기고문

김성은 연구위원 / 한국자동차산업연구소

석유경제 체제에 대한 불안 증가

2002년 배럴당 27달러에 불과하던 국제유가는 4년 만에 2배 이상 급등하여 현재 배럴당 60달러에 이르고 있다. 더욱 우려되는 것은, 지금도 감당하기 어려운 국제 유가가 앞으로도 하락보다는 상승할 가능성이 더 높다는 것이다. 국제에너지기구(IEA, International Energy Agency)가 지난 2월 발표한 「2006년 석유 수급 전망보고서」에 따르면, 세계 석유 수요는 1990년 이후 꾸준히 증가해 왔으며 금년에는 중국 등 개도국의 경제성장으로 지난해보다 더 높은 증가율을 기록할 것으로 보인다. 최근에는 이란의 핵문제에 대한 미국과 UN의 경제적, 군사적 제재가 구체화될 경우 국제유가가 배럴당 100달러를 넘어설 것이라는 보도도 나오고 있다.

한편, 화석연료의 연소 과정에서 배출되는 온실가스로 인한 지구온난화 문제도 심상치 않다. 최근 전세계 곳곳에서 발생하고 있는 이상기후, 자연재해 등의 갖가지 환경 재앙이 지구온난화와 무관하지 않다는 과학적 증거가 발표되고 있다. 특히, 지난해 뉴올리언즈를 단숨에 폐허로 만들어버린 허리케인 ‘카트리나’의 주요 발생 원인을 지구온난화에서 찾아야 한다는 과학적 연구가 잇따라 발표되고 있는 현실을 감안할 때, 그동안 미국을 중심으로 주장되어온 ‘지구온난화의 과학적 불확실성’은 더 이상 설득력을 얻기 힘들 것으로 보인다.

즉, 전 세계 모든 국가가 현재와 같은 석유경제 체제를 운영하는 한, 선진국, 후진국 모두 경제성장을 가로막고 생태계를 위협하는 화석연료의 폐해로부터 자유롭지 못할 것으로 보인다.

주목 받고 있는 수송용 대체연료

석유 의존도를 낮추기 위한 각국의 노력은 全 산업 부문에서 시도되고 있는데, 그 중에서도 수송부문은 특히 분발이 요구된다. 왜냐하면 풍력, 수력, 태양열 등 재생에너지의 활용률이, 전력 생산, 폐기물 처리 등 非수송부문에서는 과거에 비해 괄목한 만한 성장을 보이고 있지만, 수송부문에서는 현재 시판중인 완성차들이 과거와 비교할 수 없을 정도로 연비가 개선되었음에도 불구하고 보유대수의 현저한 증가로 그 효과가 미비하기 때문이다.

현재 수송부문에서 진행 중인 대체연료는 천연가스 등의 非석유 화석연료계, 수소, 바이오매스로부터 추출하는 바이오연료계로 크게 분류할 수 있다.

非석유 화석연료계는 천연가스 등 석유 이외의 연료를 이용한 CNG(Compressed Natural Gas, 압축천연가스)와 석유 정제 과정에서 발생되는 프로판, 부탄가스 등의 잉여가스를 활용하는 LPG(Liquefied Petroleum Gas, 액화석유가스) 등이 대표적이다. 이들 연료들은 가솔린과 디젤에 대한 의존도를 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있지만, 주원료가 화석연료이기 때문에 가채 매장량이 한정되어 있어 지속적인 공급을 보장할 수 없다는 태생적인 한계가 있다.

한편, ‘現 석유경제에서 수급을 둘러싼 에너지 전쟁과 이용 과정에서 발생하는 환경오염에 대한 본질적인 해법을 찾기는 불가능하다’는 가정 하에 근본적인 해결법을 수소경제에서 찾아야 한다는 논리로 등장한 것이 수소연료이다.

수소를 수송연료로 사용하면 화석연료의 연소과정에서 발생하는 각종 유해 배출가스와 온실가스가 기존의 가솔린이나 디젤에 비해 극소량 배출되기 때문에 수소는 완성차 제조업체, 운전자 모두에게 더할 나위 없이 좋은 수송 연료이다. 그러나 물(H2O)의 전기분해로부터 얻어지는 수소가 화석연료와 무관한 진정한 친환경 수송 연료가 되기 위해서는 전기분해에 사용하는 전력을 재생에너지로부터 공급받아야 한다.

그러나 현재 기술수준으로는 이처럼 이상적인 방법으로 수소를 생산할 수 있는 시기를 예측할 수 없다. 즉 재생에너지의 기술이 과거에 비해 괄목한 만한 성장을 했다 해도 앞으로 얼마의 시간이 소요되어야 수소경제를 실현할 수 있는 충분한 수소 공급능력을 갖출 수 있는지에 대해서는 아무도 장담할 수 없다.

한편, 수소 생산 시기를 앞당기기 위해 천연가스나 석탄으로부터 수소를 추출하는 방안도 추진하고 있지만, 이 과정은 수소 생산 이전에 화석연료 소비와 온실가스 배출 정도가 석유를 사용할 때보다 월등히 많다는 문제를 해결해야 한다. 또 일부에서는 전기분해에 필요한 전력을 핵에너지를 통해 조달하면 기존의 화석연료에 비해 경제적으로 뒤지지 않는 수소를 공급할 수 있다고 주장하고 있지만, 핵에너지 특유의 위험성을 감안하면 그 시행에 앞서 더 많은 논의가 수반되어야 할 것으로 보인다.

이러한 문제점, 즉 매장량이 한정되어 있는 非석유 화석연료계와 상용화시기를 예측할 수 없는 수소의 한계를 극복할 수 있을 것으로 기대되는 제3의 대체연료가 바이오연료이다. 바이오연료는 농작물, 동물배설물, 생물성 폐기물 등 바이오매스(Biomass)가 생물학적 처리를 거쳐 생산되는 것으로 디젤을 대체하는 바이오디젤과 가솔린을 대체하는 바이오에탄올이 대표적이다.

지난 1970년대 1,2차 오일파동 이후 바이오연료는 한때 석유 대체연료로 부각되었지만, 화석연료에 비해 에너지 전환율이 저조하고 생산비가 비싸 저유가 시대에는 관심의 대상이 되지 못했다. 단지 사탕수수 등 풍부한 원료 공급이 가능한 브라질 등 남미 일부 국가와 미국 일부 지역에서 그 생산과 보급의 명맥을 유지해 왔었다.

그런데 최근 국제 유가가 60달러를 돌파하자 바이오연료가 가격 경쟁력을 갖추어 가고 있다. 더욱이 교토의정서의 발효 등 지구온난화 방지를 위한 CO2 감축 규제가 현실화되자 화석연료에 대한 에너지 의존도를 줄이기 위한 각국 정부의 노력이 구체화되면서 바이오연료는 에너지 안보와 지구온난화방지를 동시에 대응할 수 있는 일석이조의 대안으로 부각되고 있다. 일단 바이오연료는 원칙적으로 농작물 재배가 가능한 지역에서는 어디에서든 원료조달이 가능하기 때문에 에너지 수급에 있어서 공급 다변화를 실현할 수 있다. 이와 동시에 재배 중에는 광합성을 통해 CO2를 흡수하기 때문에 온실가스 감축 효과도 기대할 수 있다.

미국의 바이오연료 정책, 에너지 안보의 현실적인 대응수단

미국의 바이오연료 정책은 에너지 안보 성격이 농후하다. 현재 미국은 세계 인구의 5%도 안 되지만 세계 에너지 소비의 25% 이상을 차지하고 있다. 수송용 석유는 총 석유 소비의 약 66%를 차지하고 있다. 이는 오늘날 국제사회에서 미국이 받고 있는 최대 비판인 동시에 해결해야 할 당면과제이다.

자동차 없는 미국인의 생활은 상상할 수 없을 정도로 미국인에게 자동차는 주요 생필품 중의 하나이다. 또한 미국에서 가솔린은 생필품으로 분류되어 세율도 낮게 적용되고 있기 때문에 국제 유가의 변동에 따른 소비자 가격 변동이 매우 탄력적이다.

따라서 국제 석유 시장의 불안으로 미국 내 석유 공급에 차질이 생긴다면 가장 큰 혼란이 수송부문에서 발생할 가능성이 높고, 이는 곧 미국 사회의 혼란으로 직결될 소지가 다분하다. 때문에 취임 초기부터 에너지 안보 정책을 주요 국정과제로 다루고 있는 부시행정부는 수송 에너지 수급의 근본적인 해결책을 마련하기 위해 화석연료에 의존하지 않는 수소연료전지차를 차세대 친환경차로 지목하고 정부, 업계, 학계 공동으로 관련 국책과제를 진행해 왔다.

그러나 앞서 제시한 것처럼 수소연료의 상용화시기에 대해서는 아직도 의견이 분분하고 최근 경영악화에 직면한 GM, 포드의 현실을 감안할 때 따른 시일 내에 수소연료전지차의 상용화를 기대하기 어려울 것으로 보인다.

이러한 난관에 봉착한 미국의 현실을 감안할 때, 금년 1월 31일 연두교서는 시사하는 바가 크다. 당시 부시는 현재 미국은 석유 중독증에 걸렸다고 진단하고, 향후 원유 수입량을 現 수준에 비해 75%까지 감축할 수 있도록 대체 에너지를 적극 개발하겠다고 발표하였다. 이 주요 계획 중에는 바이오에탄올을 향후 6년 이내에 화석연료에 비해 가격적으로 뒤지지 않는 수송 대체연료로 육성하겠다는 내용이 포함되어 있다. 즉 미국은 수송부문의 에너지 수급 문제에 관한 새로운 돌파구를 바이오연료에서 마련하고자 관련 정책을 강화할 것으로 보인다.

현재 미국에서는 가솔린차의 시장 점유율이 월등히 높지만 이를 대체할 수 있는 바이오에탄올의 생산 비용은 가솔린에 비해 약 2배 정도 높다. 때문에 부시행정부는 석유세 등의 세금 감면으로 바이오에탄올의 가격 경쟁력을 지원하여 보급을 확대할 방침이다. 한편, 최근에는 바이오에탄올이 발암성이 제기된 기존의 첨가제들을 대체할 수 있다고 알려짐에 따라 바이오에탄올의 수요는 지속적으로 확대될 것으로 보인다.

EU의 바이오연료 정책, 지구온난화 방지를 기대

에너지 안보 확보와 함께 지구온난화 방지에도 적극적인 EU는 1998년 EU의 교토의정서 감축 목표(1990년 대비 8% 감축)가 확정되자 바이오연료의 보급 확대 정책을 본격적으로 준비하였다. 그리하여 2003년 EU 집행위원회는 바이오연료 보급에 관한 지침(Directive)을 제정하여 회원국들로 하여금 2010년까지 바이오연료를 전체 연료공급의 5.75%까지 확대할 것을 권장하였다. 특히 친환경 디젤차의 보급률이 높은 EU에서는 바이오디젤의 보급 확대를 위한 조세정책을 시행하였는데, 바이오디젤이 일반 경유에 비해 가격에서 약 10%의 우위를 갖도록 일반 경유에 석유세를 부과하였다. 그러나 그동안 회원국들은 원료 확보가 어렵고 주행시 차체 개조가 필요하다는 이유로 상기 지침의 수용에 소극적이었다. 이에 대해 독일 등 일부 국가에서는 안정적인 원료를 확보하고자 의무적으로 경작지의 일정 부문을 바이오연료의 원료 재배지로 지정하는 한편, 관공서 차량에 대해서는 바이오디젤 사용을 의무화하였다. 또한 지난해 교토의정서가 발효되자 EU 집행위원회는 동 지침을 수송부문 주요 온실가스 감축 정책으로 채택하였다. 따라서 회원국들은 금년부터 본 지침을 의무적으로 수용해야만 한다.

일본의 바이오연료 정책, 순환형 사회 건설을 목표

일본은 ‘경제와 환경의 공존을 통한 순환형 사회 건설’이라는 환경정책 목표를 달성하기 위한 주요 행동 전략의 일환으로 바이오연료 보급 정책을 시행하고 있다. 2003년 「바이오매스 종합전략」에 제시된 4대 전략인 ‘지구온난화 방지, 순환형 사회 건설, 국제 경쟁력 구축, 농업 활성화’에서 볼 수 있듯이 일본의 바이오연료 정책은 지구온난화 대비 성격이 짙고 적용 산업부문도 폐기물 부문에 치중하고 있다. 디젤차가 거의 보급되지 않았고 이미 하이브리드차의 상용화를 실현하였을 뿐만 아니라 바이오연료의 원료 조달이 어려운 일본의 현실을 고려할 때, 바이오연료가 수송용 대체연료로서 큰 매력을 갖기는 어려울 것으로 보인다.

그러나 이러한 일본 내 바이오연료 정책의 추이와는 별로도 일본 주요 완성차업체들은 고유가의 장기화와 교토의정서의 발표를 계기로 선진국, 개도국 모두 바이오연료차의 관심이 증가할 것이라는 자체 판단 하에 지난해부터 수출용차량에 한정하여 바이오연료차를 개발 중이며 금년 하반기 출시할 예정으로 알려져 있다.

국내 바이오연료 정책, 금년부터 본격적으로 시행

우리나라에서는 금년부터 산업자원부를 중심으로 바이오연료 보급 정책의 골격이 갖추어지고 있다. 우선, 2004년 개정되어 금년 시행된 「석유및석유대체연료사업법」은 바이오연료를 석유 대체연료로 인정하고 있다. 따라서 이 법이 고시하고 있는 연료품질기준과 성능평가기준을 만족한 바이오연료는 합법적으로 국내에서 유통될 수 있다. 동법은 BD5(경유95%+바이오디젤5%)에 대해 일반 경유차에 사용을 허용하고 있으며 정유사 및 경유수입업체에게 혼합책임을 부여하고 있다. BD20(경유80%+바이오디젤20%)에 대해서는 버스, 트럭에 우선 보급하는 것을 원칙으로 하고 있다. 한편, E10(휘발유90%+바이오에탄올10%미만)은 첨가제인 MTBE(Methyl tertiary-Butyl Ether)의 대체제로 인정하여 최대 6.7%까지 全 휘발유차에 사용할 수 있도록 허용하였다. 또한 E10～E100의 경우에는 국내 자동차제작사들이 에탄올의 혼합비율에 구애받지 않고 운행할 수 있는 FFV(Flexible Fuel Vehicle) 개발 시점에 맞춰 품질규격을 제정할 예정이다. 또한 산업자원부는 동법의 원활한 시행을 위해 지난 3월, 국내 5개 정유사와 바이오디젤 보급확대를 위한 자발적 협약을 체결하였다. 이 협약에 의해 금년 7월부터 2년간 연간 9만㎘의 BD5가 전국의 주유소에서 판매될 예정이다. 그동안 주요 정유업체들은 바이오연료에 대해 생산비용 과다, 관련 법규 미비 등을 이유로 제조에 소극적이었으나 이 협약을 계기로 본격적인 생산을 시작할 계획이다. 한편, 산업자원부는 시범기간 2년의 결과를 평가한 후 보급량 및 거래 허용 품목을 지속적으로 확대할 계획이다. 이러한 정책 추이와 더불어 향후 국내 경유가격이 가솔린 수준으로 인상될 것이라는 전망을 감안하면, 국내에서 바이오디젤의 보급은 빠른 시일 내에 활성화될 것으로 보인다.

그러나 이러한 제도마련을 계기로 ‘바이오연료의 시장점유율도 상승할 것인가?’에 대해서는 의견이 분분하다. 왜냐하면 바이오연료가 운전자들로부터 수송 대체연료로서 인정받기 위해서는 대체연료 이전에 완성차 연료로서 법률적 기준뿐만이 아니라 소비자의 연료 선택 기준을 충족시키는 데 있어서도 하자가 없어야 하기 때문이다.

바이오연료 개발과 보급을 위한 과제

바이오디젤은 낮은 온도에서 응고하기 때문에 동절기에 주행 성능이 취약하고, 미생물이나 공기에 노출되면 단기간에 산화가 진행되어 화학적 속성이 변질된다. 이로 인해 완성차의 출력을 감소시키고 고무 및 금속재료를 부식시킨다. 바이오에탄올은 수분이 혼합될 경우 상분리를 일으켜 품질저하가 발생하고 생화학 특성을 가지고 있어 금속 및 고무 부품을 부식시키며, 낮은 온도에서 가솔린에 비해 착화성이 좋지 않다. 또한, 바이오연료의 NOx배출 수준은 기존 화석연료에 비해 높다. 따라서 바이오연료가 수송 대체연료로서 그 보급이 확대되기 위해서는 이러한 단점을 보완할 수 있는 완성차 및 부품의 기술개발이 병행되어야 한다. 첫째, 점화부문에서는 낮은 온도에서도 점화가 용이하도록 장치 개발이 선행되어야 한다. 둘째, 연료 주입부문에서는 연료 산화를 최대한 방지할 수 있는 부품 개발이 필요하다. 셋째, 연료가 이동하는 밸브와 라인부문에서는 장치에 함유된 고무 및 금속 재질과 연료의 생화학반응을 최소화할 수 있는 부품개발이 필요하다. 넷째, 운전자가 정부의 품질기준을 위반한 연료를 주입하여 차량 손상이 발생된 경우, 그 책임이 제작사나 부품회사에게 전가되는 것을 방지할 수 있는 제도적인 장치가 마련되어야 한다. 현재 EU에서는 자동차부품회사들이 BD5의 혼합비율을 초과한 연료를 사용한 차량에 대해서는 부품의 사후 품질을 인정하지 않고 있다.

에너지 공급 자립과 온실가스 배출 삭감을 위한 대체연료의 육성은 전 세계적으로 시급한 과제임에는 틀림없다. 그러나 과거 대체연료에 대한 관심을 돌이켜 보면 1,2차 오일쇼크와 같이 고유가 상황에서 잠시 진행되다 흐지부지 사라져버린 경우가 다반사였다. 현재 대체연료로 부각되고 있는 바이오연료에 대한 관심도 어떠한 예기치 않은 변수로 인해 저유가와 석유 시장의 안정화가 실현되었을 경우에도 장기적으로 지속될 수 있을지 의문이다. 그러나 최근 경제성장, 교역확대, 교통량 증가로 인해 발생하고 있는 수송부문의 에너지 수요 증가는 모든 국가들의 고민거리이며 現 기술 수준에서 바이오연료를 능가하는 탁월한 수송용 대체연료가 없다는 것도 사실이다. 때문에 최근 바이오연료에 쏟아지고 있는 관심이 ‘필요성은 실감하지만, 화석연료에 비해 경제성이 지극히 낮아 상용화되기 어렵다’는 논리로 자취를 감추어 버린 과거의 사례를 답습할 것 같지는 않다.

앞서 제시한 바와 같이 국내외적으로 바이오연료를 수송 대체연료로 인정하고 그 보급을 확대하기 위한 사회적인 공감대와 법적, 정책적인 정비가 골격을 갖추어 가고 있다. 그러나 아무리 연료 보급을 위한 제도적인 정비가 잘 갖추었다고 해도 이를 수용할 수 있는 완성차 및 부품 기술의 미비로 인해 소비자가 선택하지 않는다면 이는 단순한 정책적 해프닝으로 끝날 수밖에 없다. 따라서 금년부터 본격적으로 시작된 정부의 바이오연료정책이 그 본연의 역할을 다할 수 있기 위해서는 완성차 및 부품업체의 협력을 이끌어 낼 수 있는 정책적 배려가 더없이 중요한 시점이다.

• 목록