‘바이오 에너지’ 는 현재 인류가 사용하는 재생 에너지 중 가장 큰 부분을 차지하고 있는 것으로 알려져 있습니다.
바이오 에너지는 기후 변화와 환경 문제를 해결하는 데 기여할 수 있으며, 미래의 지속 가능한 에너지 시스템에 대한 가능성을 보여주고 있습니다.
이 글에서는 바이오 에너지 정의, 사례 및 종류, 장단점에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다!
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바이오 에너지란
바이오 에너지란 식물, 미생물, 유기성 폐자원 등 바이오 매스(생물 자원)을 활용하여 생산하는 에너지를 말합니다.
바이오 에너지 사례 및 종류
(1) 사탕수수, 옥수수 등을 이용해 에틸 알코올을 만들기도 하고, 콩, 야자유, 유채 종자로 바이오디젤을 생산하기도 합니다.
산림이 많은 미국, 캐나다와 대량의 사탕수수를 재배하는 브라질에서는 휘발유 대체제로 바이오 에탄올을 생산하여 자동차 연료 등으로 사용하고 있습니다. 또한 유럽 국가들에서는 바이오 디젤이 널리 쓰이고 있습니다.
(2) 목재 가구 공장이나 제지 공장에서 나오는 톱밥, 폐목재를 가공하여 바이오 에너지를 생산하는 데 사용합니다.
(3) 녹조류를 이용해 바이오 연료를 생산하는 연구도 진행 중입니다.
녹조류는 일정한 환경 조건만 갖춰지면 몇 시간 내에 대량 생산이 가능할 정도로 번식력이 좋은 장점을 가지고 있습니다. 또한 녹조류는 온실 가스를 감소시켜 줄 뿐 아니라 다른 오염 물질까지도 함께 제거해 줍니다.
바이오 디젤이나 비행기 연료로도 사용할 수 있는 녹조류는 바이오 에너지로의 활용, 개발 가능성이 매우 높습니다.
(4) 음식이나 동물 사료로 쓰기 위해 작물을 재배하고 남은 잎, 줄기, 껍질 등의 농업 폐기물도 바이오 에너지의 원료가 됩니다.
농업 과정에서 나온 유기 폐기물들을 태우게 되면 탄소가 방출되고, 분해시키면 메탄이 방출됩니다.
이러한 농업 폐기물들을 바이오 에너지 생산에 사용하게 되면 탄소와 메탄 배출을 막아 지구 온난화가 악화되는 것을 막는 데 도움이 됩니다.
(5) 음식물 쓰레기를 유기 비료로 변환해 인공 비료 대신 농작물 재배에 활용할 수 있습니다.
음식을 만들고 버려지는 조리용 기름을 재활용해 바이오 디젤 연료를 생산하는 기술도 개발되고 있습니다.
(6) 음식물 쓰레기와 동물의 배설물은 분해될 때 지구 온난화의 원인이 되는 메탄 가스가 배출됩니다. 이 메탄 가스를 포집하여 연료로 이용할 수 있습니다.
(7) 쓰레기 매립지와 하수 처리장에서도 마찬가지로 메탄 가스가 배출되는데, 이것을 포집해 에너지로 변환해 이용하기도 합니다.
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바이오 에너지 장점
(1) 화석 연료 대신 바이오 매스로 에너지를 생산하면 대기 중 탄소 배출량의 증가를 막을 수 있습니다. 바이오 매스는 대기 중 이산화탄소 총량에 변화를 주지 않기 때문입니다.
바이오 매스도 연료로 사용될 때 이산화탄소를 배출합니다. 그런데 이렇게 배출되는 이산화탄소는 바이오 매스 원료인 식물이 광합성을 통해 흡수 및 저장했던 것을 연소 시 다시 대기로 방출한 것일 뿐, 새로 만들어진 것이 아닙니다.
따라서 대기 중 이산화탄소의 양에 변화가 없어 이산화탄소 증가로 인한 추가적인 오염이 생기지 않는 것입니다.
(2) 바이오 매스를 이용하면 수요에 맞춰 전기를 생산하는 것이 가능하여 일정한 생산이 어려운 태양 에너지나 풍력 에너지를 보완해 줄 수 있습니다.
(3) 수송용 연료로 사용되는 바이오 디젤은 석유계 디젤과 매우 유사하여 기존 디젤 엔진에 그대로 사용할 수 있습니다.
(4) 환경 문제를 일으킬 수 있는 쓰레기나 배설물 같은 폐기물을 활용해 유익한 에너지로 사용할 수 있습니다.
(5) 바이오 매스를 연료로 사용하고 남은 폐기물은 비료 등으로 재활용할 수 있습니다.
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바이오 에너지 단점
(1) 바이오 매스 원료인 식물을 재배, 수확 후 처리하여 바이오 매스 에너지로 변환하기까지 엄청나게 많은 에너지가 소모됩니다.
(2) 바이오 에너지로 사용되기 위해서는 지속적이고 안정적으로 공급이 가능한 원료여야 한다는 요건이 있습니다.
일년생 작물보다는 다년생 작물이 재배에서 수확까지 더 적은 자원과 에너지를 소모하고 수확량도 더 안정적으로 얻을 수 있습니다.
이러한 바이오 매스 작물에 대한 꾸준한 연구개발이 필요합니다.
(3) 작물을 재배할 때 화석 연료 기반의 화학 비료를 사용합니다.
또 식물을 바이오 연료로 변환하는 과정에서도 전기를 이용하거나 직접 연료를 사용하는 방식으로 화석 연료가 소모됩니다.
결국 온실 가스와 미세 먼지, 질소 산화물 등 오염 물질이 대기로 배출되어 환경을 해치게 됩니다.
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(4) 인간과 동물의 식량을 바이오 에너지 생산에 사용하게 될 경우 문제가 될 수 있습니다.
전세계 많은 지역과 국가의 사람들이 여전히 식량 부족으로 인한 영양 실조와 기아에 시달리고 있기 때문입니다.
(5) 바이오 매스를 연료로 사용할 경우 이물질이나 부식으로 인해 내연 기관의 수명이 짧아질 것이라는 우려가 있습니다.
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