비자의 가치를 추정한다. 따라서 이 가치는 국 산 바이오디젤의 활성화로 발생할 수 있는 여러 가지 사회적 가치 중 일부일 뿐이다. 바이오디젤산업은 농업에서부터 정유, 자동차까지 여러 산업들과 밀접한 영향을 가지고 있다. 바이오디젤이 전체 사회와 산업에 미치는 영향과 가치를 평가하기 위해서는 이러한 산업들에 발생할 수 있는 외부효과까지 고려해야 한다. 따라서 본 연구의 결과를 바이오디젤 의 보급 타당성과 연관 짓는 것은 무리가 있다. 타당성 조사를 위해서는 모든 관련분야를 아우르는 종합적인 연구가 필요하다.

또 연구기간의 단축을 위해서 설문대상을 서울시민 경유 차량 소유자

로 제한하였다. 그러나 좀 더 정확한 바이오디젤의 비시장가치를 추정하 기 위해서는 현재 바이오디젤을 대체 사용할 사람뿐만 아니라, 바이오디 젤의 사용으로 편익을 직·간접적으로 얻게 될 사람들에 대해서도 설문 조사가 필요하다.

3. 보고서 체계

본 보고서는 다음과 같이 구성된다. 서론에 이어 제 II장에서는 바이 오연료와 정의와, 바이오디젤의 특성 및 장단점을 살펴보고 국내외 바이 오디젤 산업에 대해서 간략히 알아본다. III장에서는 비시장가치 추정법 에서 진술선호법을 중심으로 설명하며, Ⅳ장은 비시장가치 추정을 위해 서 설문조사 작성과 V장에서는 수집된 설문조사 자료에 대해서 설명한

다. 제 VI장에서는 조건부가치법과 컨조인트법으로 추정된 바이오디젤의

비시장가치를 구체적으로 제시하고자 한다. 마지막으로 제 Ⅶ장에서는 본 연구의 결과를 간단히 요약하고 정책적 시사점에 대하여 살펴보고자 한다.

Ⅱ. 바이오연료

1. 바이오연료의 정의와 범주

화석연료의 고갈과 지구온난화로 인한 온실가스 감축에 대한 부담이 늘어남에 따라 선진 각 국은 에너지 안보와 온실가스 문제를 동시에 해 결할 수 있는 바이오연료의 개발 및 보급 확대에 노력하고 있다(한국농 촌경제연구원, 2008). 바이오연료(biofuel)란 간단하게 말해서 바이오매스

(biomass)¹⁾로부터 얻는 연료이다. 바이오연료는 쓰면 없어지는 화석연료

와 달리 지속적인 생산이 가능한 신재생에너지이다. 바이오 연료에는 목 재 및 우드칩과 같이 바이오매스를 태워서 쓰는 기초적인 연료뿐만 아 니라 바이오에탄올과 바이오디젤같이 화학적 공정을 통해 얻을 수 있는 연료도 포함된다. <표 Ⅱ-1>은 바이오연료로 사용될 수 있는 바이오매스 의 종류에 대해서 보여준다. 나무에서 쉽게 얻을 수 있는 목질계 바이오 매스부터, 가축의 분뇨나 생활의 폐기물, 식품 폐기물, 인위적 재배를 통 해 얻을 수 있는 팜유, 유채유까지 바이오연료가 되는 바이오매스의 종 류는 매우 다양하여 용도에 맞게 실생활에 활용할 수 있는 방법이 필요 하다.

1) 바이오매스는 동물, 식물, 미생물 등 생물체의 유기물을 총망라하는 것으로 각종 동 식물을 비롯하여 농림업에서 나온 부산물 및 폐기물, 음식물 쓰레기, 생물체에 기초 한 산업폐기물, 바이오연료 생산을 목적으로 재배된 작물 등 매우 다양하다.

<표 Ⅱ-1> 바이오연료와 바이오매스의 종류

물리적 성질 종류 비고

고체 나무, 우드칩, 짚, 마른풀,

동물 배설물, 곡물 부산물 소각열 이용 액체

바이오알콜 에탄올, 메탄올 부탄올 바이오디젤 Straight vegetable oil(SVO),

Waste vegetable oil(WVO)

유기물 기름 쓰레기매립지

기체 메탄 쓰레기매립지

Wood gas 나무, 석탄, 고무

바이오연료는 물리적 성질에 따라 크게 기체, 액체, 고체로 나뉜다. 고 체 연료로는 나무와 우드칩, 곡물의 부산물들이 있다. 바이오연료 중 고 체연료는 자연에서 쉽게 구할 수 있는 물질로서 오래전부터 인류가 사 용하여왔다. 산업혁명으로 화석연료가 대량 소비되기 전까지 고체 바이 오연료는 인류의 주요 에너지원이었다. 고체연료의 대부분은 연소를 통 해 소각열을 이용하는 형태로 이용되고 있다. 우리나라에서는 농가에서 난방용으로 고체연료를 사용하여 왔다. 고체 바이오연료는 연료가 지니 고 있는 열량에 비해 부피가 커서 휴대와 보관이 쉽지 않고, 열량이 낮 아서 많은 양의 연료가 필요하다는 단점이 있다. 그러나 최근 고체연료 를 변형하여 부피를 줄이고 발열량을 높이는 연구가 지속되고 있다. 우 드칩은 고체연료의 진화된 형태로 현재 열병합발전소 및 대형 열원시설 의 연료로 사용하려는 노력이 시도되고 있다.²⁾

기체연료는 메탄(methane)과 우드가스(wood gas)가 대표적이다. 메탄 은 쓰레기라든지, 음식물이 부패하면서 자연적으로 발생하는 가스이다.

2) 독일 동북부에 위치한 소도시 라인스베르크의 우드칩 사용 사례, 2006년 케너텍 대 구 우드칩 발전소 설립 사례 등(매일경제신문 2008.8.29).

또한 천연가스의 주성분이기도 하다. 농산물 폐기물은 대표적인 메탄 생 성물질이다. 또 산업용 가정용 폐수와 하수구에서도 많은 양의 메탄이 생산된다. 현대 사회의 육류소비가 늘고 음식물 및 산업폐기물의 양이 기하급수적으로 늘어나고 대규모의 쓰레기 처리장 또는 매립지의 조성 으로 인하여 메탄가스의 포집이 용이하여 연료로 사용하려는 노력이 시 도되고 있다. 우드가스는 톱밥이나, 석탄, 고무 등을 불완전 연소시킬 때 발생하는 가스로서 제 2차 대전 당시 연료로 사용되어 왔으나 가스에 포함되어 있는 숯, 분진과 같은 성분이 야기하는 관리의 불편성으로 인 해 현재는 거의 사용되지 않고 있다.

기체와 고체연료와 달리 액체 바이오연료는 휴대와 보관, 관리에 있어 서 편리하여 에너지 시장에서 보급이 확대되고 있다. 대표적인 액체 바 이오연료로 바이오에탄올과 바이오디젤을 들 수 있다. 바이오에탄올은 설탕과 같은 당류의 발효를 통해 생산되는 알코올로서 휘발유를 대체하 여 사용할 수 있다. 바이오디젤은 식물이나 동물의 지방에서 얻어지는 연료로 경유를 대신하여 사용가능하다. 액체 바이오연료는 석유를 대체 하여 수송용 연료로 직접 사용될 수 있기 때문에 각 국의 중점 투자 대 상이 되고 있다.

고체 바이오연료는 바이오연료라고 생각하기보다는 전통적 연료로 간 주하고, 기체 바이오연료는 생산과 소비가 특수업에서만 이루어지기 때 문에 일반인들이 접하기 어렵다. 액체 바이오연료는 자동차 연료를 대체 해 실생활에 사용될 수 있고 누구나 손쉽게 얻을 수 있다. 따라서 일반 적으로 바이오연료라 함은 수송용으로 쓰이는 액체 바이오연료를 뜻한다.

바이오연료에 대한 인류의 관심은 여러 차례 있어 왔다. 특히 수송용 으로 액체 바이오연료를 자동차엔진에 사용하기 위한 노력은 오래전부

터 시도되었다. 디젤 박사가 자동차 엔진을 개발했을 때 처음 사용된 연 료는 콩기름을 이용한 바이오연료였다. 그러나 석유에서 얻을 수 있는 휘발유와 경유의 가격이 매우 저렴했기 때문에 바이오연료를 수송용 연 료로 사용하는데 별다른 동기가 부여되지 않았다.

바이오연료가 다시 주목을 받기 시작한 때는 1970년대 오일쇼크가 발 생하면서부터이다. 바이오에탄올과 바이오디젤에 대한 연구가 유럽 국가 의 선도아래 활발히 이어졌다. 그러나 1980년대 중반 다시 국제 원유가 가 안정되면서 바이오연료에 대한 관심은 곧 사라졌다. 2003년 원유단가 가 배럴당 25달러를 넘어서면서부터 바이오연료에 대한 관심은 재점화 되었는데, 현재 OECD 국가를 중심으로 바이오연료를 경유와 휘발유를 대체하여 사용할 수 있도록 여러 가지 정책적 지원이 이루어지고 있다 (한국농촌경제연구원, 2008).

바이오연료가 지구온난화를 예방할 수 있는 친환경적인 이유로, 연료 자체에서 나오는 이산화탄소나 다른 대기 오염물질의 양이 다른 화석연 료보다 적다는 것도 있지만, 바이오연료의 연소로 배출되었던 이산화탄 소가 원료 식물이 성장하는 과정에서 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 이산화탄소의 총량이 늘어나지 않는데 있다. 따라서 화석연료를 바이오 연료로 대체하면 그만큼 온실가스를 줄일 수 있다.

우리나라의 경우 바이오에탄올은 아직 국내에 도입되지 않고 있다.³⁾ 바이오디젤은 2002년 산업자원부 고시(제2002-54호 바이오디젤유 시범보 급사업 추진에 관한 고시)가 제정된 이래, 수도권을 중심으로 시범사업 이 추진되고 있다. 따라서 바이오디젤의 성공적 보급 여부는 앞으로 우 리나라에 바이오연료사업의 확대에 있어 매우 중요한 지표가 될 수 있다.

3) 바이오에탄올은 국내 도입을 위한 타당성 검토를 실시하고 있는 단계에 있다. 정부는 바이오에탄올 보급을 위한 실증시험을 2007년부터 시행하고 있고, 2015년부터는 보급 인프라 구축 및 시범보급을 계획하고 있다.

2. 바이오디젤의 특성

바이오디젤은 일반 경유를 대체하는데 있어서 매우 용이하기 때문에 다른 바이오연료보다 각광을 받고 있다. 바이오디젤을 생산하기 위해서 는 촉매⁴⁾와 알코올이 필요하다. 특정한 온도와 압력에서 기름과 알코올 이 촉매를 통해 반응하여 글리세린(glycerine)⁵⁾과 바이오디젤(methyl esters)⁶⁾을 만들어 낸다. [그림 Ⅱ-1] 바이오디젤의 생산과정을 간략하게 보여준다.

[그림 Ⅱ-1] 바이오디젤 생산과정

자료: The Biodiesel Handbook

바이오디젤에 사용할 수 있는 연료로는 동식물에서 추출되는 기름 모 두 가능하나, 현재 대부분 식물성 기름을 이용하고 있다. 원료 식물의

4) 촉매로는 주로 sodium, potassium hydroxide가 주로 쓰인다.

5) 글리세린은 화장품, 제약, 페인트, 담배, 식품 등 그 용도가 다양해 사용가치가 높다.

6) 바이오디젤의 화학적 명칭은 “Fatty Acid Methyl Ester (FAME)" 이다.

종류는 각 지역의 지리적 기후나 토양에 따라 다르다. 북유럽에서는 유 채(rapeseed), 북아메리카에서는 대두(soybean), 적도지역을 중심으로 야 자기름(palm oil)이 바이오디젤 생산의 주원료이다. 코코넛과 해바라기도 널리 이용되는 원료 중에 하나이다.

<표 Ⅱ-2>는 1ha당 해당 작물에서 생산될 수 있는 식물성 기름 추출 량을 보여준다. 옥수수부터 커피, 벼, 아보카도에 이르기까지 사람들이 먹을 수 있는 거의 모든 작물에서 기름이 추출 가능하다. 우리나라의 기 후 여건상 바이오 디젤 생산에 가장 적합한 작물은 유채인데, 1ha당

1,190리터의 오일을 생산할 수 있다. 자트로파도 인도네시아를 중심으로

재배면적을 늘여 가고 있는 추세이다. 1ha당 기름을 가장 많이 생산할 수 있는 식물은 말조류(algae)로 95,000리터의 기름을 생산할 수 있으나

<표 Ⅱ-2> 바이오디젤 원료 작물별 기름 생산량

Crop kg oil/ha liters oil/ha lbs oil/acre US gal/acre

옥수수 145 172 129 18

콩 375 446 335 48

커피 386 459 345 49

양구슬냉이 490 583 438 62

참깨 585 696 522 74

벼 696 828 622 88

해바라기 800 952 714 102

땅콩 890 1,059 795 113

유채 1,000 1,190 893 127

올리브 1,019 1,212 910 129

자트로파 1,590 1,892 1,420 202

아보카도 2,217 2,638 1,980 282

기름야자나무 5,000 5,950 4,465 635 말(조류) 79,832 95,000 71,226 10,000 자료: wikipedia

아직 생산 및 기술적인 진보가 미진하다. 그러나 말조류를 이용하면 식 용작물의 생산에 영향을 미치지 않고 원료를 확보할 수 있기 때문에 앞 으로 차세대 바이오디젤의 원료로 이용될 가능성이 매우 높다.

생산된 바이오디젤은 일반 경유와 혼합하여 사용하는데 혼합비율에 따라 BD5(바이오디젤 5% + 일반 디젤 95%), BD20(바이오디젤 20% + 일반 디젤 80%), BD100(바이오디젤 100%) 등으로 나뉜다. BD5와 BD20 은 가장 일반적인 혼합 형태로 각국의 에너지정책과 바이오디젤 생산 능력에 따라서 혼합비율이 다르게 적용되고 있다. 우리나라의 경우

BD0.5의 형태로 바이오디젤이 혼합되고 있고, 홍보가 거의 없기 때문에

소비자들의 인식은 미미한 정도이다.

3. 바이오디젤의 장단점

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.

4. 국외 바이오디젤 산업

⁹⁾

2007년 전 세계 바이오디젤 생산량은 830만 톤으로 EU가 494만 톤, 미국을 포함한 아메리카에서 270만 톤, 아시아에서 72만 톤 정도를 생산 하고 있다(EBB)¹⁰⁾. EU의 바이오디젤 생산량이 가장 많은데 그중에서 독 일의 비중이 약 60%를 차지하고 있고, 그 다음으로 프랑스, 이태리, 영 국 순이다. EU 이외의 지역으로는 미국, 브라질의 생산량이 높으며, 인 도와 아프리카 일부에서도 바이오디젤을 생산하고 있다.

8) 이 부분에 대해서는 아직 논란의 여지가 많다. 일부 연구에서는 바이오디젤 사용으 로 인해 NOx의 배출량이 증가하지 않는다고 보고하고 있다(Harrow, 2007).

9) Thuijl and Deurwaarder, 2006, European Biofuel Policies in Retrospect, Energy search Center of the Netherlands.

10) http://www.ebb-eu.org/

현재 바이오디젤이 상용화된 나라에서 혼합비율을 살펴보면 독일은 순수 바이오디젤, BD100을 엔진개조 전용 차량에 한하여 소비자들이 직 접 사용할 수 있다. 그러나 대부분의 나라에서는 바이오디젤의 혼합비율 은 25% 이하로 채택하고 있다.

가. 미국

미국에서는 그동안 바이오에탄올 개발에 집중하면서 상대적으로 바이 오디젤 사업에는 별다른 관심을 그동안 보이지 않았으나 최근 바이오디 젤에 관심이 증가하며 관련 산업이 급성장하고 있다. 2004년 대비 2005 년 그리고 2006의 바이오디젤 생산량은 매년 세 배씩 늘어나고 있다. 미 국의 바이오디젤 생산량은 2002년 약 5만 톤에서 급격히 증가하여 2007 년에는 약 170만 톤에 달하고 있다.

초기 미국에서 바이오디젤은 식물성 기름 또는 동물성 합성세제

(detergent) 공장에서 부산물의 형식으로 생산되었으나, 지금은 대규모의

바이오디젤 전용 공장을 중심으로 생산되고 있다. 바이오디젤 공장은 원 료를 조달하기 쉬운 대두 재배 지역이나 목축업 지대를 중심으로 발전 하였으나 현재는 소비지 중심으로 이동하고 있는 추세이다.

다른 나라와 달리 재활용하는 기름과 동물성기름이 바이오디젤의 생 산 원료의 50% 정도를 차지하고 있고 나머지 50%는 대두와 같은 식물 성 기름에서 조달하고 있다. 특히 미국의 대두산업은 바이오디젤 산업을 활성화 하는데 일조하고 있다. 대두의 과잉투자와 생산으로 인하여 대두 의 재고량이 많아지고 가격이 떨어지자 재고 처리를 위해 바이오디젤 산업을 육성시켜 왔다.

미국에서 바이오디젤의 브랜딩은 비율에 관계없이 자유롭게 이루어진

다. 일부 지방의 전문적인 운수회사나 정부에서 BD100을 사용하고 있으 나 관리의 번거로움으로 인해 느리게 보급되고 있다. 지방정부의 사용 예로 옐로스톤과 같은 국립공원 관리 차량은 자연환경 보호를 위해

BD100을 이용하고 있다. 반면 BD20은 기계적 개조가 필요하지 않고 온

실가스 감축과 공해저감을 효과적으로 실현할 수 있기 때문에 미국에서 가장 빠르게 보급되고 있는 바이오디젤의 종류이다. BD2와 BD5와 같은 형태의 낮은 혼합비율의 바이오디젤의 보급도 확산되고 있다. 혼합비율 이 낮아질수록 바이오디젤 사용으로 인한 기계적 문제 발생 확률이 낮 기 때문에 사용자들의 수용도가 높아진다는 장점이 있다. 미네소타 주와 워싱턴 주는 2005년부터 BD2의 사용을 의무화하고 있고, 루이지애나, 메릴랜드 주도 곧 바이오디젤의 혼합을 의무화하기 위해 법안을 상정 중이다.

미국은 바이오디젤의 보급 확산을 위해 연방 및 주단위의 다양한 정 책적, 제도적인 지원을 하고 있다. 연방의 정책적 지원을 살펴보면 대기 오염 개선 프로그램(Air Pollution Control Program)을 통해 저공해 대 체연료 개발과 자동차 배출가스 관리, 친환경적 운송수단을 장려하고 있 다. 바이오디젤의 개발도 이 프로그램에 포함되어 지원 받고 있다. 농 업법(Farm Bill)을 통해 바이오디젤 교육 프로그램(Biodiesel Fuel Education Programs)을 지원하여 바이오디젤 사용으로 발생할 수 있는 기계적 문제들을 교육을 통하여 미연에 방지하고 있다.

중량트럭(heavy-duty vehicles)에 바이오디젤을 연료로 사용하는 기업 에 대해서 바이오연료의 의무 구입 할당량을 낮춤으로써 기업들이 자발 적으로 수송용 바이오디젤을 사용하도록 유인하고 있다. 또 바이오디젤 에 대해서는 세금을 공제하고 있는데 원료에 따라서 갤런(gallon)당 0.5 달러에서 1달러까지 해 주고 있다.

나. 유럽연합(EU)

EU의 국가들도 농업 보조, 에너지 자립화 실현, 온실가스 감축 의무

이행을 이행하기 위해 1990년대 초부터 바이오디젤의 개발 및 보급에 힘써왔다. 또 디젤 자동차량의 비율이 50% 이상이고, 높은 경유 값은 EU국들이 바이오디젤과 같은 대체 연료를 찾는데 투자를 아끼지 않는 요인이 되었다. 2007년 EU 전역에는 185개의 바이오디젤 공장이 운영되 고 있고 58개의 공장은 건설 중에 있다. 바이오디젤 생산 가능량은 연간 1천만 톤을 상회한다. 생산량 변화 추세도 2005년에 3백만 톤에서 2006 년에는 4.8백만 톤으로 급격한 상승세를 보이고 있다(참조 [그림 Ⅱ-2]).

EU에서 바이오디젤 생산을 선도하는 나라는 독일이다. 독일은 EU의

바이오디젤 생산의 절반 이상을 차지하고 있다. 다음으로 프랑스와 이태 리 순으로 생산량이 많다. 최근 영국의 바이오디젤 생산 증가율이 높아

졌고 2006년에는 약 19만 톤을 생산하여 EU에서 4번째 생산국으로 올

라섰다.

EU가 바이오디젤의 보급에 앞장서는 이유는 교토협약에 따른 온실가 스 감축을 이행하려는 부분도 있지만 지속적으로 농업분야를 보조하려 는 의도가 크다. 바이오디젤의 활성화를 통해 농업 부문의 원료시장을 활성화하여 농업에 대한 간접보조를 하고 있다. 농업이 지속적으로 유지 되게 하여 식량 안보를 높여 나가고 있다. 즉 바이오산업을 통해 농업 문제를 해결해가고 있다. 현재 EU에서는 3백만 헥타르의 농지가 바이오 디젤 원료 생산을 위해 쓰이고 있다.

[그림 Ⅱ-2] EU의 연간 바이오디젤 생산가능량 <자료: EBB>

[그림 Ⅱ-3] EU의 연간 바이오디젤 생산량 <자료: EBB>

EU에서 바이오디젤 보급 활성화를 위해 사용되는 정책은 다음과 같 다. 우선 의무혼합비율 정책이다. 2010년까지 EU 회원국은 연료시장의

5.75%를 바이오연료로 대체할 것을 목표로 정해 놓고 있다. 두 번째로 바이오디젤 가격지지를 위한 판매세 감면이다. 세 번째로 농업보조를 통 한 원료생산 지원이 있다. 마지막으로 소비의 활성화를 위해 바이오주유 소 설립과 같은 바이오디젤 저변확대 시설에 대한 보조를 하고 있다. 위 의 정책들은 각 나라의 사정에 맞게 탄력적으로 적용되고 있다.

1999년 바이오디젤이 상용화된 최초의 나라는 독일이다. 1990년대부터 꾸준히 바이오디젤 생산에 투자를 하여 2006년 연간 2천7백만 톤을 생 산하였다. 또한 최초로 BD100의 상용화가 이루어 졌다. 전국 1,900여개 의 주요소에서 BD100의 구입이 가능한데 이는 전체 독일 주유소의 12%

를 차지한다. 경유에서 나오는 여러 가지 배출가스를 효율적으로 줄이기 위해서 독일 정부는 바이오디젤의 사용을 권장해왔다. 주원료로 유채를 이용하고 있으며 2001년 약 46만 헥타(ha)의 농지가 바이오디젤 생산에 사용되고 있다.

독일정부의 바이오디젤에 대한 세금면제로 인해 일반 주유소에서 바 이오디젤의 소비자 가격이 일반 경유가격보다 낮다. 2005년 바이오디젤 의 가격은 리터당 0.76euro인 반면 일반 경유의 가격은 0.79euro 정도이 다. 따라서 소비자들이 상대적으로 저렴한 바이오디젤을 구입할 수 있어 서 시장에서 성공적으로 보급되고 있다. 그러나 세금 면제가 없다면 여 전히 바이오디젤의 가격은 높아서 시장에서 바이오디젤 보급의 성공여 부는 결국 독일 정부의 바이오디젤에 대한 보조에 달려있다.

독일의 바이오디젤 보급이 활성화되는 주된 이유는 몇 가지로 요약된 다. 우선 바이오연료에 대한 확실한 목표가 정해져있기 때문이다. 독일 의 전체 연료소비량의 2% 이상을 바이오연료로 대체하겠다는 목표를 정 해놓고 여러 가지 정책을 펼치고 있다.¹¹⁾ 또 바이오연료에 대한 세금면

제를 법률로써 보장하고 있기 때문에 바이오디젤 생산자들에게 미래에 대한 불확실성을 제거해 주어 바이오디젤 산업에 집중할 수 있게 하고 있다. 석유의무법령(the Mineral Oil Duty Act 2004)에 의하면 바이오메 스를 이용하여 생산된 연료에 대해서는 세금을 100% 면제해 준다. 또 독일은 바이오디젤 생산 기술 향상에 있어서도 매우 적극적이다. 독일 정부는 바이오디젤의 유해가스 배출을 줄일 수 있는 연구, 일반 경유와 혼합비율에 관한 연구에 막대한 자금을 보조하고 있다. 또 바이오디젤에 대한 대국민 홍보를 적극적으로 하여 대중에게 바이오디젤에 대한 장점 을 주지시키려고 노력하고 있다.¹²⁾

프랑스는 EU에서 두 번째로 큰 바이오디젤 생산국이다. 다른 EU국가 와 마찬가지로 바이오디젤의 주원료는 유채이다. 프랑스에서 바이오디젤 총 연료소비량에 차지하는 비율은 약 1% 정도이다. 프랑스는 2001년 이 후 바이오디젤 생산량의 감소가 있었으나 2005년 이후 다시 증가추세를 보이고 있다. 현재 프랑스에서 판매되고 있는 경유 대부분에 5%의 바이 오디젤이 혼합되어 있다. 프랑스 정부는 바이오디젤 보급목표를 2010년

에는 7%로 2015년에는 10% 달성하겠다는 목표를 가지고 있다. 이 목표

를 달성하기 위해서 바이오디젤 판매세를 면제해 주고 있다. 또 석유 및 디젤에 대한 지속적인 환경세 인상으로 바이오디젤의 사용을 유도하고 있다(GAIN, 2003).

프랑스에서 바이오디젤의 보급이 성공적인 독특한 이유는 약 63% 이 상의 자동차가 경유를 이용한다는 점이다. 따라서 경유에 대한 수요가 휘발유보다 높아서 경유를 다른 나라로부터 수입하고 있고 휘발유는 수

11) 2003년 독일 연료소비량의 1.4%를 바이오연료가 차지하고 있다.

12) 대표적인 바이오디젤 홍보기관으로 Union for the Promotion of Oil and Pretein Crops(UFPP), Association on Quality Management for Biodiesel(AGQM)이 있다.

출하고 있다. 프랑스 정부는 이런 석유 사용의 불균형을 해소하기 위해 바이오디젤의 개발 및 보급을 적극 권장하고 있다.

이태리는 바이오디젤 생산 능력에 있어서는 독일 다음으로 두 번째이 다. 2007년 연간 생간 가능량은 1백만 리터 이상이다. 그러나 실제 바이 오디젤 생산량은 프랑스 다음으로 세 번째로 2007년 44만 톤을 생산했 다. 전체 이태리 경유 소비량대비 바이오디젤의 생산량은 아직 적어서 현재 이태리에서 팔리고 있는 디젤에 바이오디젤의 혼합비율은 0.5% 정 도이다. 이태리 정부는 2010년까지 바이오디젤이 전체 경유 소비량의

1%를 차지하는 목표를 정해 놓고 있다. 보급 활성화를 위해 바이오디젤

에 대한 소비세를 2005년부터 2010년까지 면제해 주고 있다.¹³⁾

다. 아시아

말레이시아는 2002년 아시아에서 처음으로 바이오디젤 공장을 건립하

였다. 연간 50만 톤을 생산할 수 있는 능력을 갖추었으며 주원료로는 팜

유를 사용한다.

필리핀도 2004년부터 법령으로서 정부차량에 대해서 1% 이상의 바이 오디젤 혼합유 사용을 의무화하고 있다. 또 경유의 황함유량을 2000ppm

에서 500ppm으로 낮춤으로서 바이오디젤의 사용에 대한 동기를 부여하

고 있다.

일본은 미국에서 대두를 가장 많이 수입하는 나라로서 많은 양의 바 이오디젤이 난방용으로 사용되고 있다. 2002년 마토시의 중앙병원에서�