글로벌리포트
| 리포트구분 | 기술리포트 | 콘텐츠구분 | 도로교통 |
|---|---|---|---|
| 출처 | IRENA | ||
| 원문제목 | ROAD TRANSPORT: THE COST OF RENEWABLE SOLUTIONS원문보기 | ||
| 언어 | - | 국가 | 기타 |
| 등록일 | 2013-11-19 | 발행일 | 2013-06-01 |
| 첨부파일 | 등록된 첨부파일이 없습니다. | ||
1. 소개
- 지원 정책이 강화, 확장된다면 고급 바이오 연료, 전기 자동차 및 교통수단용 바이오메탄의 가격 경쟁력은 관련 시장의 점진적인 확대로 2020년 무렵에는 화석연료의 대안으로 경쟁력을 갖추게 될 것임.
- 교통부문에 있어 재생에너지 사용은 기후관련 문제가 있긴 하지만 본 보고서의 분석을 통하여 미래에 대한 전망이 점차 긍정적이라는 것을 강조하고자 함.
- 플러그인 하이브리드 전기 자동차(PHEV)와 순수 전기 자동차(EVs)가 점차 확대되고 있는 시장상황 하에서 2020년 까지 내연기관을 동력으로 하는 자동차 수준으로 공급될 수 있을 것으로 전망함.
- 지원 정책이 강화, 확장된다면 바이오디젤과 에탄올을 생산하는 첨단 바이오연료 기술은 2020년 까지 화석연료와 경쟁할 수 있을 정도로 성장할 것임.
- 바이오메탄은 교통부문의 재생에너지로 확대되고 있으며 폐기물로 생산된다면 크게 경쟁력이 있어서 교통부문의 연료를 제공할 수 있을 것임.
- 이러한 최근의 발전은 재생에너지 채택 측면에서 교통부문이 다른 부문에 비해 뒤떨어져있는 상황이므로 환영할 만한 일임.
2. 교통부문이 소비하는 에너지
- 2010년에 재생에너지는 전체 교통부문의 불과 2.5%, 도로교통 에너지 소비의 3.3%를 차지하였음.
- 이것은 모든 재생에너지 최종 사용부문 가운데 가장 낮은 소비 수준임.
- 우려스럽게도 기존의 바이오 연료의 사용 성장률이 지난 2년 동안에 아주 낮은 수준으로 떨어졌지만 재생에너지 사용을 신장시키려는 세계 각국의 많은 정책적 노력의 결과로 2000년 이후 기존 바이오연료의 사용률이 급속히 신장되는 결과를 낳았음.
- 2012년에 약 800억 리터의 에탄올 생산과 240억 리터의 바이오디젤 생산으로 기존의 바이오 연료는 도로 교통부문 전반의 재생에너지에 기여할 뿐만 아니라 전체 바이오연료의 생산을 지배하고 있음.
- 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV)와 순수 전기자동차(EVs)가 현재 대량 생산되고 있으며 바이오가스가 폐기물에서 저렴한 연료로 공급될 수 있지만, 첨단 바이오연료 공장들이 상업적인 규모로 건설되기 시작함으로서 신재생에너지 대책이 부상하고 있음.
- 첨단 바이오연료로 가는 길에는 PHEVs 와 EVs용 배터리 금액이 얼마나 빨리 내려갈 것인지와 최소한의 비용으로 연료를 공급할 것인지에 관한 의문점이 남아있는 상태임.
- 그럼에도 불구하고 실질적인 금액으로 시장에서 이 두 가지 이슈에 관한 진전사항을 오늘날 우리가 측정할 수 있다는 사실은 1~2년 전과 비교하여 상당한 진전이 있음을 나타냄.
3. 도로 교통수단용 신재생에너지의 비용
- 식량자원을 기반으로 하는 원료에서 추출한 기존의 바이오연료는 최근 수년간 높은 식자재 값 때문에 생산가가 올라가는 것을 보아왔음.
- 기존 바이오연료에 대한 2020년 전망은 식자재 값이 고가를 유지할 것으로 예상하기 때문에 주장이 엇갈리고 있음.
- 기존의 에탄올과 바이오디젤 공장의 총생산원가는 원료비에 의해 가격등락이 결정되고 있음.
- 이것은 사용되는 원료에 대한 국내외 시장의 움직임에 따라 생산원가가 크게 의존하고 있음을 말하는 것임.
- 2007년에서 2012년 사이에 브라질의 에탄올 생산자에 의해 지불된 사탕수수 가격은 2/3까지 상승하는 한편, 2005년에서 2012년 사이에 세계 옥수수 값은 약 120%까지 상승하였음.
- 바이오 디젤의 원료비용도 2005년에서 2012년 사이에 콩기름은 87%, 유채기름은 49% 상승하였음.
- 2012년에 브라질 사탕수수 에탄올이 리터(lge)당 0.7달러에서 0.9달러의 비용이 드는 것으로 산정된 반면에, 미국에서 옥수수로 생산되는 기존의 에탄올은 리터(lge - litre of gasoline equivalent) 당 0.9달러에서 1.1달러의 비용이 드는 것으로 산정되었음(Figure ES.1).
- 밀 등 다른 곡물로 만드는 에탄올의 금액은 더 높음.
- 이것은 2012년 가솔린 리터당 0.72달러에서 0.84달러 사이의 월 평균가와 함께 미국의 평균 정유도매가격과 비교됨.

- 2012년 기존의 콩기름과 유채기름에서 추출한 바이오디젤 생산원가는 리터당 평균 1.3 US달러 정도인 것으로 산정되었음.
- 말레이시아와 인도네시아의 팜유에서 생산되는 바이오디젤의 생산원가는 리터당 1US 달러로 산정되었음.
- 2020년에 세계 식자재 값에 대한 현재의 예상은 일부 곡물수확 금액이 여전히 상승 또는 높은 상태가 유지될 것이므로 주요 기존 바이오연료 값도 따라갈 것이라는 것임.
- 2013년에 대한 전망은 옥수수와 일부 기타 곡물가가 2013년 생산량 증가의 결과로 2012년 수준보다 하락할 것이라는 예상과 함께 장기관점 보다는 약간 나은 편임.
- 2020년에 기존 바이오연료에 대한 전망은 비록 향후 몇 년 안에는 2012년 금액수준에서 일부 내림은 있겠지만 생산원가에 있어서는 완만한 성장이 예상됨.
4. 각종 신재생 에너지
- 목질 섬유소 원료에서 얻는 고급 바이오연료는 상업적인 생산규모로는 공장에서 이제 막 생산하기 시작한 수준임.
- 예상하는 바와 같이 이러한 공장들의 투자금은 이미 성숙한 기존공장들 보다는 높은 편임.
- 그러나 향후 수년 내에 온라인상으로 계획이 알려진 약 15개의 공장들과 함께 최근에 알려지고 있는 금액관련 자료에 의하면 전망은 긍정적임.
- 현재 연구되고 있는 일부 기술들이 향후 상업적인 규모로 성장할 것이라는 것을 가정해 볼 때 만약 현재의 지원 정책들이 고무되고 가속화된다면 첨단 바이오연료는 2020년까지 화석연료와 함께 금액 경쟁력이 있게 될 것임.
- 목재와 농산물 찌꺼기와 같은 바이오매스를 기반으로 하는 목재섬유소 원료에서 추출한 고급 바이오 연료에 대한 정책 지원은 특히 유럽과 미국에서 최초로 상업적 규모로 첨단 바이오연료 공장의 건설을 고무시켰음.
- 생산은 초기단계에 있긴 하지만, 상업적으로 진보된 바이오연료에 대한 2020년 이후의 전망은 더욱 긍정적임.
- 고급 바이오연료는 곡물에서 추출한 기존의 바이오연료에 비해 몇 가지 명확한 장점을 제공함.
- 고급 바이오연료의 원료는 목초지나 경작지에서 재배할 필요는 없음.
- 그러므로 그들은 식량 공급업자와 경쟁하지 않음.
- 고급 바이오연료는 또한 훨씬 더 높은 수준의 생산성, 아주 낮은 온실가스 배출 및 생산비변동의 감소가능성 등의 잠재력을 가지고 있음.
- 고급 바이오연료에 대한 상업적인 규모의 공장들과 함께 온라인상으로 실제 비용에 대한 자료들이 드러나기 시작했고 계속해서 증가할 것임.
- 혁신으로 경쟁에 박차를 가하면서 고급 바이오연료 개발자들은 공장규모 확장을 위한 효율성, 신뢰성과 잠재력을 입증할 수 있는 다양한 기술을 모색하고 있음.
- 작은 규모의 상업적 공장일지라도 최초로 그와 같은 종류의 공장에 투자되는 금액은 여전히 상대적으로 높은 편임.
- 계획된 생산능력 수준으로 성과를 지속적으로 달성하면서 생산 프로세스의 효율성과 신뢰성이 있는 것으로 입증되는 것이 주요 과제로 남아있음.
- 고급 바이오연료는 단지 상용화의 초기단계에 머물러 있고 산정된 생산원가는 여전히 높을 뿐이지만 가격하락 잠재력은 기존 바이오연료보다 좋고 또 높음.
- 이런 종류에 대한 최초의 공장이라는 데서 초래되는 상당한 기술적, 상업적 리스크와 함께 기술 추진방향은 상업적 생산규모에서 신뢰할 만하다는 것을 입증하는 것이 주요과제임.
- 같은 종류의 공장으로는 최초의 상업용 공장이 현재 존재한다는 것은 일부 공장들이 다른 공장보다 훨씬 저렴할 수도 있지만 특히 규모가 작은 경우 높은 투자비를 필요로 할 수 있음.
- 최근에 운영이 되었거나 건설 중이거나 또는 2015년 까지 온라인상으로 계획 확인이 된 고급 바이오연료 공장은 투자비 규모가 리터(per year of capacity) 당 1.5 US달러에서 4.6 US달러에 이름(Figure ES.2).

- 목재섬유소 원료의 효소 가수분해를 통해 얻는 에탄올에 대한 현재의 생산원가는 2015년 까지 운영 중이거나 건설 중 및 계획된 공장들을 통해 드러난 투자비 자료를 근거로 리터(lge) 당 0.75 US달러에서 1.45 US달러에 이를 수 있음(Figure ES.1).
- 이러한 금액산정은 자료의 차이가 있고 공장들이 설계단계의 생산능력을 계속해서 효과적으로 가동될 수 있는지 신뢰성과 역량을 아직 입증해야 함으로 잠정적인 것임.
- 확실한 데이터가 향후 18개월 안에 드러나기 시작할 것이며 IRENA에 의해 미래분석에 포함될 것임.
5. 향후 2020까지 전기자동차와 비용에 대한 전망
- 고급 바이오디젤 생산 원가는 리터 당 0.8 US달러에서 1.3 US달러로 2020년 까지는 0.6 US달러에서 1.1 US달러로 떨어질 것임.
- 연구개발에 있어서 민관에 의한 지속적인 투자는 진로를 완벽히 하고 유망한 신규 생산방법을 찾아내는데 여전히 필수적임.
- 그러나 핵심 긴급과제는 상업화가 시작되고 있는 지금 가장 유망한 진로의 각 개소에서 상업적 규모의 프로젝트에 대한 경험을 얻는 것임.
- 이것은 민관합작과 강화된 정책추진 과정에서 발생할 수 있는 리스크의 보다 많은 분담(risk sharing)을 필요로 할 것임.
- 바이오 메탄은 세계 도로 교통부문 연료의 혼합에 있어 중요한 역할을 할 수 있는 종종 간과할 수 있는 연료임.
- 혐기성 소화 프로세스를 사용하여 폐기물(예를 들어 하수와 축산 폐수 등)에서 생산되는 바이오 메탄은 저가의 재생 에너지 연료로 현재 교통부문에 공급될 수 있음.
- 바이오 가스는 유기물질에서 생산되는 메탄과 이산화탄소로 거의 구성되어 있음.
- 천연가스처럼 용도가 많은 연료이며 전기 생산, 저온 또는 고온의 열 공급 또는 자동차에 동력을 공급하는데 바로 사용될 수 있음.
- 교통부문의 경우 바이오 가스는 업그레이드 및 압축될 수 있으며, 전용차량 또는 플렉스 차량(flex-fuel vehicle)에 사용될 수 있음.
- 바이오 가스의 핵심 과제는 시장을 성장시키는 것이며 금액을 낮추는 것임.
- 바이오 가스의 사용에는 천연 또는 바이오 가스 기반의 연료 인프라와 전용차량 또는 플렉스 차량을 필요로 함.
- 자동차에 사용을 위해 업그레이드된 바이오 메탄은 리터(lge) 당 0.45 US달러에서 0.55 US달러로 폐기물에서 생산될 수 있으나, 옥수수 사일리지가 구매될 때에는 리터(lge) 당 0.65 ~ 0.75 US달러로 가격이 오름.
- 대량 생산체제의 PHEVs 와 EVs의 상용화는 선택된 제조업체에서 이용 가능한 수제 자동차로 단지 시작단계일 뿐임.
- 교통부문의 전기 차량화(electrifying transport)에 대한 핵심 과제는 배터리 팩의 비용을 2012년에 킬로와트 시간(kWh) 당 약 650 US달러에서 절감하는 것이며, 배터리 성능을 개선하는 것임.
- 그러나 높은 비용의 증가와 초기단계의 개발임에도 불구하고 일부 PHEVs 와 EVs 제품은 이미 경쟁력을 거의 갖추고 있음.
- 금액은 계속해서 떨어질 것이나 2020년에 대한 전망은 PHEVs 와 EVs가 화석연료를 동력으로 하는 기존의 내연기관(ICE) 자동차와 비교하여 경쟁력을 갖추었거나 또는 갖추게 될 것이라는 것임.
- 현재 판매용으로 제공되고 있는 대량생산 PHEVs로 절약된 평균 휘발유 금액은 제조업자, 휘발유 소매가, 운전 패턴 및 기타 요인들에 따라 달라짐
- 그러나 2012년 유럽과 일본의 평균 휘발유 소매가격은 리터 당 약 2 US달러로, 절약되는 휘발유의 금액은 많은 PHEV 제품용 소매가격 보다 거의 같거나 덜한 편임(Figure ES.3).
- EVs(전기 자동차)의 경우, 오히려 절약되는 휘발유의 비용보다 총 소유비용이 조사되어 기존 ICE 차량과 비교되어야 함.
- 기본적인 내연기관 자동차 모델이 연료효율이 아주 좋은 곳이 아니라면 EVs(전기 자동차)가 현재 소량 생산되고 있다 할지라도 특히 매력적으로 보일 것임.
- 그러나 기본적인 내연기관 자동차 모델이 연료효율이 더 높다면 훨씬 많은 경제성이 문제가 됨(Figure ES.4).
- 배터리 성능을 개선하는 것이 금액을 내리고 많은 소비자들의 핵심 관심사인 EVs(전기 자동차)의 범위를 확대하는데 도움이 될 것임.

- PHEVs 와 EV 배터리에 대한 금액 절감은 2020년 까지 상당할 것임.
- 더 낙관적인 예측이 있기도 하지만, 각계가 바라는 미래 배터리 팩의 금액은 2020년 까지 EVs용 kWh 당 300~400 US달러 선임.
- 배터리 금액이 2020년 까지 EVs용은 kWh당 350 US달러로, PHEVs용은 kWh당 500 US달라로 하락한다고 가정할 때, 배터리 팩의 금액은 차량 당 500 US달러로 떨어질 것임.
- 동시에 배터리 성능의 개선으로 자동차 범위도 증가하는 것을 볼 수 있을 것임.
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초록(Abstract)
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