목질 바이오매스 에너지와 녹색사업단 인도네시아 바이오매스 조림지 방문기 1

목질 바이오매스 에너지와 녹색사업단 인도네시아 바이오매스 조림지 방문기

에너지는 인류생활에 있어서 꼭 필요한 요소이다. 따라서 인류에겐 싸면서도, 쉽게 구할 수 있으면서도 안정적인 에너지를 찾아야만 하는 과제가 있어왔다. 역사적으로 고대에서는 목재를 이용하여 불을 피워 에너지를 얻었고 현대에 와서는 기후변화의 주요원인인 화석원료를 사용하기 시작했으며, 이러한 화석원료의 피해에 대해 대안으로 제시되었던 것이 원자력이었으나, 편익에 비해 너무 큰 위험성으로 인해 미래의 에너지의 충분한 대안으로 인정받지는 못하고 있다.

근래에 와서, 이런 에너지의 대안으로 제시된 것이 신재생에너지(Renewable Energy)으로 말 그대로 신에너지 (연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지 등 3가지)와 재생에너지(태양, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양, 폐기물)를 합하여 부르는 말이다. 이러한 신재생에너지는 기존의 화석연료의 환경오염과 원자력에너지의 위험성을 극복하기 좋은 수단이긴 하나, 아직까지 충분한 기술개발이 되어 있지 못하며, 각각의 에너지 별로 가지고 있는 특수한 상황들로 인하여 활발히 이용되고 있지는 못하는 듯하다.

더군다나 최근에 와서, 국제적인 경기침체의 영향으로 화석원료의 가격이 내려가고, 에너지에 대한 소비도 줄어들면서 이러한 신재생에너지의 개발의 열기가 많이 식은 듯하다. 하지만 화석원료의 경우 그 부존량이 한계가 있어 재생가능하지 않으며, 원자력 역시 획기적인 안전대책이 마련되지 않는 한 미래의 에너지 대안으로 인정받기 어려운 가운데, 이러한 신재생에너지의 위치는 시간이 지남에 따라 높아져 갈 것으로 예상된다.

이러한 신재생에너지 중 산림과 목재분야에 관련된 것이 바이오매스에너지이다. 바이오매스란 원래 생태학의 용어로서 생물량 또는 생체량으로 알려져있다. 원래는 살아있는 식물, 동물 그리고 미생물의 유기물량(건조중량 또는 탄소량)을 뜻하지만 에너지분야에서 말하는 바이오매스란 에너지로 사용될 수 있는 모든 생체량을 말하므로 살아있거나 죽어있거나 구분하지 않는다. 쉽게 말해 고대부터 사용하던 방식대로 목재를 이용하여 에너지를 사용하는 방식이나, 옛날처럼 단순한 이용이 아닌 에너지로 적합한 형태로 변형하여 이동이 간편하고, 열량이 높고, 환경에도 안정적인 상태로 이용한다는 것이다.

바이오매스의 경우 에너지를 장기간 저장할 수 있다는 점, 재생이 가능하다는 점, 그리고 기후조건만 적당하면 지구상 어디에서나 얻을 수 있다는 점과 최소의 자본으로 이용기술을 개발이 가능하다는 점 그리고 적절히 관리한다면 환경도 안정적으로 보전할 수 있다는 점들에서 매우 큰 장점이 있다. 하지만 넓은 면적의 토지를 필요로 한다는 점과 토지이용면에서 농업과 경쟁을 한다는 점, 바이오매스의 부존량의 지역차가 크다는 점 그리고 잘못 경영을 하였을 경우 산림파괴를 비롯한 환경에 부정적 영향을 줄 수 있다는 점들이 단점도 역시 존재한다.

하지만 이런 단점들에도 불구하고 바이오매스에너지는 다른 신재생에너지에 비해 쉽게 구할수 있고 초기의 자본투자도 상대적으로 적어 신재생에너지에서도 사용비율에 상대적으로 높은 편이다. 하지만 목질계 바이오매스의 내용을 보면 많은 문제점이 내포되어 있다. 오늘날 세계적으로 연간 에너지 공급량의 1/6은 목질계 바이오매스에너지로 이용되고 있다고 한다. 이는 대부분 저개발국가에서 주민들에 의해 주변의 산림으로 부터 벌채된 목재를 가공하지 않은 상태로 요리용과 난방용으로 사용되는 경우가 대부분이기 때문이다. 이런 바이오매스의 사용은 불법벌채와 남벌 결과적으로 산림의 파괴를 가져올 뿐만 아니라 에너지 효율면에서 매우 떨어지며, 에너지의 이동면에서도 매우 불리한 형태이다. 이에 따라 개발된 것 중 대표적인 것들이 목재칩 (Wood Chip)과 목재펠릿(Wood Pellet) 등이다. 목재칩은 건조시킨 목질재료들을 물리적으로 파쇄시킨 것을 말하며, 목재펠릿은 이러한 칩을 고압하에서 성형하여 보다 이동이 간편하고, 높은 에너지 효율을 가질 수 있도록 가공한 제품을 말한다. 이러한 재료들은 이미 유럽을 비롯하여 여러나라에서는 대표적인 난방용 원료로 사용되고, 산업용 발전이나 지역난방 등에도 사용되는 등 많은 기술개발이 이루어 졌다.

우드칩

 

우드펠릿

 

이런 목질계 바이오매스계의 성장에 따라, 이러한 산업에 원자재를 공급할 수 있는 공급체인의 확보가 중요한 화두로 자리매김하게 되었다. 목질바이오매스의 원자재를 공급할 수 있는 길은 크게 산업부산물(제재소의 톱밥 등)과 폐목재를 재활용하는 방법과 신규목재를 벌채해서 사용하는 방법이있다. 산업부산물과 폐목재를 활용하는 경우 환경적으로는 매우 바람직한 방법이기는 하지만 공급량의 문제와 불순물을 제거해야 하는 점 등의 단점이 있어 그 공급량이 제한적일 수 밖에 없어 주원료로는 신규목재를 벌채해서 사용하는 수 밖에는 없다. 하지만 일반목재를 벌채해서 바이오매스로 사용한다는 것은 많은 부작용이 따르기도 하며, 경제적인 면에서도 타당성이 없다. 따라서 바이오매스용으로 따로 조림을 하여 원재료를 공급하려는 연구와 개발이 계속되고 있으며, 이를 통해 SRC(Short Rotation Coppice)조림 혹은 바이오순환림 조성과 같은 새로운 형태의 조림작업이 나타나고 있다. 결과적으로 이러한 조림형태들은 식재후 2~3년(바이오순환림의 경우 6~7년)내의 단기간에 벌채를 하여 최대한 많은 양의 바이오매스를 생산한다는 목표를 가지고 있다. 이미 유럽에서는 포플러류나 버드나무류 같은 속성수로 이러한 조림을 하고 있으며, 최근에는 브라질이나 인도네시아 등에서 속성수를 가지고 하는 시도들이 늘어나고 있다. 하지만 단기간에 높은 바이오매스량을 얻기 위해서는 그 지역의 토양과 기후조건에 맞는 수종을 개발하여야 하며, 집약적인 관리가 필요로 하는 등 아직까지 추가로 많은 연구와 개발이 필요한 상황이다.