전 지구적 저탄소 바이오경제(Bioeconomy) 시대로의 진입

오늘날 화석연료에 기반한 경제구조에서 바이오매스(biomass)에 기반한 보다 지속 가능한 바이오경제로 전환하기 위해, 전 지구적으로 거대한 행보가 이어지고 있습니다.
이미 세계 각국 정부들은 바이오경제 실현을 핵심 정책과제로 이행 중입니다. 한편 셀룰로직 기술(Cellulosic Technology)은 비식용 식물자원(biomass)을 활용하여 각종 바이오제품들을 생산할 수 있게 해주는 기술로써, 바이오경제로 전환하기 위해 반드시 필요한 핵심기술입니다. 바이오경제로의 전환을 가속화시키는 요인들은 다음과 같습니다.

환경, 경제 및 사회적 측면에서 상생하며
지속 가능한 글로벌 경제구조를 창출할 필요성

고갈되는 자원인 석유, 석탄, 천연가스 등의
생산이 머지않아 정점에 다다를 것이며,
이로써 시간이 흐를수록 화석연료의 가격이
더욱더 상승할 것이라는 예측

각국 정부들이 에너지보안 문제를 심각하게 고민중.
이에 화석연료 수입의존도를 줄이기 위해
신재생에너지 비중을 늘리고 에너지원 다각화를
적극적으로 추진중

전 지구적 이슈가 된 기후변화에 대응하고,
온실가스(GHG) 배출을 감소시킬 필요성

바이오매스를 활용한 바이오산업 육성을 통해,
농경사회 및 지역사회의 발전까지 모색하는 국가적 전략

바야흐로 1세대 바이오연료에서 2세대 기술로 전환기

전세계 바이오연료 소비는 2020년이 되면 무려 578억 갤런에 달할 것으로 예측되고 있습니다. (Global Industry Analysts, 2015).
게솔린에 대한 바이오연료 함유량을 더욱더 증진시키는 정부의 규제조치와 환경에 대한 우려가 점증하면서, 바이오연료 시장은 꾸준히 성장하고 있습니다. 이에 따라, 기존 E10 (휘발유의 10%는 의무적으로 바이오에탄올을 함유하도록 하는 규제)을 초과하는 에탄올블랜딩 규제의 강화로, 블랜딩용 바이오연료 수요가 꾸준히 증가할 전망입니다.

그러나 주로 식량자원(가령 곡물, 사탕수수, 식물성 기름 등)을 이용하여 생산되는 1세대 바이오연료는, 식용작물을 연료화하는 문제점 그리고 환경과 기후변화에 미치는 부정적 영향으로 인해, 그 지속가능성에 대한 우려가 더욱더 심각해지고 있습니다.

반면에, 2세대 기술인 셀룰로직 바이오연료는 비식용 바이오매스(가령 유기성 폐기물, 볏집, 왕겨, 목질계 잔여물 등 농업 및 임업 부산물)을 원료로 하여 생산됨으로써, 기후변화 및 식량안보에 긍정적 효과가 막대합니다. 따라서 셀룰로직 바이오연료는 식량을 원료로 하는 1세대 기술을 대체할 인류의 지속 가능한 대안으로 널리 인식되고 있습니다.

2세대 셀룰로직 바이오연료 확산의 동인

2015년, 유엔은 2030년까지 유엔이 추진할 새로운 목표로 지속가능발전목표(SDGs/Sustainable Development Goals)를 발표하였으며,
각국 정부는 이에 발맞추어 보다 환경과 균형을 이루는 미래발전계획에 동참하기로 하였습니다. 또한 현재 각국 정부는 파리에서 개최된 제21차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP21)에서 합의한 저탄소 경제발전에 발맞춘 정책들을 확대해나가고 있으며, 이러한 맥락에서 2세대 바이오연료는 향후 수십 년을 대비하여 수립되는 국가 정책에서 중요한 매개체로 인식되고 있습니다.

한편, 바이오매스를 활용하는 2세대 바이오연료는 지구상의 운송체계 및 각종 시스템들의 탄소배출량을 급격히 감축시킬 수 있는 막대한 잠재력을 지닌 신재생에너지입니다.
결과적으로, 2세대 바이오연료의 활용은 수많은 지속가능발전목표(SDGs)의 이행과 기후변화를 적절한 수준으로 제한하기 위한 국가적 정책들과 직결됩니다.

2014년부터 2020년까지 2세대 바이오연료 시장은 50%의 성장률을 기록할 것이며, 2020년 2세대 바이오연료의 시장가치는 239억 달러에 이를 전망입니다 (Allied Market Research, 2014). 또한 전세계 도로운송 부문에서 바이오연료 소비는 2013년 연간 1,226억 리터에서 2022년에는 연간 1,934억 리터를 초과할 것으로 예측되며, 이는 2세대 바이오연료에 대한 수요증가로 이어질 전망입니다 (Navigant Research, 2014).

미국에서는 셀룰로직 에탄올 생산시 가격프리미엄이 승인돼있고, 2세대 바이오연료 보급을 촉진시키기 위해 저금리와 벤처캐피털 투자도 더욱 촉진하고 있습니다.
또한, 브라질에서는 국가개발은행(National Development Bank)이 직접 나서 셀룰로직 에탄올산업에 대한 강력한 지원을 제공하고 있고, 중국정부는 2020년까지 무려 3억 톤에 달하는 셀룰로직 비식량 기반의 에탄올을 생산하겠다는 야심찬 목표를 발표하면서, 중국에서 차세대 셀룰로직 에탄올산업이 급성장할 전망입니다.
이 모두가 복합적 공급/수요의 쌍끌이 매커니즘을 형성하면서, 전세계적으로 셀룰로직 2세대 산업의 견인차가 되고 있습니다.

셀룰로직 바이오연료에 대한 복합적 공급/수요 쌍끌이 매커니즘

최근 미국과 EU 모두 야심찬 바이오연료 육성정책을 채택하였습니다. (즉, 미국은 2022년까지 2세대 바이오연료를 600억 리터까지 증진. EU는 2020년까지 운송부문에서 재생에너지 비율을 최소 10% 의무적으로 사용.) 한편 Bloomberg New Energy Finance의 최근 보고서에 따르면, 2020년까지 유럽의 게솔린 소비 예측량의 52%~62%가 셀룰로직 에탄올로 대체될 수 있고, 이는 잠재적으로 온실가스 배출량을 42%~50%까지 낮추는 결과가 될 전망입니다.

그런데 IEA(International Energy Agency)의 분석에 따르면, 미국과 EU 모두 2세대 바이오연료의 자국 생산량이 부족할 것으로 예측하고 있으며, 그 부족분은 수입으로 충당될 필요가 있습니다. 즉 미국과 EU의 바이오연료 의무정책과 이 두 거대시장의 막대한 바이오연료 수입이 맞물리면서, 전세계적으로 2세대 바이오연료 개발을 견인할 중요한 전기로 작용할 전망입니다 (IEA, 2009b).

그리고 미국과 EU와 같은 메이저 시장들에서 잠재적으로 거대한 수요견인이 존재한다는 점은, 더욱더 많은 개도국들이 2세대 바이오연료 생산국연합에 합류하는 동인이 될 수 있습니다. 또한 에너지는 UN의 지속가능발전목표(SDGs)에 설정된 구체적 목표들을 달성하기 위해, 개도국들의 핵심 국가전략을 형성할 전망입니다.
최근 파리 기후변화협약에 따른 개도국들의 이행전략과 저탄소 개발전략에 부응하는 새로운 에너지원을 창출할 필요성도 마찬가지 맥락입니다. (UNCTAD, 2015)

전세계적으로 “Green Chemistry”의 확산

바야흐로 바이오기반 화학산업은 성장의 기폭제를 달게 되었습니다. 미국 농무성(USDA)의 최근 분석에 따르면, 전세계 화학산업에서 바이오케미칼의 시장점유율이 2008년 2%에서 2025년까지 22%로 확대될 전망입니다. 또한 BCC Research는 최근 보고서에서, 바이오기반의 재생가능한 케미칼제품들이 기존 제품들을 대체하는 시점이 되면, 전세계 화학산업은 연간 1.5조 달러 이상 성장할 것으로 예측. 재생가능한 케미칼의 전세계 시장규모는 2015년 517억 달러에서 2020년까지 856억 달러로 성장할 것이며, 2015년부터 2020년까지 연평균 10.6%의 성장을 구가할 전망입니다.

친환경 제품들에 대한 소비자 욕구와 이에 부응하기 위한 기업들의 전략, 그리고 친환경 제품을 독려하는 정부의 규제와 지원정책으로 인해, 바이오기반 케미칼시장에 새로운 기회가 열리고 있습니다. 특히, 파리기후협약 이후 전세계적으로 실시되는 이산화탄소 배출에 대한 엄격한 규제는, 바이오산업에 대한 더욱더 강력한 시장 기폭제로 작용할 전망입니다.
실제 바이오매스로부터 생산되는 수많은 바이오기반 케미칼들의 라이프사이클을 분석한 결과, 기존에 석유로 생산되는 제품들 대비 상당한 온실가스 배출감소 효과를 달성할 수 있다는 점이 입증되었습니다.

업계는 재생가능한 자원을 활용한 케미칼 생산에 투자하는 것이 필수불가결한 전략임을 더욱더 깨닫고 있습니다. 화석연료의 고갈에 대비해야 한다는 점도, 바이오에너지와 바이오케미칼 분야에서 모두 중요한 성장동력으로 작용하고 있습니다. 이는 차세대 원료인 바이오매스와 바이오매스를 원료로 사용할 수 있게 해주는 셀룰로직기술의 본질적인 잠재력을 암시합니다. 기술적 관점에서 볼 때, 현재 화석자원으로부터 생산되는 거의 모든 산업제품들이 바이오기반 제품들로 대체될 수 있다고 평가되고 있습니다.

바이오매스, 그리고 그 실행기술인 셀룰로직 바이오매스 전환기술은, 기후변화와 바이오경제를 향한 소용돌이 속에서 새로운 패러다임의 핵심축을 담당하고 있습니다.