-네덜란드의 온실가스·이산화탄소 배출량 감소 목표에 기여하는 바이오매스-
-네덜란드 경제부, 가스 10억㎥ 그린가스로 대체 위해 바이오매스 가스 생산 적극 검토 중 -

□ 바이오 기반 경제로의 전환

 ○ 바이오매스는 이산화탄소 배출량을 80~95% 감소하는 목표에 기여할 것으로 기대됨.
  - 바이오매스(Biomass)는 전기, 열, 가스 생산에 사용되는 식물·동물성 물질로, 다양한 산업 공정에서 제품의 원료로 사용되는 바이오 에너지임.
  - 2015년 파리기후협정(Paris Climate Change Accord)에 따라 네덜란드에는 이산화탄소 배출량 감소와 지구 평균온도 상승폭을 2도 이하로 유지하는 목표가 주어짐.
  - 구체적인 목표는 2050년 안에 네덜란드의 온실가스 배출량을 1990년 대비 80~95% 가량 줄이는 것임.
  - 이처럼 최근 바이오 기반 경제(BBE)의 필요성이 대두됨에 따라 바이오매스의 중요성이 더욱 커지고 있으며 파리기후협정 이후 주요 대안으로 꼽힘.

 ○ 2018년 전체 에너지 소비량에서 재생에너지의 비중은 6.6%에서 7.3%로 성장함.
  - 재생에너지의 최종 소비는 전기에너지(43%), 열에너지(48%), 바이오연료(9%) 등의 형태로 이뤄짐.
  - 정부와 관련 기관들 간 체결된 지속 가능한 에너지 협정에 근거하여 전체 에너지 소비량 중 재생에너지 소비량의 비중을 2020년 14%, 2023년 16%까지 달성하는 것을 목표로 함.
  - 2017년 네덜란드의 전기에너지와 열에너지 소비량 중 재생에너지의 비중은 각각 13.9%, 5.9%였음.
  - 네덜란드 전체 전력 생산량에서 지속 가능한 전력의 비중은 2016년 12.5%에서 2017년 13.8%로 증가함.
  - 2017년, 지속 가능한 전력 생산량은 170억 kWh으로 전년(150억 kWh) 대비 크게 늘었으며 그 중 바이오매스는 60%의 비중을 차지한 풍력발전 터빈에 뒤이어 30%의 비중을 차지함.

분야별 재생에너지 사용 비율 (범례:전기에너지,열에너지,바이오매스 순)

자료원: cbs.nl

 ○ 네덜란드 경제부, 10억㎥의 가스를 그린가스로 대체하기 위해 바이오매스 가스 생산 적극 검토 중
  - 2017년, 네덜란드는 약 400억㎥의 천연가스(Natural Gas)를 사용했음.
  - 네덜란드 경제부는 이 중 10억㎥를 2년 안에 그린가스(바이오가스)로 대체하려는 목표를 달성하기 위해 바이오매스로부터 가스를 생산하는 대안을 검토하고 있음.
  - 이 외에도 EU 차원에서는 유류 공급업체는 공급하는 휘발유와 디젤에 바이오연료를 의무적으로 혼합해야 하는 규정이 있음.
  - 이 결과, 2018년 연료의 새 명칭이 등장했고, 2020년부터 바이오연료 혼합 비율이 10%까지 증가할 전망임.

 ○ 해조류는 옥수수, 사탕무와 같은 일반적인 재료 대신 (바이오)가스 생산에 훌륭한 원자재가 될 수 있음.
  - 네덜란드의 유류 플랫폼 엔지니어링 업체인 Inrada 관계자는 "친환경 가스 생산에는 다량의 바이오매스가 필요한데, 육지로부터의 생산량은 충분하지 않아 바다가 좋은 대안이 될 수 있다"고 밝힘.
  - 또한 수생 바이오매스로 식량작물과 농경지에 영향을 미치지 않고 재배할 수 있다는 것이 큰 장점임.
  - 그러나 연간 수백만 톤 규모의 해조류 재배는 아직 아무도 성공시키지 못했으며, 이를 위해서는 파도를 견딜 수 있는 견고함과 유연성을 갖춘 플랫폼이 필요하다고 강조함.

□ 해조류룰 활용한 바이오매스 에너지 관련 프로젝트

 ○ 네덜란드, EU의 바이오에너지 원천으로서의 해조류 연구에 참여
  - 2016년 10월, 유럽 기업 및 연구기관 컨소시엄은 MacroCascade 프로젝트를 위해 EU로부터 420만 유로를 지원받아 생존가능성 평가, 재배된 해초 공정의 생물-경제학적 영향 등 다양한 고부가가치 산물을 만들어냄.
  - 이 지원사업은 해조류 바이오 리파이너리(Bio-refinery, 바이오매스를 원료로 바이오연료 등을 생산하는 기술)의 개념을 입증하는 것을 목표로 한 EU의 연구 및 혁신 지원 프로그램인 Horizon2020의 일환임.
  - MacroCascade는 2020년 10월 종료될 예정이며, 와게닝겐 대학·연구소와 네덜란드 에너지 연구 센터(ECN)가 참여함.
  - MacroCascade의 해조류 바이오 리파이너리 공정은 인증된 후 식품, 사료, 화장품, 제약 및 화학 등 광범위한 산업 분야 생산에 사용될 수 있고, 이에 따른 폐기물은 비료 또는 바이오연료로 사용될 수 있음.

MacroCascade 프로젝트 개요

자료원: macrocascade.eu

 ○ 네덜란드 유류 플랫폼 엔지니어링 업체 Inrada, 1헥타르(1㏊, 1만㎡)당 800톤의 해조류 생산할 수 있는 해상 플랫폼 만들어
  - 지름 113m, 면적 1헥타르인 이 플랫폼은 작은 해조류가 로프를 따라 몇 센티미터 간격으로 둥근 모양을 형성하는 강화된 튜브로 이루어져 있으며 해조류는 2~3개월 뒤에 수확됨.
  - 해조류는 대형 생물반응기(Bioreactor) 안에서 박테리아에 의해 분해되어 가연성 메탄가스 2/3, 이산화탄소 1/3과 소량의 수소 및 황화수소로 이루어진 바이오가스 단계로 전환됨.
  - 최근 남아프리카공화국 케이프타운 앞바다에서 진행됐던 실험에서는 연간 160,000m³의 바이오가스 또는 120,000m³의 메탄가스로 변환되는 800t의 해조류 바이오매스를 수차례 생산할 수 있었음.
  - Inrada 관계자에 따르면 북해의 12km x 10km에 해당되는 면적은 잠재적으로 10억m³의 해조류 바이오가스를 제공할 것으로 예상되지만, 규모 등의 문제로 아직 이 사업에 적합한 기업 및 기관을 찾지 못함.

남아프리카공화국에 설치된 Inrada의 해조류 플랫폼

자료원: duurzaamplus.nl

 ○ 네덜란드 와게닝겐대학, 해조류 바이오 리파이닝(Bio-refining) 연구에 몰두 중
  - 와게닝겐 식품 및 바이오연구소(Wageningen Food&Biobased Research)와 와게닝겐 식물 연구소(Wageningen Plant Research)는 수생 바이오매스의 가치 평가와 지속가능한 생산에 대한 연구에 집중하고 있음.
  - 수생 바이오매스는 미세조류, 해조류, 수생식물 등으로 생산되며, 바이오매스에 대한 늘어나는 수요에 대응하는 것이 중요해 다양한 연구를 진행 중임.
  - 와게닝겐 식품 및 바이오연구소는 미세조류의 생산과 수확뿐만 아니라 AlgaePARC 연구소에서 녹조 특화 바이오 리파이닝 기술도 적극적으로 개발 중임.
  - 또한, 해조류에서 식품, 생물 분해성 플라스틱,사료 등을 생산할 수 있는 단백질과 당분 등을 추출하기 위해 바이오 리파이닝에 더욱 집중하고 연구 이후 남은 재료는 바이오가스 등 바이오연료 생산에 사용됨.

와게닝겐대학의 AlgaePARC

자료원: wur.nl

 ○ 2018년 네덜란드 응용과학 연구소는 녹색 연료, 플라스틱의 기초 재료, 식품 성분의 연구를 위해 새로운 연구소를 설립함.
  - 네덜란드 에너지연구센터(이하 ECN, Energy research Center of the Netherlands)는 2016년부터 ‘ECN part of TNO’라는 이름으로 네덜란드 응용과학 연구소(이하 TNO, Netherlands Organisation for Applied Scientific Research)의 산하 기관으로 자리함.
  - TNO 관계자는 네덜란드 북부에 설립된 ECN의 연구소는 바이오매스를 녹색 에너지로 변환하는 기술 개발의 진전을 위한 첫 번째 단계라고 밝힘.
  - 2018년 11월에 설립된 이 연구소는 세계 최초로 하루 50kg 규모의 해조류를 공정에 이용하기 시작함.
  - 첫 연구 활동 중 하나는 해조류를 당, 단백질, 미네랄 등으로 분해해 바이오연료(부탄올) 생산에 적합한 당 시럽을 개발하며, 이와 함께 생산되는 반제품에는 연료, 지속 가능한 플라스틱, 섬유를 위한 원료와 감미료, 항산화제, 미네랄 등이 있음.

 ○ 해조류 및 해조류의 바이오매스로서의 잠재력에 대해 활발히 연구 중인 일부 기업 및 기관은 다음과 같음:

회사/기관명	Details
Seatech Energy	Seatech Energy는 녹색 에너지 기업으로, 해조류를 산업 규모로 재배하는 공정과 기술을 개발함. 이를 고에너지 바이오가스로 전환해 전기를 선택적으로 생산할 수 있도록 하여 세계 온실효과 문제에 긍정적인 영향을 미치고 있음.
NIOZ Seaweed Research Centre	NIOZ(Royal Nutland institute for Sea Research)는 네덜란드의 텍셀 섬에 위치한 네덜란드 국립 해양 연구소임. NIOZ 해조류 연구센터는 식량, 사료, 에너지 등을 위한 지속 가능한 해조류 재배에 대해 연구함. 또한 네덜란드 기업 Hortimare, Waddenwier과 함께 성공적인 결과를 보인 해조류 종, 해조류의 성장을 강화 또는 억제한 요소, 그리고 해조류 재배의 생태학적 결과 등을 연구함.
The Seaweed Company	해조류의 파종, 재배, 수확, 공정 과정을 통합하기 위해 당사만의 생물학 및 기술적 전문지식을 사용함. 그 결과, 공해상에서 인증된 해조류를 대규모로 재배해 이산화탄소 감소를 위해 필요한 양을 생산할 수 있었음.

□ 시사점 및 전망

 ○ 순환경제의 기틀이 될 것으로 기대되는 해조류
  - 해상에서의 대규모 재배는 연안 풍력발전소 및 양식장과 쉽게 결합될 수 있음. 특히 양식장과의 결합의 경우에는 해조류가 물의 노폐물을 흡수하기 때문에 가치 있는 공생으로 이어짐.
  - 와게닝겐대학연구센터 측은 향후 몇 년 안에 해조류 생산을 늘려 시장 수요를 충족시키기 위한 후속 연구가 이루어질 것이라고 전함.
  - 또한 바이오연료용 화학성 원료 생산 등 기존 해조류 산업에서 생산된 부산물을 잘 활용할 수 있는 방법에 대해 연구할 예정이라고 밝힘.
  - 와게닝겐대학연구센터는 2020년에는 해조류의 가치를 극대화하는 방안이 더욱 명확해질 것으로 기대하고 있음.

 ○ 2035년에는 네덜란드 해역에서 나는 바이오매스로 53PJ(페타줄) 이상의 일차 에너지를 공급할 예정임.
  - 이는 2017년 네덜란드의 천연가스회사인 Gasunie의 의뢰로 진행된 DNV GL(국제 인증 및 연구기관)의 연구에 대한 결과로, 2035년에는 해조류 등 네덜란드 해역에서 나온 바이오매스가 전체 잠재 바이오매스의 26%를 점유할 수 있을 것으로 예상함.
  - 또한 2035년 네덜란드에서 총 203PJ의 바이오매스를 그린가스 생산에 사용할 수 있으며, 이 중 해조류가 가장 큰 비중을 차지할 것으로 나타남.
  - 이번 연구에서는 해조류 외에도 폐목재 및 농업 잔여물을 바이오매스의 잠재적 원천으로 언급함.

 ○ 해조류에서 나오는 바이오연료는 네덜란드 에너지 수요량의 10%를 충분히 만족시킬 것으로 예상됨.
  -  TNO 관계자에 따르면, 네덜란드 북해의 9%에 해당되는 면적에서의 해조류 재배로 네덜란드 모든 가정에 에너지를 공급할 수 있는 바이오연료를 충분히 생산할 수 있다고 전해짐.(350PJ)
  - 반도국인 한국의 경우, 해조류는 이미 식품으로 친숙하지만 해조류의 바이오 리파이너리와 다른 수생 바이오매스 등을 중심으로 한국 기업들에게 새로운 시장이 열려 궁극적으로 한국 경제에 기여할 수 있을 것으로 기대됨.
  - 이는 바이오 에너지뿐만 아니라 다른 혁신적인 제품의 생분해성 원료도 될 수 있어 더욱 다양한 기회가 창출될 것으로 예상됨.

자료원: duurzaambedrijfsleven.nl, wur.nl, wisenederland.nl, milieucentraal.nl, bioenergyeurope.org, energieopwek.nl, nu.nl, zermattsummit.org, natuurenmillieu.nl, duurzaamplus.nl, nioz.nl, essent.nl, newscientist.nl, ocw.tudelft.nl, fluxenergie.nl, tno.nl, agro-chemie.nl, Noord-holland.nl, bzo-tankstations.nl, eoswetenschap.eu, KOTRA 암스태르담 무역관 자료 종합