바이오 매스 산업 현황 및 전망 바겐헌터 2009.06.15.

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1 바이오 매스 산업 현황 및 전망 바겐헌터

2 Ⅰ 산업정의와 전망 Ⅱ 바이오매스 산업 중기 Trend 목 차 바이오매스 산업 바이오매스의 장단점
3. 현재 시장규모 및 시장전망 정부정책 및 전망 바이오매스 관련 기업 분류 Ⅱ 바이오매스 산업 중기 Trend

3 Ⅰ 산업정의와 전망 1. 바이오매스 산업 바이오매스의 정의 바이오매스의 효용성 석유와 바이오연료의 CO2배출량 비교
바이오매스란 나무나 풀, 가축 분뇨, 음식쓰레기 등이 에너지원으로 쓰이는 것을 말한다. 바이오매스는 원래 생태학의 용어로서 생물계 유기자원, 생물량 또는 생체량이라고 번역할 수 있다. 이것은 살아 있는 동물·식물· 미생물의 유기물량(보통 건조중량 또는 탄소량으로 표시)을 의미한다. 따라서 생태학의 용어법에서는 나무의 줄기 뿌리, 잎 등이 대표적인 바이오매스이며 석유나 석탄과 같은 화석 자원은 포함하지 않는다. 즉, 죽은 유기물인 유기계 폐기물(폐재, 가축의 분뇨 등)은 바이오매스가 아니라고 할 수 있다. 하지만 일반적으로 산업계에서는 유기계 폐기물도 바이오매스에 포함시키는 것이 보통이다. 바이오매스의 효용성 석유와 바이오연료의 CO2배출량 비교 친환경 + 재생성의 측면에서 효용성 부각 바이오에너지를 사용함으로써 발생되는 이산화 탄소를 바이오에너지 생산 원료인 식물이 자라면 서 광합성에 의해 흡수하므로 대기중 이산화탄소 배출효과 낮춤 석유,석탄과 같이 1회 사용후 없어지는 화석에너 지와 달리 재생성을 지니고 있어 자원의 고갈 문 제에서 자유로움 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 경유 바이오디젤 휘발유 바이오에탄올

4 Ⅰ 산업정의와 전망 1. 바이오매스 산업 바이오매스의 Value Chain 단계구분 자원확보 공정처리 활용 주유소 연료용
화학소재용 발전용 경작 수확. 수거 운송. 보관 전처리 효소 분해 발효. 농축 가치사슬 바이오정유공정 발전소.산업체 열병합발전 ◈ 경작 적합한 작물의 선택 경작지 확보 경작기술개발(수율향상, 잎.줄기 충실화 ) ◈ 수확.수거 경제적수거기술 지역연계수거시스템 토양소실방지 ◈ 운송,보관 운송체계 건조,보관기술 ◈ 전처리 기술 전처리 기술 대체 전처리 기술 ◈ 효소분해 셀룰로오스.리그닌 등 섬유질 탄수화물을 다당 류로 분해하는 효소개발. 최적화 ◈ 발효,농축 다당류로부터 알코올의 미생물 발효기술 알코올의 증류,농축 ◈ 연료용 운송용.산업용 연료 바이오연료용 내연기관 개발 초기 시장형성을 위한 보급 장려 세제,정책 연료전지 응용기술 등 ◈ 발전용 바이오매스의 직접연소 바이오연료의 연소 ◈ 화학소재용 바이오정유공정기술 기술.특징

5 CO2 Ⅰ 산업정의와 전망 1. 바이오매스 산업 바이오 에너지 생산시 이산화탄소 순환도 세계 주요 바이오 에너지 생산량 추이
( 단위 : 백만리터 ) 세계 바이오 에탄올 생산량 세계 바이오 디젤 생산량

6 Ⅰ 산업정의와 전망 1. 바이오매스 산업 발생장소에 따른 바이오매스 분류 특징 내용 육지계 바이오매스 육지에 있는 바이오매스
쌀, 사탕수수, 옥수수, 감자, 고구마, 콩, 땅콩, 침엽수, 활엽수 등 수역계 수중에 있는 바이오매스 어패류, 조류, 식물성 플랑크톤 등 농림수산계 농림수산업의 생산활동 중에 발생하는 바이오매스 임지잔재, 간벌재, 제재폐재(단재, 톱밥, 수피 등), 건설폐재, 고지, 겨, 짚, 축산분뇨, 수산가공잔사, 축산가공잔사 등 폐기물계 인간의 생활행동과 2차산업․3차산업 활동에 의해 폐기물로서 발생하는 바이오매스 유기오니, 펄프폐액, 식품가공잔사, 폐식용유, 식품쓰레기, 하수오니 등

7 Ⅰ 산업정의와 전망 1. 바이오매스 산업 이용상황에 따른 바이오매스 분류 특징 내용 폐기계 바이오매스
폐기물로서 발생하는 바이오매스 식품폐기물, 가축배설물, 건설발생목재, 하수오니 등 미이용계 자원으로 이용되지 않고 폐기되는 바이오매스 칲, 겨, 미이용 간벌재 등 자원식물 자원으로서 이용을 고려하여 재배되는 바이오매스 전분계 작물, 사료작물, 유지작물 등

8 Ⅰ 산업정의와 전망 1. 바이오매스 산업 형태에 따른 바이오매스 분류 특징 내용 건조계 바이오매스
수분을 별로 함유하지 않고 건조된 바이오매스 목질 바이오매스(임지잔재, 간벌재, 제재폐재, 건설폐재, 조경폐재 등), 짚, 겨 등 함수계 바이오매스 수분을 많이 함유한 바이오매스 수생식물, 가축분뇨, 하수오니, 식품쓰레기, 식품가공잔사 등 기타 섬유질, 전분질, 유지분을 함유하고 있는 바이오매스 당․전분(감자, 고구마, 옥수수, 사탕수수 등), 셀룰로오스(고지 등), 식물유(유채유, 폐식용유 등)

9 Ⅰ 산업정의와 전망 1. 바이오매스의 장단점 바이오 매스의 장점 바이오 매스의 단점
나무와 식물이 다시 자라는 것보다 더 빨리 베어 내지 않는 한 바이오매스는 재생에너지원이다. 물과 온도 조건만 맞으면 지구상 어느 곳에서나 얻을 수 있다. 최소의 자본으로 이용기술의 개발이 가능하다. 원자력의 이용 등과 비교할 때 환경보전적으로 안전하다. 에너지를 저장할 수 있다. 바이오매스는 종이나 비료 같은 다른 산물을 만들면서 재활용된다. 그러므로 쓰레기를 줄일 수 있고 쓰레기 매각장 의 면적도 줄일 수가 있다. 바이오매스 연료의 연소는 석탄연소에 비해 에 너지 단위 생산에 훨씬 적은 아황산가스와 이산 화질소 배출한다. 지역별 분화된 효율적 에너지 개발이 가능 유휴 농작지 개발이 가능 효율적인 토지사용 관리와 재조림 없이 만연 되고 있는 삼림의 파괴는 토양 영양분을 고갈 시키고, 토침식, 수질오염, 홍수, 야생서식처 파 괴를 가져올 수 있다. 바이오매스 자원은 고습도를 함유하고 있어, 목재 등의 채집과 수거를 비싸게 하고, 순에너지 산출량을 떨어뜨린다. 바이오매스 생산에 대한 산업적 접근방식은 대규 모의 땅을 필요로 하며, 같은 양의 전력을 생산하 는데 태양광 발전에 비해 81배나 넓은 땅을 소모 한다. 농약이나 비료를 과다하게 사용할 경우 식수 를 오염시키고 야생생태에 해를 끼칠 수도 있다. 일부 지역에서는 곡물 재배와 경쟁관계를 가질 수도 있다. 넓은 산림이나 자연 목초지를 단일한 종의 바이오매스 농장으로 만드는 것은 생물 다양성의 감소를 가져온다.

10 Ⅰ 산업정의와 전망 3. 현재 시장 규모 및 시장전망 2007년 국내 신재생에너지원별 공급비중
2030년까지 국내 경유 및 휘발유 사용량의 20%를 바이오연료가 대체할 전망 2007년말 기준 우리나라 총 에너지 생산량 대비 신재생에너지 공급비중은 2.4%이며, 바이오연료 공급비중 은 0.2%에 못미치는 수준으로 혀냊 바이오매스 관련 시장은 태동단계( 각국 신재생에너지 보급율 : 덴마크 15.8%, 독일 6.9%, 미국 4.8%, 일본 3% 등 ) 미국 및 브라질에서 세계 바이오에탄올 생산량 대부분을 담당하고 있으나, 그 절대적인 규모는 2천만톤 수준 으로 우리나라 연간 총 에너지 생산량인 2.4억톤 수준에도 크게 못 미치는 규모임 미국 EU 일본 등 각국의 바이오 연료 혼합비율 확대 정책 등으로 인한 시장 성장 전망 2007년 국내 신재생에너지원별 공급비중 폐기물 수력 풍력 바이오 기타 2007년 세계 바이오에탄올 생산량 점유율 기타 중국 유럽 미국 브라질

11 Ⅰ 산업정의와 전망 4. 정부정책 및 전망 2030년까지 연평균 29.6% 시장성장 전망
2030년까지 바이오연료의 혼합비율을 20%까지 늘리겠다는 정부의 정책에 의해 시장의 급격한 확대 기대 태양광 및 풍력 대비 저렴한 비용으로 조기 양산체제 실현이 가능하고, 화석연료 대체 및 바이오가스 회수 이용에 따른 온실가스 감축효과가 크게 때문에 포스트교토체제에 대응하기 위한 정책으로 활용될 가능성 다른 신재생에너지 대비 기존인프라와의 호환성은 좋지만 바이오연료의 현실적인 문제점은 다음과 같다 1. 에탄올과 디젤의 독특한 물리적 특성으로 인해 사회적 인프라가 필요하다. 특히 에탄올의 경우에는 물과 분리되는 성질 때문에 주유소 출하 직전에 혼합해야 하는 번거로움이 있고, 2. 기존 송유관 사용이 불가하여 새로운 탱크로리의 설치가 필요하다. 3. 아직 바이오연료가 화석연료에 비해 생산단가가 비싸다. 이런 현실적인 문제점들로 인해 정부의 적극적인 지원 정책이 필요하나, 정부의 소극적인 정책으로 국내 바이오연료의 도입과 보급은 더디게 진행되고 있음. 정부는 바이오에탄올 도입시기를 금년에서 내년 4월로 이월 예정 많은 바이오디젤기업도 곡물가 상승 및 수요량 부족으로 사업포기 원가낮은 동남아에서 생산해서 수요많은 EU지역으로의 수출만이 현재로서는 유일한 바이오에너지 생산기업 으로서의 명맥을 유지하는 길임

12 Ⅰ 산업정의와 전망 5. 바이오매스 관련 기업분류 주요 바이오에너지의 종류 및 용도 국내 바이오매스 관련 기업현황
주요 바이오매스 바이오에너지 용도 구분 활용방법 관련기업 고형연료화 땔감, 왕겨단 난방원료 나무.옥수수. 폐지.볏집.왕겨 등 에탄올 자동차원료 임산 자원 직접연소 후 열에너지로 이용 액화후 에탄올 추출해서 이용 가스화후 합성가스를 추출하여 발전용 연료로 이용 이건산업 한솔홈데코 액화 촉매반응 메탄올 기화 합성가스 보일러발전기 전기 농산 자원 유채식물, 대두 등에서 기름성분 추출하여 바이오디젤 생산 전분,섬유질을 당화,발효시켜 바이오에탄올 생산 SK케미칼 에코솔루션 MH에탄올 열 축산 폐기물 축산분뇨, 음식쓰레기 등을 혐 기성미생물과의 발효를 통해 메탄 생산 축산분료.음식 쓰레기.유기성폐수 혐기발효 메탄 지역냉난방 및 발전연료 유채식물,대두 해바라기 등 기름성분추출 바이오디젤 자동차연료 도시 폐기물 우드스크랩, 슬러지 등을 회수 하여 연료화 케너텍 한솔제지 유기성폐수,슬러지 수소생산균 수소 연료

13 Ⅱ 바이오매스 산업 중기 Trend 목질 바이오매스 활용과 의의

14 Ⅱ 바이오매스 산업 중기 Trend 목질계 바이오에너지의 개발 가속화 바이오파이너리 산업 발전
 석유를 구성하는 탄화수소와 마찬가지로 이론적 으로는 화학ㆍ생물공학 기술을 응용하여 바이오 매스를 구성하는 탄수화물로부터 우리 일상생활 에 쓰이는 거의 모든 화학제품을 얻을 수 있음. - 미국의 카길다우(Cargill Dow) 사는 네브래 스카 주에 건설된 ‘바이오리파이너리’(biorefinery, 식물체 등 바이오매스를 원료로 에탄올ㆍ부탄올ㆍ 아세톤 등의 바이오연료와 젖산ㆍ숙신산 등의 화학원료를 만드는 기술 또는 생산 시설을 말함) 에서 옥수수를 원료로 젖산을 포함한 여러 화학 제품과 생분해성 플라스틱 (polylactic acid)을 생산하기 시작 - 최근 옥수숫대와 밀짚으로부터의 젖산 생산을 시도 - 바이오매스를 이용한 범용 화학제품의 생산 은 석유의 소비를 줄일 뿐만 아니라 공정 자체 에서 에너지 소비를 줄일 수 있어 석유 소비를 절감하며, 석유화학계 플라스틱 등을 대체하여 환경오염을 감소시키는 역할 지구 전체의 바이오매스의 양은 열대다우림이 전체 바이오매스 중 41.6퍼센트를 차지하여 가 장 많고 열대계절림ㆍ북방침엽수림ㆍ온대낙엽 수림의 순 - 점유 면적이 지구의 10퍼센트 안팎에 불과한 산림이 전체 바이오매스 중 90퍼센트 이상을 차지 동남아시아와 남아메리카 등지의 대규모적인 산림 벌채나 개발 등으로 지구상의 바이오매스는 해마다 달라짐. - 산림에 대한 적절한 개발과 이용은 목질 바이오 매스의 가치와 활용도는 상승 사탕수수나 옥수수의 전분계 탄수화물을 효소 가수분해 후 발효시켜서 에탄올을 생산하여 가 솔린을 대체하는 연구들이 성공하여 브라질과 미국내에서 생산 - 전분계 탄수화물은 대부분 식량자원이기 때 문에 식량자원으로서의 가치와의 경합이라는 피할 수 없는 논쟁