바이오 연료란 바이오매스로 부터 생산되는 기체, 액체, 고체 형태의 연료를 말한다. 이들 모두 재생 가능하며, 화석 연료의 대체재로 적합하다. 현재 시장에서 쉽게 구할 수 있는 대부분의 바이오 연료는 식물로 만들어졌으며, 운송용 연료로도 사용되고 있다.
일부 식물들은 바이오 연료 생산을 위해 특별 재배되고 있다. 미국에서는 건초용 수수 (switchgrass), 대두, 옥수수가 많이 이용되며, 브라질에서는 사탕수수, 유럽에서는 사탕무나 밀이 많이 이용되고 있다. 또한 중국에서는 카사바 (cassava) 와 수수, 동남 아시아에서는 억새와 팜 오일, 인디아에서는 자트로파 (jatropha) 가 많이 이용되고 있다.
바이오 연료의 종류에는 바이오 디젤, 바이오 알콜 (바이오 에탄올, 바이오 메타놀, 바이오 부탄올) , 바이오 가스, 합성 가스 (syngas), 목재, 목탄, 톱밥과 같은 고체 상태의 바이오 연료등이 있다. 현재 바이오 연료의 사용과 더불어 개발에 힘쓰고 있는 나라는 브라질, 미국, 프랑스, 스웨덴, 독일 등이다.
바이오 연료는 3 그룹으로 나눈다. – 1세대. 2세대, 3세대.
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.
제 1세대 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 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 연소시 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.
미국에서는 연방 정부 차원, 혹은 주 정부 차원에서든 바이오 연료 사용을 권장하기 위한 많은 인센티브 제도와 법이 있다. 예를 들어 워싱턴 주에서만 4개의 인센티브 프로그램과 13개의 법이 있다. Energy Policy Act of 1992의 대안 연료 사용에 따라 B100 와 B20 바이오 디젤 브렌드 혹은 그 이상의 브렌드. 또한 대부분의 주에서는 바이오 연료 사용에 따라 세금 면제 혹은 세금 공제를 해주고 있다.
유럽과 같은 나라들 역시 바이오 연료와 같은 바이오 기반 제품의 사용을 증진시키기 위한 많은 인센티브 제도가 있다.
추가 자료:
바이오 에탄올
바이오 디젤과 바이오 혼합연료
제트 엔진용 연료
재생 디젤
바이오매스 기반 디젤
합성 에탄올
바이오 에탄올 대 석유 에탄올
