폴리포닉 월드 프로젝트에서 특히 중점적으로 다루는 문제가 에너지.
특히 현실세계와 확연히 다른 점이 있다면 전력수급 구조에서 원자력이 주종이고 수력, 화력, 신재생에너지 등이 보조적인 수단이라든지, 천연석유를 전량 대체하지 못한다 하더라도 합성석유가 큰 비중을 차지하고 있어서 일부 선진국에서는 항상성이 언제나 담보되어야 하는 군사, 치안, 국가기간교통망 등의 분야에서의 리스크를 최소한으로 억제하고 있는 등의 특징이 있어요.
또한, 폴리포닉 월드에서 검토되었다가 결국 폐기된 것도 있어요. 그것이 바로 에탄올연료.
사실 에탄올연료란 우리나라에서는 상당히 생소하지만 브라질에서는 이미 1970년대 이후에 본격적으로 보급되어서 아예 에탄올만으로도 주행가능한 자동차가 상당부분 있어요. 이것은 1973년의 오일쇼크 이후의 에너지 자립을 위한 국가적인 프로젝트로서 본격화한 것으로, 그 이전에도 이미 1919년부터 자동차연료로서 에탄올을 의무화한 지역이 있었을만큼 한 세기가 넘는 유구한 역사를 지니고 있기도 해요. 또한, 미국에서도 이미 에탄올연료는 아주 광범위하게 보급되어 있어서 전세계 에탄올연료의 생산량 절반 이상이 미국에서 나오고 있기도 해요. 또한 E85같이 에탄올 85% 및 가솔린 15%의 혼합연료가 있는가 하면 그게 아니더라도 가솔린에 에탄올을 부분혼합하여 에탄올이 10% 정도 되는 경우도 이미 보편적이죠.
구체적인 사안에 대한 국내언론의 보도가 하나 있어요.
휘발유에 옥수수 섞으니 가격 내려가네…미국의 高유가 시대 대응법, 2022년 5월 30일 조선비즈 기사
물론 에탄올연료가 대안일 수 있다는 것은 전면부정하지는 않아요.
그런데도 불구하고 폴리포닉 월드에서는 에탄올연료가 배제되어 있어요. 왜 그럴까요?
3가지 쟁점이 있어요. 대기오염, 부식 및 인간과 자동차의 식량경합 문제.
우선 대기오염. 에탄올의 연소로 많이 생성되는것은 오존. 이것은 지표면에 있으면 인체에 독으로 작용하는데다 광화학스모그를 늘리는 데에 일조하기도 하죠. 게다가 포름알데히드(Formaldehyde), 아세틸알데히드(Acetaldehyde) 등의 독성물질의 대기농도를 극적으로 높이기도 하는 터라 석유계통의 연료보다 친환경이라고 할 수도 없어요.
부식(Corrosion) 문제도 상당히 심각해요. 사실 에탄올연료는 일반적인 내연기관을 지닌 자동차의 경우 사용은 할 수 있지만 연료탱크, 배관, 엔진의 연소실 등의 소모를 빠르게 하는 문제가 있거든요. 그래서 이것에 대응된 자동차가 필요해요. 북미나 유럽 등지에서 플렉시퓨얼(Flexifuel) 등으로 표기된 자동차가 에탄올연료 사용에 문제가 없어요.
인간과 자동차의 식량경합문제는 미국이나 브라질같은 광대한 토지를 가진 국가에서도 우리나라같이 국토면적이 협소한 국가에서도 모두 문제를 발생시키죠. 대규모 농업국의 농업은 기술집약적, 자본집약적 농업인 경우가 많은데다 사용하는 소모성자재 중에는 비료, 농약 등의 화학물질도 많죠.
특히 비료의 문제가 의외로 심각해요.
비료의 3요소는 질소, 인산 및 칼륨(=포타슘). 그 중 질소비료는 공중질소고정으로 충당가능하지만 인산과 칼륨의 경우는 조달방법이 문제가 되어요. 특히 인산의 주요공급원은 인광석(Phosphorite, Rock Phosphate), 칼륨의 주요공급원은 포타쉬(Potash), 칠레초석(Nitrite, Chile Saltpeter) 등의 광물인데 이것들의 부존량은 부족하다고 단언하기는 일러도 인류가 영원히 걱정없이 쓸만큼 풍부하다고도 말하기 힘들어요. 인광석은 현재 연간 생산량의 260년분인 710억톤, 포타쉬는 92년분인 39억톤 등이 남아 있어요. 인광석의 경우는 하수처리 등으로 포집된 인산염을 사용하는 등의 대체기술이 연구되기도 하지만 칼륨은 별다른 대체방법이 없어요. 물은 계속 순환하고 해수담수화같이 비싸지만 그래도 사용가능한 기술이 있긴 하지만 비료는 그것마저도 상당히 곤란한 요소가 있다 보니 정말 답이 없어요.
이미 2000년대에도 상품시장 가격의 급변으로 인간과 자동차의 식량경합(Food vs. Fuel)은 발생했어요.
게다가 이것은 올해에 촉발된 러시아의 우크라이나 침략 및 세계 주요 곡창지대의 작황 악화로 인해 더욱 큰 문제로 번질 수가 있어요. 동유럽은 전쟁으로 인한 농업파탄, 북미, 호주 및 인도아대륙은 이상기온으로 인한 수확량 급감, 중국은 코로나19 봉쇄에 따른 파종시기 도과, 남미는 수확기에 아직 도달하지 않은 문제 등이 동시다발적으로 일어나는 상황에 식량과 에탄올연료 중 무엇이 우선인지는 굳이 논할 필요가없어요. 사실, 정 언급하려면 매우 잔인한 시나리오가 있긴 해요. 식량경합 자체가 일어나지 않을 정도로까지 인류가 상당수 죽어서 상황이 해결되는 방법도 있긴 하지만, 이걸 누가 선택할까요. 그리고 그 희생양 중 현대를 살아가는 우리들이 해당되지 말라는 법이 어디에 있을까요. 그래서 에탄올연료를 선뜻 대안으로 추천할 수 있다고는 할 수 없어요.
농업에 쓸 토지가 부족하거나 없는 나라의 경우는 이런 고민조차도 할 수 없어요.
이런 이유에서, 에탄올연료가 과연 대안일까라는 질문에 이렇게 대답해야겠어요. 대안이 아니라고.
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19 댓글
대왕고래
2022-06-03 23:42:35
대체에너지는 어렵구나 하는게 느껴지네요. 환경문제라던가, 관련된 재료 수급 문제라던가....
어찌보면 지금 쓰고 있는 에너지가 기적적으로 느껴지기도 하네요, 이걸 대체하는 것도 큰일이라는 게...
마드리갈
2022-06-04 16:40:28
경제학 전공서적에 나오는 것처럼 모델을 단순화시켜서 최적점을 찾을 수 있다면 문제는 상당부분 해결되지만, 그것이 고성능의 수퍼컴퓨터를 통해 산출되더라도 문제는 있어요. 각 행위자의 이해득실은 모두 다르고, 또한 각자 자신의 이득을 극대화하기 위해 합리적으로 행동해요. 문제는 이렇게 각 행위자가 내린 합리적 결정의 사회적 후생이 앞에서 말한 최적점 산출과 일치한다는 보장이 없는 것이죠. 그래서 이게 좋은 대안같아 보이는데 실제사례를 보면 문제점이 더 심각하고 그렇죠.
흔히 자동차의 배기가스 문제를 열거하면 자동차시대 이전에는 도시환경이 굉장히 쾌적했을 것 같죠? 역사는 그 환상을 여지없이 깨부수고 있어요. 사실 19세기말까지만 하더라도 도시교통의 주력은 마차였는데 말이 수시로 배출하는 분뇨가 악취를 유발함은 물론 전염병을 키우는 데에 크게 일조하기도 했어요. 그래서 도시에 전염병이 돌면 사람들이 다수 죽어나가고 인구회복이 불가능해진 도시는 버려지고 병원체가 포함된 시신, 물 및 열화된 건물 구조재가 오염을 일으키는 등의 일이 속출했어요. 게다가 대기오염의 대표적인 사례인 런던스모그는 석탄의 연소로 발생하는 분진이 주원인이었죠.
그러니 정말 대체에너지 연구 및 실용화를 노린다면 현재의 수단을 악마화하기보다는 어떤 해결이 바람직하고 또한 각기 다른 행위자들을 두루 만족시킬 수 있을까를 잘 판단하고 정책을 추진해야 해요. 현재의 위기는 석탄, 석유, 가스 등의 전통적인 에너지자원을 악마화하고 투자를 등한시했다가 신기술이 연속으로 동시다발적으로 패착을 일으킨 뒤에 오히려 전통 에너지자원에 더 크게 의존하여 결과적으로 아무것도 안한 것보다 더 상황이 악화된, 일종의 자초한 위기이기도 하니까요.
마드리갈
2023-06-21 00:45:26
2023년 6월 21일 업데이트
미국 미시간주의 낙농업자조합(Michigan Milk Producers Association) 및 캐나다의 화학기업 데어리 디스틸러(Dairy Distiller)가 우유의 정제과정에서 나오는 유당(lactose)으로 자동차연료용 에탄올을 생산하기로 했어요. 4,100만 달러가 투입될 예정으로 미시간주 콘스탄틴(Constantine)에 설립될 이 공장은 완공된 시점인 2025년초부터 가동되어 220만 갤런(=8,327킬로리터, 질량환산 6,570톤)의 에탄올을 생산할 예정이예요.
관련보도를 하나 소개할께요.
Milk-Powered Cars: Michigan Dairy Farmers Turn Milk To Ethanol Fuel, 2023년 6월 11일 CARSCOOPS 기사, 영어
마드리갈
2023-07-11 17:04:20
2023년 7월 11일 업데이트
미국에서 향후 3년간 바이오퓨얼 사용확대에 주력할 것이지만 에탄올연료에 대해서까지는 확대하지 않을 방침을 발표했어요. 해당 바이오퓨얼은 셀룰로오스 기반의 바이오연료(Cellulosic biofuel), 바이오매스 기반의 디젤연료(Biomass-based diesel), 발전된 바이오연료(Advanced biofuel), 셀룰로오스에 기반하지 않은 발전된 바이오연료(Non-cellulosic advanced)의 4종류. 예의 방침에는 에탄올연료도 전기자동차의 보급도 포함되어 있지 않아요.
관련보도를 하나 소개할께요.
US to boost biofuel mandates over next 3 years, but not for ethanol, 2023년 6월 21일 Reuters 기사, 영어
마드리갈
2023-08-02 00:59:49
2023년 8월 2일 업데이트
일본에서 최초로 미국산 바이오에탄올을 전체대비 7% 혼합한 E7 가솔린이 판매되어요. 유통사는 아이치현 나고야시(愛知県名古屋市) 소재의 석유제품 전문상사인 나카가와물산(中川物産). 7월 31일에는 주일미국대사인 람 에마뉴엘(Rahm Emanuel, 1959년생)이 유통사를 방문하여 바이오에탄올이 기후변동이나 에너지안전보장에 크게 기여한다고 강조했어요.
관련보도를 하나 소개할께요.
国内初の「Ｅ７ガソリン」 駐日米大使が販売企業訪問―名古屋市
(일본국내최초 "E7 가솔린" 주일미국대사가 판매기업방문 - 나고야시, 2023년 7월 31일 지지통신 기사, 일본어)
마드리갈
2023-09-08 23:58:20
2023년 9월 8일 업데이트
미국의 센트럴플로리다대학(University of Central Florida)에서 새로운 에탄올 연료전지기술로 기존의 화석연료로 구동되는 내연기관 자동차 및 배터리를 이용한 전기추진 자동차의 에너지밀도에 필적할 수 있었다고 밝혔어요. 기존에는 에탄올연료가 가솔린과 혼합되어 내연기관의 연료로 사용되거나 연료전지에 이용되더라도 특수한 변환공정을 거쳐야 사용가능했던 반면 이번의 신기술에서는 그런 변환공정 자체가 필요없는 새로운 촉매로 에너지효율을 고수준으로 끌어올리면서도 무소음 가동이 가능해져 있어요.
관련보도를 하나 소개할께요.
New Ethanol Fuel Cell Technology Rivals Fossil Fuels and Electric Car Batteries, 2023년 8월 9일 UCF Today 기사, 영어
마드리갈
2023-10-20 22:52:29
2023년 10월 20일 업데이트
브라질이 세계최초로 에탄올로 수소를 제조할 예정에 있어요.
브라질의 상파울루대학(University of São Paulo) 및 일본의 토요타자동차가 공동개발중인 수소연료자동차 토요타 미라이(Toyota Mirai)는 수소연료를 주입하면 600km 가까운 거리를 달리면서 배출물로서는 수증기만 내는 친환경자동차. 그리고 브라질은 세계최대의 사탕수수 생산국인데다 에탄올연료를 대거 자급하는 국가인만큼 이 에탄올로 수소를 지속가능하게 생산가능하고 2024년 중엽에는 실증용 공장도 완성되어 본격적으로 그린수소를 생산할 계획을 추진하고 있어요.
관련보도를 하나 소개할께요.
Brazil Will Have the World's First Ethanol Hydrogen, 2023년 10월 6일 Folha de S.Paulo 기사, 영어
마드리갈
2023-11-02 17:11:25
2023년 11월 2일 업데이트
필리핀 정부에서 고유가에의 대응으로서 2023년말까지 가솔린에 대한 에탄올 혼합비율을 20%까지 상향하기로 결정했어요. 현재의 혼합비율이 최대 10%인 것을 감안하면 배증하는 것이죠. 이렇게 하면 가솔린의 가격이 리터당 56.89페소인 반면 에탄올을 혼합할 경우에 1.28-1.50 페소 정도로 낮출 수 있게 되어요. 또한 필리핀은 코코넛 농업이 활황인 국가로 경유에 코코넛으로 생산된 바이오디젤을 현행 2%에서 3%로까지 혼합비율을 높일 것도 고려하고 있어요.
관련보도를 하나 소개할께요.
Gov't to raise ethanol blend to 20% to lower gasoline price, 2023년 10월 24일 CNN Philippines 기사, 영어
마드리갈
2023-11-16 22:07:13
2023년 11월 16일 업데이트
사탕수수로 제조되는 에탄올의 수요 폭주로 인해 브라질의 제당 및 에탄올 제조사인 라이젠(Raízen)에서는 에탄올 수요를 맞출 수 없을 것을 예상하고 있어요.
사탕수수 생산량 세계최다를 자랑하는 브라질에서는 제당용 사탕수수즙을 짜내고 난 셀룰로오스 조직인 바가스(Bagasse)를 연료용 에탄올 제조에 돌리고 있어요. 게다가 유럽연합(EU)의 환경규제로 인해 지속가능한 항공연료(SAF)의 수요가 증대되어 SAF 제조에 투입가능한 원료는 있는대로 동원될 예정이고 바가스 또한 예외는 아니라서 라이젠 측에서 2024-2025년 취역을 목표로 공장을 5개 신설중인데다 2030년까지는 그 바가스 처리공장을 20개까지 늘릴 것을 목표로 하고 있지만 가동 개시전까지는 공급차질은 불가피해요. 또한 브라질산 에탄올의 수요에 대해서 유럽은 미국 캘리포니아주와 일본에 이어 3번째이지만 브라질의 유럽방면의 2022년 수출은 2021년 대비 37% 증가했어요.
관련보도를 하나 소개할께요.
INTERVIEW: Brazil's Raízen sees ethanol producers unable to meet demand, 2023년 11월 2일 S&P Global Commodity Insights 기사, 영어
마드리갈
2024-01-29 18:31:03
2024년 1월 29일 업데이트
미국의 에탄올 주간생산량은 1월 19일 기준 818,000배럴로 이전 주 대비 22% 감소했어요. 그러나 재고량은 25,815,000배럴로 이전 주 대비 120,000배럴 증가했고 전년동기대비 738,000배럴 늘어났어요. 한편 주간 수출량은 1월 19일 대비 121,000배럴로 이전 주 대비 26,000배럴 늘어나서 증가율 27%를 보였어요. 생산이 격감하고 재고가 소폭 증가한 반면 수출량이 대폭 늘어났다는 점에서 미국의 에탄올연료 시장의 해외로의 신장세가 두드러지는 것을 감지할 수 있어요.
관련보도를 하나 소개할께요.
EIA: Ethanol production down 22%, stocks up slightly, exports up 27%, 2024년 1월 25일 Ethanol Producer Magazine 기사, 영어
마드리갈
2024-05-26 17:26:00
2024년 5월 26일 업데이트
에탄올연료가 사기라는 과격한 주장이 나와 있어요.
영국의 배우 존 올리버(John Oliver, 1977년생)가 미국의 심야TV프로그램 "오늘밤의 지난주 요약(Last Week Tonight)" 에서 에탄올연료 공급망의 중핵을 차지하는 대량의 옥수수 재배의 문제점을 지적했어요. 저가로 공급되는 쇠고기는 소가 먹고 제대로 소화하지 못하는 옥수수 덕분에 가능한데다, 사탕수수에서 생산되는 설탕을 대체할 목적으로 제조되는 과당 콘시럽은 건강에 끔찍하게 안좋고, 자동차 문제에서는 비효율적인데다 친환경적이지도 않고 자동차의 연료배관시스템을 망쳐놓는다고 통렬하게 지적하고 있어요. 결국 이렇게 왜곡된 시장은 연방정부 단위의 옥수수 농업에 대한 거대한 보조금으로 만들어지는 인위적인 저가공세로 조작된 것이죠. 결국 옥수수는 저렴할 수 있지만 그 대가는 크다는 점이 강조되어 있어요.
관련보도를 하나 소개할께요.
John Oliver Explains Why Ethanol Fuel Is a Lie, 2024년 5월 23일 GIZMODO 기사, 영어
마드리갈
2024-05-31 13:09:57
2024년 5월 31일 업데이트
에탄올연료는 미국 바이든 행정부의 지속가능한 항공연료(SAF)를 위한 새로운 시범프로그램에 사실상 배제될 예정이예요. 자세한 사항은 알려지지 않았지만 적어도 에탄올연료 그 자체가 항공연료로는 부적당한 것은 부정할 수 없어요. 저온에서 얼지 않는다는 이외에는 에너지밀도 및 연료공급계통의 부식은 피할 수 없는데다 바이오연료가 더 많은 토지의 개간을 요구하여 원래의 취지인 친환경 및 지속가능성을 도리어 저해할 문제가 있고 또한 식량과 연료의 경합도 불가피하니까요.
관련보도를 하나 소개할께요.
Insight: Little to no ethanol will qualify for US aviation fuel credit, 2024년 5월 31일 Reuters 기사, 영어
마드리갈
2024-06-15 22:43:24
2024년 6월 15일 업데이트
미국 에너지정보국(Energy Information Administration, EIA)에서는 에탄올연료의 생산량 예상치를 올려잡기로 했어요. 2023년도의 일평균 생산량이 102만 배럴이었고 2024년 5월의 예상치도 소폭 증가한 일평균 103만 배럴이었지만 EIA의 새로운 추산에서는 또 소폭 증가한 일평균 104만 배럴이 될 것으로 보여요.
같이 발표된 2025년도의 예측은 다소 달라질 전망이예요. 1분기는 일평균 103만 배럴, 2분기 및 3분기는 일평균 102만 배럴, 그리고 4분기는 일평균 104만 배럴이 될 것으로.
관련보도를 하나 소개할께요.
EIA increases forecast for 2024 fuel ethanol production, 2024년 6월 12일 Ethanol Producer Magazine 기사, 영어
마드리갈
2024-06-24 16:35:48
[내용추가중]
마드리갈
2024-07-23 23:01:20
[내용추가중]
마드리갈
2024-10-05 23:27:32
[내용추가중]
마드리갈
2024-10-12 23:12:20
[내용추가중]
마드리갈
2024-10-24 22:00:40
[내용추가중]
마드리갈
2024-11-20 14:27:52
2024년 11월 20일 업데이트
대기오염이 극심한 파키스탄에서 의외로 에탄올연료가 대안이 될 수 있을 것이라는 주장이 나왔어요. 현재 파키스탄의 극심한 스모그는 매연, 안개, 질소산화물 및 이산화황 등이 뒤섞인 지극히 위험한 것인데다 교통인프라가 별로 잘 정비되어 있지 않아서 육상교통은 거의 대부분 자동차에 의존하는데다 노후경유차가 많은 문제까지 안고 있어요. 하지만 파키스탄은 세계적인 사탕수수 및 옥수수 생산국이므로 에탄올을 쉽게 구할 수 있는 것은 물론 노후 경유차가 배출하는 각종 미세먼지 및 이산화황 삭감이 가능한데다 누출되어도 석유연료처럼 대기나 내수면이나 토양을 오염시키지 않는다는 이점이 있어요.
브라질 대기오염의 주범인 에탄올연료가 극심한 스모그가 연일 이어지는 파키스탄에서는 좋은 대안일 수 있는 게 상당히 기괴하지만 이것 또한 현실임에 틀림없어요.
관련보도를 하나 소개할께요.
Ethanol fuel as a solution to Pakistan’s smog crisis, 2024년 11월 19일 Pakistan Today 기사, 영어