상술한 바와 같이, 목질계를 제외하고 현재 상용 화된 바이오 에탄올 생산기술은 사람이 식량으로 사용할 수 있는 당질계 또는 전분질계 원료로 사용하 므로 식량을 에너지로 사용한다는 데 도덕적 문제뿐만 아니라 앞으로 식량 수요가 늘어날 경우 원료 수급에 문제가 발생할 수 있다는 지적이 있으며, 경제 적인 측면에서도 곡물을 사용하는 것은 원료비용 측면에서 가격 경쟁력 문제가 존재한다.

또한 옥수수 재배는 상당량의 농약과 질소비료를 필요로 할 뿐아니라 다른 작물에 비해 토양을 심하게 부식시키는 환경적인 단점도 존재한다. 그러므로 우리나라와 같이 재배면적과 바이오매스 자원이 부족한 우리나라 로서는 에탄올 생산원료의 다변화가 필요한 실정이며 3면이 바다로 싸여 자원이 풍부한 해양환경을 이용한 바이오 에너지 생산기술 및 이를 통한 CO₂저감 방안은 매우 효과적인 대안이 될 수 있다.

  해조류는 여타 바이오매스에 비해 생장성이 훨씬 우수 (아열대 지방의 경우 연 4~6회 수확 가능)하며 드넓은 바다를 이용할 수 있으므로 가용재배 면적이 넓고 담수, 토지, 비료 등 원가가 높은 자원의 사용이 적을 뿐 아니라, 목질계의 경우 반드시 제거해야 하는 리그닌 성분이 없으므로 제조공정이 간단하며, 총에너지 전환수율이 높아 동남아 지역에서 대규모 양식을 통해 원료를 확보한다면 목질계 수준의 원료 비용과 당질계 및 전분질계 수준의 공정비용으로 바이오 에탄올을 제조할 수 있다.

  뿐만 아니라 해조류는 이산화탄소 연간 흡수량이 ha당 36.7톤으로서 목질계의 5~8배 높은 장점이 있으며 E20 (20% 에탄올이 첨가된 휘발유) 사용 가정시 연간 온실가스 저감율은 약 27%로 이를 금액으로 환산 시 약 3,000억 원의 탄소세 절감효과를 거둘수 있다.

  그러므로 해조류와 같은 새로운 형태의 바이오매 스를 이용할 경우, 원료의 수급안정이 확보되며 공정비용 및 제조 원가를 획기적으로 절감시킬 수 있으므로 독자적인 바이오 에너지 생산기술에 대한 원천기술의 확보를 통한 환경친화적이고 경쟁력 있는 에너지 선도 기업이 창출될 수 있을 뿐 아니라, 에너지 자원문제의 해결 및 범국가적인 온실가스저감에 기여하고 포스트 발리협약에 대응하여 국제 환경규 제에 적극적으로 대처할 수 있는 핵심적이고 매우 중요한 기술이라고 할 수 있다.

 가. 해조류의 종류 및 특징

 우리나라 연안은 난류와 한류가 교차하는 곳으로 해조류의 종류가 다양하고 자원량도 풍부하다. 우리 나라 주변의 해조류의 종류는 약 1천종이 넘을 것으로 추정되고 있으며 녹조류 80여종, 갈조류 130여 종, 홍조류 355여종, 남조류 약 50여종 등 약 620여 종이 알려져 있으며 예로부터 해조류를 식용, 약용, 사료, 비료 및 해조공업의 원료 등으로 이용하여 왔고 최근에는 생체조절기능을 갖는 다기능성 올리고 당의 소재로 각광받고 있다.

우리나라 해조류 생산 량은 전체 수산물 생산량의 약 18%를 차지하고 이중 우무가 원료인 한천의 생산량은 30%로 금액으로 환산하면 약 40억원에 해당한다. 한천은 전체 생산 량의 6.5%만 가공 처리되어 원료상태로 값싸게 판매 되어지고 있고 대부분은 폐기 처리되어 해양오염을 야기하고 있는 실정이다. 해조류는 크게 대형조류 (macroalgae)와 미세조류 (microalgae)로 나누어지며 대형조류에는 홍조류 (red algae), 갈조류 (brown algae), 녹조류 (green algae)로, 미세조류 에는 클로렐라, 스피루리나 등으로 구성되어 있다.

  해조류의 생산량은 전 세계적으로 연간 약 1,400만 톤에 달하는 것으로 알려져 있으며 2020년에는 약2,200만 톤 이상으로 증가될 것으로 예측되고 있다.

  이러한 생산량은 전체 양식 생산량의 약 23%에 해당 하는 수치이며 이 중 90% 이상이 미역, 다시마 등의 갈조류와 김, 우뭇가사리, 꼬시래기 등의 홍조류로 이루어지고 있다. 우리나라의 해조류 양식 생산량은 현재 약 50만 톤으로 90년대 중반의 약 70만 톤 보다는 다소 줄어들었으며 양식어장의 총 면적은 약 7만ha로 90년대 중반의 약 6만ha 보다 증가하였고 이는 양식 업체의 대형화 추세에 따른 현상으로 풀이되고 있다.

 (1) 녹조류

 - 종류 : 파래, 청각, 청태

 - 특징 : 엽록소를 다량 함유하고 있어 왕성하게 광합성 작용을 하여 녹말을 만든다. 녹조류의 엽상체는 매우 투명한 녹색을 지니고 있는데 색소체로는 엽록체, β-카로틴 (β-Caotene), 크산토 (ZanthophyII)계의 루테인 (Lutein)이라는 색소를 지니고 있다.

녹조류는 주로 얕은 바닷물 속에서 서식하고 있으므로 잎파래같은 것은 비교적 깊은 바다 저층에서 대량 번식한다. 양적으로 풍부하여 한여름의 사멸기에는 연안으로 밀려들어 녹조현상(Green tide)을 일으켜 연안오염의 주범이 되기도 한다. 녹조류 중에서 대표적인 식품으로는 파래를 들 수 있다.

  파래는 시각적으로 시원하고, 미각적으로 신선한 느낌을 준다. 파래는 해태에 버금갈 만큼 풍부하고 다양한 영양가를 지니고 있다. 3대 영양소 중에서 탄수만 아니라 열량 면에서도 대단히 우수한 식품이다.

  파래에는 비타민 A가 다량으로 포함되어 있을 뿐만 아니라 비타민 B1 (티아민 : Thiamine), 리보플라빈, 나이아신도 상당량 들어 있다. 미네랄로는 칼슘과 철분이 많이 들어 있어 건강식품으로서 최상의 위치에 있다고 할 수 있다. 파래에는 대장의 연동운동을 돕는 식물성 섬유질이 풍부하게 함유되어 있어 배변을 원활하게 하는 효과가 있다.

오늘날의 음식문화는 양질의 섬유소를 충분하게 함유하지 않은 기름진 단백 질류나 인스턴트 식품을 상식하는 경향이 있다. 파래 같은 식이섬유를 섭식하는 것은 건강 유지에 큰 도움이 된다. 청각에는 탄수화물인 당분과 단백질이 많이 함유되어 있을 뿐만 아니라 섬유질도 많이 들어 있다. 청각은 식품의 성격상 파래와 별 차이가 없지만 외형상으로는 닮은 점이 하나도 없다. 청각은 신선한 맛과 향을 지니고 있어 김장을 담그는 데 일조를하고 있다. 청각은 얕은 바닷속의 돌, 바위, 암석, 또는 조개껍질 등에 부착하여 생육한다.

 (2) 갈조류

 - 종류 : 톳, 미역, 다시마, 대황, 모자반, 감태

 - 특징 : 일반적으로 녹조류보다는 깊은 물속에서 자라고, 길이가 몇 미터씩이나 되는 대형 조류기 때문에 해중림을 이루어 아름다운 수중 경관을 연출하고 있다.

미역에는 해태나 파래의 경우처럼 비타민 A가 많이 들어 있으며, 다른 종류의 비타민도 적지 않게 골고루 함유되어 있다. 그리고 무기염류로는 칼륨과 칼슘이 많이 들어 있으며, 철분도 상당량 들어 있다. 다시마 역시 알칼리성이 강한 식품이며 영양분도 미역과 대동소이하다. 미역과 다시마에는 무엇보다도 대장의 연동운동에 크게 기여하는 섬유질인 알긴 산이 대량 함유되어 있어 배변을 원활하게 한다.

갈조류에서는 알긴산을 추출하는데 이는 식물성 섬유 질인 셀룰로오스나 동물성 섬유질인 키틴질과 비견 되는 성분이다. 알긴산의 원조로는 다시마, 미역, 감태, 대황 등이 있으며 이와 같은 성분은 위장의 소화 작용에 기여하고 있으며, 소화 흡수된 후에는 피를 맑게 하여 순환기의 건강에 크게 도움을 준다.

 또 알긴산은 비만 방지와 성인병 예방에 유효적절하게 활용되고 있다. 우리나라의 관습 중에 산모가 미역을 먹는 것이 있는데, 이는 산모가 지니는 여러 가지 피로소와 노폐물을 원활하게 배설시키며, 산모의 피를 맑게 하고 혈액 순환을 원활하게 해주는 효과가 있기 때문이다.

갈조류는 광합성 색소로서 클로로필 (ChlorophyII) a와 c를 가지고 있으며, 다른 색소체로 는β-카로틴과 푸곡산틴 (Fucoxanthin)을 비롯한 여러 가지 색소를 지니고 있다. 광합성 산물로는 녹말의 형태로 저장하지 않고, 라미나린 (Laminarin) 또는 만니톨 (Mannitol)의 형태로 저장한다. 모자반과 톳의 영양분은 미역이나 다시마와 대동소이하다. 톳은 칼슘분을 모자반 또는 다른 어떤 해조류보다도 월등하게 많이 함유하고 있다.

칼슘분은 식품의 알칼리성을 표시하는 지표 성분이며, 칼슘의 중요 생체 기능에 대해 서는 멸치편에서 자세히 설명하고 있음으로 참고하기 바란다. 모자반을 날 것으로 분석했을 때는 식이섬유와 지방의 양이 아주 낮은 편이지만 분말 형태로 가공한 것을 분석했을 때는 식이섬유와 지방의 양이 30% 이상이나 된다. 모자반은 당질보다는 식이섬유가 상대적으로 많이 함유되어 있는 편이지만, 톳의 경우는 식이 섬유보다 당질이 월등하게 많이 함유되어 있다.

 (3) 홍조류

 - 종류 : 우뭇가사리, 개우무, 김, 카라기난, 꼬시 래기, 해태

 - 특징 : 다른 조류보다 비교적 깊은 물에 서식하 며, 크기가 비교적 작은 반면 종류가 다양하다. 홍조 류는 녹조류, 갈조류보다 서식 범위가 넓어 얕은 수심 에서부터 광선이 닿는 깊은 수심에 이르기 까지 자생하고 있다. 따라서 다른 조류보다 종의 수효가 많다.

  해태, 즉 김은 월등히 많은 양의 단백질과 탄수화물을 지니고 있는 건강식품인데 해태의 단백질 속의 아미노산에는 알라닌(Alanine), 글루탐산(Glutamic acid), 발린(Valine), 아스파틱산(Aspartic acid), 류신(Leucine), 글리신(Glysine), 아기닌(Arginine) 등이 많이 들어 있어 쇠고기만큼이나 많은 양의 단백질을 함유하고 있다.

또 해태에는 비타민A가 뱀장어의 10배 이상이 함유되어 있어 이로 인한 결핍증을 해소 하는 좋은 식품이며, 비타민 B2인 리보플라빈이 많이 함유되어 있을 뿐만 아니라 각종 비타민이 많이 들어 있다. 특히 무기염류인 칼슘과 철분이 많이 들어있으 며, 각종 미네랄이 풍부하게 들어있다. 또한 방향성 물질이 포함되어 있어 맛과 향이 좋은 식품으로 평가 받고 있으며, 알칼리성을 나타내고 있다.

생김의 경우 에는 비타민 C가 다른 식품에 비해 월등히 많이 들어 있다. 해조류에는 해태처럼 뛰어난 건강식품이 있는가 하면, 한천처럼 아주 간단하게 카라닌처럼 다소 복잡하게 가공되어 사용되는 매우 중요한 간접식품도 있다. 한천의 종류중 하나인 우뭇가사리는 주로 식용, 약용, 연구용, 공업용 등의 용도로 다양하게 활용되고 있다. 식용으로서 잼, 젤리, 양묵, 수프의 제조 첨가물로서 영양적으로 많은 양의 탄수화물을 지니고 있는 것이 특징이며, 철분과 칼슘도 상당량 함유하고 있다.

홍조류에서 추출하는 강력한 점성을 지닌 카라기난이 있는데 생산 효율이 무려 25~30%나 되며 알긴산의 기능보다 매우 우수하다. 케이크, 푸딩, 커스터드, 도넛, 과자등 각종 빵 제품, 커피크림, 된장, 여러 가지 식생활 불가분의 관계를 지니고 있다. 카라기닌은 알긴산 보다 아주 강력한 점성을 지니고 있는 것이 특징이다.

 나. 해조류의 양식

 최선의 바이오매스를 선택했다 하더라도 원료확보가 이뤄지지 않는다면 에너지화가 불가능하다. 이를 해결하기 위해서는 에너지로 전화할 수 있는 해조류의 대량양식이 필요하다. 해조류 중 탄수화물 함량이 제일 높은 것으로 알려진 홍조류는 <그림 2-4>와 같이 전세계적으로 분포되어 있으나 특히 동남아 등지에 가장 많이 분포되어 있는 것으로 조사되었다.

 홍조류 분포도 참조)해조류의 양식은 우량종을 양식지역에 이식하는 선발육종 방식으로 진행시킬 수 있다. 이러한 방법으로 양식 시 자연산에 비해 2~6배 이상 수확량을 향상시킬 수 있으며 꺽꽃이 방식으로 성체의 가지를 잘라 연결줄에 고정화시키는 간단하지만 수작업을 요하는 방식으로 진행될 수 있다.

홍조류는 극한 지방을 제외하고 거의 모든 바다에 고루 분포되어 있으나, 기초배양 실험 결과, 수온이 높은 곳에서의 성장률이 높아 온대나 아열대 지방에서 양식 시 생장률이 매우 높은 것으로 알려져 있다.

실제로 필리핀, 베트남, 인도 네시아 등지에서는 일 년에 5~6회 수확을 통한 대량 양식이 가능하다. 양식방법은 다음과 같이 두 가지 방법이 있으며 최소의 경비로 최대의 해조류 수확량을 얻을 수 있는 3D시스템을 사용 시 2D시스템 대비 10 배의 수확량을 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다.

 (1) 2D 시스템 : 종묘 10cm 길이 100g을 30cm 간격으로 1ha 내에 10만개의 개체를 로프를 이용하여 seeding하는 방법 ( <그림 2-1>)

 (2) 3D 시스템 : 수확량 효율을 높이기 위해 양식 구조를 수평 및 수직으로 배치하는 방법으로서 재배 가능 최대 수직 길이 도출하기 위해 (통상 10 미터까 지는 빛이 도달함) 10m(가로) × 10m(세로) ×10m(깊이)의 경우, 최대 해조류 수확량 도출할 수 있는 방법 (<그림 2-2>)

가. 바이오 에너지 종류 및 특징

  바이오 에너지란 바이오매스를 직접 또는 생·화학 적, 물리적 변환과정을 통해 액체, 가스, 고체연료나 전기·열에너지 형태로 이용하는 에너지를 일컫는다.

  그러므로 바이오 에너지를 얻기 위해서는 반드시 바이오매스를 활용해야 하는데 바이오매스는 생명체 (Bio)와 덩어리(Mass)를 결합시킨 용어로, ‘생물량’을 뜻하는 생태학적 용어였으나 이제는 ‘에너지화 할수 있는 생물 유래 물질’이란 의미로 사용되고 있다.

  일반적으로 바이오매스는 광합성으로 생성되는 유기 물을 의미하지만, 산업계에서는 가축분뇨와 음식쓰레기 등의 유기성 폐기물도 바이오매스에 포함시킨다.

  바이오매스는 원료의 종류에 따라 아래와 같이 분류 된다.

 ● 전분질계의 자원 : 쌀, 보리 등의 곡물과 고구마, 감자, 타피오카 등

 ● 당질계의 자원 : 사탕수수, 사탕무, 스위트소검 등

 ● 목질계의 자원 : 초본, 임목, 볏짚, 왕겨 등과 같은 농업부산물과 임업부산물 등

 ● 동물 단백질계의 자원 : 축산 분뇨, 사체와 미생 물의 균체 등● 육상식물계 자원 : 유채씨, 대두, 해바라기 등

 ● 유기성 폐자원 : 유기성 폐수, 슬러지 등지구상에서 1년 동안 발생하는 바이오매스의 추정 통계량은 1,550억 톤으로, 이는 전체 석유 매장량과 비슷한 규모인 것으로 추정되고 있다. 

이 가운데 식물이 가장 많은 부분을 차지한다. 앞서 언급한 바와 같이 바이오매스에 열화학적·생화학적 기술들을 적용한 가공 공정 (Biorefinery)을 가함으로써 바이오 에너지로 전환될 수 있으며, 이러한 바이오 에너지는 원료가 되는 바이오매스에 따라 <그림 1-1>과 같이 바이오 에탄올, 바이오 부탄올, 바이오 디젤 등의 액체연 료와 수소, 메탄 등의 기체연료로 나눌 수 있다.

 나. 바이오 에너지와 온실가스 저감

 바이오매스 는 사실 19세기 이전까지 지구상에서 가장 오래, 가장 많이 사용됐던 에너지원이다. 우리나라만 하더라도 산에서 구해온 땔감으로 군불을 지펴 구들을 덥히고 가마솥에 밥을 짓던 것이 불과 반세기 전의 일이었다. 

아직도 전 세계의 1차 에너지 중 10%는 전통적인 바이오매스의 직접 연소로 에너지를 얻고 있다.  

석유와 석탄에 밀려 액세서리 취급을 받던 바이 오매스가 화석연료 시대를 대체할 대안으로 급부상하고 있는 것은 우선 어디에서나 쉽게 구할 수 있기 때문이다. 

최근 고유가, 기후변화협약 시대에 직면한 현상황에서 미국, 유럽, 일본 등 선진국에서는 다양한 바이오매스의 이산화탄소 흡수력을 통한 온실가스 저감 및 신재생에너지의 개발 등 지속가능기술에 관한 각종 정부지원정책 및 연구를 활발히 수행 중에 있다.

  산업혁명이 일어나기 전 지구 대기 중 이산화탄소의 농도는 280ppm이었고 연평균 14도의 적당한 온도를 유지할 수 있었다. 하지만 우리가 생활에 필요한 에너 지를 얻기 위해 화석에너지인 석탄과 석유를 무분별 하게 사용하게 되면서 280ppm이었던 수치는 올라가기 시작하여 1957년 탄소량을 처음 측정하기 시작할 당시 농도가 315ppm 이었고 지금은 그 수치가 380ppm까지 달하고 있으며 매년 약 2ppm 씩 올라 연평균 온도가 1957년 당시와 비교하여 0.5도가 올라 있는 실정이다.  

대기 중 이산화탄소의 농도가 높아지면 앞으로 어떠한 일이 일어날 지 정확하게 예측하기는 어렵겠지만 지금까지 오른 온도만으로도 지구상에 얼어있던 많은 양의 얼음이 녹기 시작하여 해수면이 상승하였으며 이에 따라 계절과 강우 유형이 바뀌는등 지구 곳곳에서 이상기후 징후를 보여주고 있다.

지난 몇 년간 발표된 일련의 보고서는 우리가 지켜야 할 이산화탄소 농도의 한계치를 450ppm으로 규정하고 있다. 현재 이산화탄소의 농도가 매년 2ppm씩 증가하는 추세가 계속된다면 우리에게 남은 시간은 고작 35년뿐이다. 한편 전 세계 탄소 배출량의 1/4을 배출하는 미국은 점점 더 많은 탄소를 배출하고 있으며 신흥 경제국으로 급성장하고 있는 중국과 인도도 조만간 미국의 배출량을 따라 잡을 예정이다.

  전세계적인 탄소 배출량을 감소시키기 위해서는 연료 효율이 높은 자동차의 개발, 친환경 주택 등 에너지 저소비 형태로 생활을 바꿔야 할 뿐 아니라 새로운 에너지 활용 및 생산기술을 마련해야 한다.

  과학자들은 앞으로 50년간 이산화탄소의 배출량을 최소 절반으로 줄여야 전 세계적인 지구온난화 사태를 막을 수 있다고 말한다. 

미국 프린스턴 대학의 로버트 소콜로와 스티븐 파칼라 교수는 향후 50년간 이산화탄소의 배출량을 최소 절반으로 줄여야 전 세계 적인 지구온난화 사태를 막을 수 있다고 경고하면서 지금의 기술 수준으로 이 목표를 달성할 수 있는 15 가지 억제책으로 4가지 방안 (<표 1-1> 참조, ① 에너지 효율성 증대와 절약, 

② 온실가스 포집과 저장기 술개발, ③ 저탄소 연료의 사용, ④ 재생 가능한 에너 지와 탄소 흡수원의 확보)을 제시하였으며, 궁극적으 로는 배출된 CO₂가 지구와 바다에 모두 흡수되는 배출량 zero 신기술 개발이 매우 중요하다고 언급하였다.

  하지만 이러한 방식으로 탄소량의 감축책을 효과 적으로 활용한다 하더라도 <표 1-2>에서 보는 바와 같이, 50년 후의 이산화탄소 농도는 현재 380ppm에서 450ppm으로 증가하고 지구의 연평균 온도 또한 1957년도 대비 2℃ 상승하게 된다는 점은 우리에게 시사하는 바가 매우 크다.

  <표 1-1>에서 보는 바와 같이, 자동차에서 내뿜는 탄소배출량은 제안된 15개의 기술 중 3개 분야를 차지할 정도로 석탄화력발전소 못지않게 중요한 위치를 차지하고 있으며, 이를 해결하기 위한 기술로서 신· 재생에너지의 한 분야인 바이오 에너지를 이용한 수송용 연료의 대체기술은 탄소량 배출 감소를 위해 매우 중요한 위치를 차지하고 있다는 것을 알 수 있다.

  <그림 1-2>는 바이오 에너지를 이용한 에너지의 100% 순환구조를 나타낸 것이다.>

 1) 바이오 디젤

 바 이오 디젤의 원료로는 폐식용유, 폐오일 등과 식물성 기름인 유채유, 대두유, 코코넛유, 야자수 유, 해바라기유, 쌀겨유, 팜유 등을 사용한다. 경제적 관점에서 볼 때 바이오디젤의 상용화의 가장 큰 장애가 되는 부분은 원료 및 생산단가이다. 독일의 경우 바이오디젤의 원료는 대부분 유체꽃이며 이로부터 생산되는 유채유 바이오디젤 가격의 85%가 원료비에 해당한다.  

우리나라의 경우 가격이 이보다 저렴한 팜유나 폐식용유를 이용하는 것이 가장 유리하겠지 만, 이 역시 고체 찌꺼기를 함유한 폐유지의 처리와 체계적인 수거시스템의 한계가 존재하고 팜유의 경우 겨울철에 필터막힘점 현상을 해결하기 위한 저온 유동성 향상용 첨가제 개발이 선행되어야 하는 문제 점이 있다.

  바이오디젤의 제조는 직접이용법, 마이크로 에멀젼 법, 열분해법, 에스테르교환법으로 구분될 수 있으며, 식물성 유지원료의 화학적인 공정을 거치지 않는 직접이용법을 이용한 바이오디젤의 경우, 자동차 디젤 엔진에 여러 가지 문제를 발생시켜 현재는 거의 사용 하지 않는다. 

1990년대 들어서서 에스테르교환법 (Transesterification)을 통해 비로소 진정한 의미의 바이오디젤을 위한 대량생산 공정개발이 이루어지게 되었는데, 이 제조 공정은 강알칼리 혹은 강산 촉매 하에 트리 글리세리드(Trigliceride)로 이루어진 식물성 유지를 메탄올과 에스테르 교환반응을 통해 바이 오디젤 (FAME)을 얻는 제조법이다.

  에스테르 교환반응에 사용되는 균일계 촉매로는 알칼리촉매, 산촉매, 효소촉매로 구분되며, 알칼리 촉매 로는 NaOH, KOH, NaOCH₃등이며, 산촉매로서는 H₂SO₄, HCl 및 효소촉매(Lipase, Novozym 435) 등이 사용되고 있다.  

일반적으로 알칼리 촉매로는 KOH 공정이 경제적으로 평가되고 있으나, 이러한 균일계 촉매를 이용한 바이오디젤 제조법은 반응 후 바이오 디젤로부터 용해되어 있는 촉매를 생성물로부터 분리 /회수해야 할 뿐 아니라 촉매분리가 완벽하지 못할 경우 촉매 잔류 성분으로 인한 디젤엔진에 문제점을 야기할 수 있는 단점이 존재한다.  

특히 KOH를 포함한 알칼리 촉매공정은 반응 후 중화과정에서 다량의 공업폐수를 생성시킬 뿐 아니라, 원료 유지에 대한 특별한 전처리를 하지 않는 한 식물성 원료유에 통상적으로 1~3% 함유하고 있는 유리 지방산(Free Fatty Acid)과의 비누화 반응을 통하여 염을 형성, 바이오디 젤유와 부산물인 글리세린의 효과적인 분리를 방해하 며, 결과적으로 바이오디젤유의 수율이 낮아지는 문제점을 발생시키는 단점이 있다.

  삼성경제연구소에서 바이오 디젤을 도입하는데 사회적인 편익을 조사한 결과, 상용화에 있어서 가장 큰걸림돌이 되는 부분은 원료 문제로서 유채를 이용할때 가장 높은 편익이 나오는 것으로 조사되었지만 국내 생산비용을 리터당 0.49달러 이하로 낮추어야만 하며, 우리나라의 좁은 경작면적을 고려할 때 충분한 대안이 될 수는 없을 것으로 예상된다.  

유채유보다 저렴한 팜 바이오 디젤의 경우 팜 원료를 동남아 등지에서 수입해야 하나 에너지 자원을 해외로부터 들여오는 것은 원유를 도입하는 것과 다를 바 없으므로 보다 국내 실정에 맞는 바이오매스를 선정하는 것이 무엇 보다도 중요하다고 하겠다.

 (2) 바이오 에탄올

 현재 바이오 에탄올의 원료가 되는 원료는 크게 당질계 (사탕수수, 사탕무 등), 전분질계 (옥수수, 감자, 고구마 등), 목질계 (나무, 볏짚, 폐지 등)로 나눌 수있으며 이 중 당질계와 전분질계는 식량자원과 연관 됨으로써 장기적인 관점에서 원료수급이 불안정으로 인한 원료비 상승과 원료확보 문제가 상존한다.

  상기 바이오매스는 <그림 1-3>과 같이 전분질계와 목질계의 경우 적절한 전처리 과정을 거친 후, 당화공정을 거친 당화액은 여러 가지 에탄올 생산균주를 이용한 발효공정을 통해 바이오 에탄올을 제조할 수 있다.

  당질계의 경우 원료를 비교적 간단한 전처리 과정 후이어지는 발효공정을 통해 곧바로 바이오 에탄올로 전환이 가능, 비교적 저렴하게 수송용 에탄올을 제조할 수 있으나, 이 경우 브라질과 같이 국토의 면적이 충분해 사탕수수 재배면적이 넓은 경우에만 적용할수 있어 당질계를 이용한 수송용 바이오 에탄올 생산 기술은 국내 실정에 맞지 않다.

  목질계는 도시 폐기물 형태의 폐목재나 산림 곳곳에 흩어져 있는 임산부산물을 원료로 이용할 수 있으 며, 식량으로서 활용가치가 없어 원료 수급의 안정성이 확보될 수 있는 원료이나, 공정상 반드시 수반되어야 하는 리그닌 제거 전처리공정으로 인한 공정비 상승과 함께, 목질계 셀룰로오스 기질의 특징인 수소결 합으로 이루어진 crystalline 구조적 특성으로 당화수 율이 낮아 경제성이 낮은 단점이 존재한다.

  수송용 대체연료로서 바이오 에탄올의 성공적인 상업화는 가솔린 대비 바이오 에탄올의 가격 경쟁력 즉, 바이오 에탄올 제조 저비용성 확보에 있다. 

통상적으로 바이오 에탄올 제조단가 중 원료비와 공정비가 차지하는 비율은 바이오매스의 종류와 공정에 따라서 편차가 크나, 사탕수수나 사탕무를 이용하는 당질계의 경우 원료비 : 공정비는 약 75 : 25 정도인 반면, 옥수수, 감자, 카사바 등의 전분질계는 약 50 : 50 이며, 목질계의 경우는 약 25 : 75 정도로 당질계 및 전분질계는 원료비가 생산단가의 절반 이상을 차지하지만 목질계의 경우는 원료비는 저렴하지만 앞서 언급한 복잡한 공정으로 인해 공정비가 절반 이상을 차지 하는 문제가 상존하다.

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