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바이오선박유

사용을 위한

가이드북

Guidebook

for Using Marine Biofuels

연구진

내부연구진

김민규︱한국해사협력센터
황대중︱한국해사협력센터
이정윤︱한국해사협력센터
안삼엘︱한국해사협력센터

기술 자문

김병구︱울산항만공사
임동국︱한국선급
서대식︱HMM
김재곤︱한국석유관리원

바이오선박유

사용을 위한

가이드북

CONTENTS

01 배 경

02 국내 바이오연료 개발·생산·공급 동향

2-1. 국내 상용 바이오연료 개발 동향 ············································6

∙ 바이오디젤 ···································································7
∙ 바이오중유 ···································································9
∙ 바이오가스 ·································································11

2-2. 국내 미상용 바이오연료 개발 동향 ······································13

∙ 수첨바이오디젤 ··························································13
∙ F-T 디젤 ···································································14
∙ 바이오메탄올 ······························································16

2-3. 국내 바이오연료 생산 및 공급 동향 ·····································20

∙ 바이오연료 생산 ························································20
∙ 바이오선박유 공급 ·····················································25

03 바이오선박유 규정 현황

3-1. 국제 규정 ···········································································30

∙ 유엔기후변화협약(UNFCCC) ·····································30
∙ 국제해사기구(IMO) ····················································32
∙ 유럽연합(EU) ·····························································35
∙ 기타 주요 규제 ···························································38

3-2. 바이오선박유 관련 지침 ······················································41

∙ 국제해사기구(IMO) ····················································41
∙ 국제 지속가능성 및 탄소 인증(ISCC) ··························46
∙ 지속가능한 바이오물질 협의회(RSB) ··························48
∙ 유럽연합(EU) ·····························································50

04 바이오선박유 특성 및 관리

4-1. 바이오선박유의 물리·화학적 특성 ·······································52

∙ 세탄가 ········································································54
∙ 동점도 ········································································54
∙ 저위발열량 ·································································55
∙ 질소산화물 ·································································55
∙ 윤활성 ········································································57
∙ 산화안정성 / 저장안정성 ············································57
∙ 저온 유동 특성 ···························································58

4-2. 바이오선박유의 취급 시 유의사항 ·······································59

요 약

부 록 (울산항의 석유화학 터미널 소개 자료)

제

1장

배 경

제1장

바이오선박유 사용을 위한 가이드북

배 경

전 세계가 주목하고 있는 환경 문제 중 하나는 기후변화이며, 주요 원인으로서 석탄, 석유, 가스 등 화석

연료로부터 발생하는 온실가스를 꼽을 수 있다. 동 문제를 해결하기 위해 국가, 국제기구, NGO, 기업

등이 모여 국제 규제를 개발하고 이를 기반으로 탈탄소화를 추진하고 있다. 글로벌 친환경 추세는 해운

업계에도 큰 영향을 미치고 있다. 국제해사기구(International Maritime Organization, 이하 IMO),

유럽연합(이하 EU) 등의 온실가스 감축 목표가 강화됨에 따라, 해운업계는 친환경 패러다임에 맞추어

현실적인 대응 방안을 모색해야 하는 상황이다. 이러한 배경에서 본 가이드북은 우리나라 선사가 취할

수 있는 단기적 온실가스 감축 조치 중 가장 현실적인 방법으로 간주되는 ‘바이오연료(Biofuels)’의 안정

적인 사용을 위한 다양한 정보를 소개하고자 한다.

바이오연료의 경우 화석연료와 비교하여 온실가스 배출량이 적고, 폐기물 등 원료 수급의 용이성 및

화석연료와 혼합이 가능하다는 장점 등으로 수송 분야의 온실가스 배출량 감축을 위한 연료로서 각광받고

있다. 특히 지난 7월 IMO 제80차 해양환경보호위원회(Marine Environment Protection Committee,

이하 MEPC) 회의에서 결정한 ‘2050년(경) 국제해운분야 탄소중립(Net-Zero)’ 목표 달성을 위해서

선박용 바이오연료의 수요가 증가할 것으로 예상된다.

2023년 1월 발행된 국제에너지기구(IEA)의 「Renewables 2022」 보고서는 2022년 전 세계 바

이오연료 수요 증가율이 2021년보다 약 6%(연간 90억 리터) 증가한 것으로 추정하였다. 그리고

2022년부터 2027년 기간에는 연간 350억 리터 수준까지 추가 수요가 발생할 것으로 예상하였다.

이러한 증가는 미국과 유럽의 인센티브 제도 등 바이오연료 사용 촉진 정책 그리고 브라질과 인도네

시아 등의 바이오디젤 혼합의무화 규정 등에 따른 영향으로 전망했다.1)

2022년 발행된 IEA 보고서는 탄소배출 감축 정책의 수혜로 바이오연료의 수요 증가가 촉진되지만,

높은 가격으로 인한 차량용 바이오디젤 의무 혼합률 완화 등 정책 변화의 영향으로 증가율이 하향 조정

되고 있다고 전망하기도 한다. 전 세계적으로 수송 연료 소비에서 바이오연료가 차지하는 비중은 2022년

4.3%에서 2027년 5.4%로 증가할 것으로 예상된다. 추가로, 국가별 정책에 따라 국가별·지역별·연료별

생산량 및 수요의 차이가 있지만, 선진 경제국(Advanced Economies)2)의 경우에는 수첨바이오디젤

1) 국제에너지기구(IEA) ‘Renewables(재생에너지) 2022’ 보고서, 2023.
2)

OECD 회원국가 및 불가리아, 크로아티아, 사이프러스, 몰타, 루마니아 국가 추가

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(HVO) 생산이 확대되고, 신흥 경제국(Emerging Economies)3)의 경우에는 바이오디젤(FAME) 생산,

수요가 확대되는 경향이 있다고 분석되었다.

다만 현재 IEA 보고서 등 대부분의 전망 및 분석보고서에서 바이오연료의 경우 항공연료(SAF) 수요,

육상 수송 연료인 휘발유, 경유 수요 증가 혹은 혼합비율 확대로 인한 수요에 초점을 두고 있는 것으로

보인다. 이러한 점들을 고려할 때, 우리나라 바이오연료 산업의 활성화 및 국적선사의 온실가스 감축

규제를 효율적으로 이행하기 위해 국제해운부문에서 바이오선박유 사용 확대에 대비한 정책적인 지원이

필요한 시점이라고 생각된다.

연료명

연간 수요

연간 공급(생산량)

수요대비 공급률

2020(a)

2021(b)

2020(c)

2021(d)

2020(c/a)

2021(d/b)

바이오디젤

438

445

432

452

98.6%

101.6%

바이오중유

바이오에탄올

941

1,020

1,027

1,059

109.1%

103.8%

HVO

101

94.7%

96.0%

합계

1,379

1,465

1,459

1,511

105.2%

102.7%

출처: IEA, Biozet fuel 제외

❚ 표 1. 전 세계 바이오연료별 공급 및 수요량 ❚

(단위: 억 리터)

이 가이드북은 해운산업계가 참고할 수 있도록 국내 상용 및 미상용 바이오연료의 정의와 생산과정을

살펴보고, 이에 따른 국내 생산·공급 동향 및 관련된 국제규제 현황을 제공하고자 한다. 또한, 바이오

연료를 선박에서 사용하고 관리할 때 고려해야 할 주요 사항에 관한 정보를 제공하고자 한다.

Advanced Economies를 제외한 국가들

제

2장

국내 바이오연료

개발·생산·공급 동향

제2장

바이오선박유 사용을 위한 가이드북

국내 바이오연료 개발·생산·공급 동향

1. 국내 상용 바이오연료의 개발 동향

바이오연료 또는 바이오연료 혼합물은 즉시 사용 가능한 드롭인(Drop-in) 연료이다. 이는 특정 바이오

연료가 기존의 선박연료유인 중유 또는 저유황연료유와 혼합된다는 것을 의미한다. 바이오연료 혼합물은

일반적으로 바이오연료가 차지하는 비율을 나타내기 위해 백분율로 나타낸다. 다시 말해, B24, B30은

각각 바이오연료가 24%, 30% 혼합되어 있음을 뜻하며, B100은 100% 순수 바이오연료라는 의미이다.

분류

상용화

주요 현황

TRL4) 시기

바이오디젤

FAME

2006

 자동차용 경유 의무 사용 중(3.5% 혼합)
 품질기준 등 인증체계 법제화 중

수첨바이오디젤

(HVO)

2027

 정유업계 플랜트 건설 검토 중
 국내 품질기준 등 인증체계 R&D 개발 중

F-T 디젤

2030  국가 R&D 수행 경험, 상용 급 원천 기술개발 필요

바이오알코올

바이오메탄올

2030  국가 R&D 수행 경험, 상용 급 원천 기술개발 필요

바이오원유

바이오중유

2023  민간 소규모 해상 실증 완료(’21) 후, 실증연구 중(’23~)

바이오열분해유

2027

 아시아 최대 실증 파일럿 규모 공정 구현 완료

(국책 R&D 지원)

기체상태

바이오연료

액화 바이오메탄

2027

 바이오메탄(CBM) 플랜트 운영 중,
 액화 바이오메탄(LBM)의 LNG 혼소 해상 실증 R&D 필요

❚ 표 2. 국내 주요 선박용 바이오연료 기술 수준(TRL) ❚

바이오연료는 바이오매스(Biomass)5)에서 확보할 수 있는 재생에너지의 한 종류이다. 오늘날 국내

선박용 바이오연료로서 수급할 수 있는 연료는 총 7가지 정도이며, 이 중에서 단기적으로 기존 석유계

연료를 대체할 수 있는 바이오연료는 ‘바이오디젤’과 ‘바이오중유’로 파악된다.6) 나머지 연료는 추가적인

기술개발 및 실증규모의 연구개발(R&D)이 필요한 상황이다.

기술성숙도(Technology Readiness Level)는 1~2단계(기초연구 단계), 3~4단계(실험 단계), 5~6단계(시작품 단계), 7~8단계(실용화

단계), 9단계(양산단계)로 구분됨

5) 바이오매스란 생태계 순환과정(먹이사슬, 분해 등) 중 관련된 모든 생물유기체를 총칭함
6)

기존 화석연료 기반의 선박유 대비 65% 이상 탄소 배출 절감 효과를 나타내는 것으로 알려짐

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1 바이오디젤

➊ 개요

국내에서 바이오디젤(Fatty Acid Methyl Ester, 이하 FAME)은 ｢석유 및 석유대체연료 사업법｣에

따라 식물성 기름(폐식용유, 유채유, 팜유), 동물성 기름(소기름, 돼지기름)을 사용하여 제조한 연료로

정의되며, 바이오디젤연료유는 산업통상자원부장관이 정하여 고시하는 비율로 바이오디젤을 석유제품인

경유와 혼합하여 제조한 연료이다. 일반적으로 바이오디젤은 동·식물성 기름과 메탄올의 전이에스테르화

반응을 통해 생산되며, 1분자의 트리글리세라이드와 3분자의 메탄올이 반응하여 3분자의 지방산 메틸

에스테르와 1분자의 글리세롤을 형성한다[그림 1].7)

❚ 그림 1. 바이오디젤 제조공정 ❚

현재 바이오연료 생산량 중 상당 부분은 음식점 등 식품산업에서 발생하는 폐식용유를 재활용하여

얻어지며, 부족분은 동남아 등지에서 팜유 부산물 기름을 수입하여 사용하고 있다. 이러한 생산 및 공급

과정으로 바이오디젤은 환경친화적인 대체 에너지원으로서 주목받고 있다. 다만, 농업에서 직접 생산되

는 고가의 기름은 바이오디젤로 전환하기 위해 추가 비용이 발생할 수 있어 경제적인 측면에서 경쟁력

이 떨어질 수 있다. 그러나 폐식물성 기름은 무료이거나 저렴하게 얻을 수 있기 때문에 바이오디젤 생산

에 큰 이점을 제공한다.

특히, 식물성기름은 불순물(지방산, 인지질, 물 등)을 제거해야 하고 점도를 낮출 필요가 있기 때문에 에스테르화 같은 화학적 생산과정이

필요함

또한, 바이오디젤은 환경보전의 측면에서 긍정적인 영향을 미친다. 바이오디젤의 공급원인 기름 작물은

자라는 과정에서 대기 중의 이산화탄소를 흡수하며, 바이오디젤은 사용 후 짧은 시간 안에 자연적으로

생분해되어 환경오염에 미치는 영향이 미미하다. 뿐만 아니라, 바이오디젤은 오염물질이나 황산화물 배

출이 전혀 없는 무독성이며, 상대적으로 높은 인화점을 가지고 있어 기존의 화석연료에 비해 안전성이

뛰어나고 화재 위험이 적다. 이러한 이점으로 바이오디젤은 탄소중립과 환경보호를 촉진하는 역할을

한다고 볼 수 있다.

한편, 국내 바이오디젤의 유통 형태는 BD2~5%(이하 BD5)와 BD20%(이하 BD20)가 있다. BD5는

정유사에서 바이오디젤(BD100)을 공급받아 제조하여 주유소 등에 공급·판매하는 유통구조이며, BD20은

바이오디젤 생산업자가 정유사로부터 경유를 공급받아 제조하여 지정판매업자(석유대체연료 대리점,

석유대체연료 주유소)에 공급하고, 이를 지정사업자에 한정하여 공급·사용하는 유통구조이다[그림 2].

바이오디젤은 일산화탄소(CO), 황산화물(SOx), 미세먼지(PM) 등의 차량 배출가스 및 온실가스를

저감시켜 대기환경 개선에 기여하고 있다. 자동차용 경유에 바이오디젤 20% 혼합 사용 시, 경유 대비

탄화수소 15%, CO 17%, SOx 20%, PM 18% 및 매연 14%를 감축할 수 있다. 바이오디젤의 원료인

작물의 재배를 통한 이산화탄소 저감으로 환경보전과 폐식용유 재활용에 따른 수질오염 방지 등의 효과를

보여준다. 아울러, 바이오디젤은 국제적으로 탄소중립연료로 인정되어 경유에 혼합되어 사용될 때 1㎘당

2.57톤의 온실가스 저감을 인정받고 있다.

❚ 그림 2. 국내 바이오디젤의 유통 형태 ❚

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➋ 관련 규제

국내 바이오디젤은 ｢신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법｣에 따른 재생에너지(바이오에너지)

이며, ｢석유 및 석유대체연료 사업법｣에 따른 석유대체연료이다. 석유대체연료인 바이오디젤(BD100)과

바이오디젤연료유(BD20) 및 자동차용 경유(바이오디젤 2%~5% 혼합)의 품질기준은 ｢석유 및 석유

대체연료 사업법｣에 따라 품질관리가 이뤄지고 있다.

’13년 7월 30일에는 ｢신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법｣이 개정(’15년 7월 31일 시행)

되어 법률상에 명시된 신재생에너지 연료 혼합의무 제도가 도입되었다. 이에 따라, 자동차용 경유 중

바이오디젤 혼합 비율은 ’17년까지 연간 2.5%였으며, ’18년부터는 연간 3.0%로 상향되었고, ’21년 7월

부터는 연간 3.5%로 상향되었으며 ’30년에는 연간 5.0%까지 상향될 예정이다[표 3].

연도

구분

’15년

7월 31일

’16년

’17년

’18년

’19년

’20년

’21년

7월 1일

’22년

’23년

혼합비율

2.5%

3.0%

3.5%

혼합근거

신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법

❚ 표 3. 국내 바이오디젤의 자동차용경유 의무 혼합비율 ❚

｢석유 및 석유대체연료 사업법｣ 제31조 등 관련 규정에 따라 제조·수출입업자는 국내에 판매 또는

인도할 목적으로 생산한 제품에 대하여 월 1회 이상 생산공장에서 품질검사를 받아야 하고, 수입한

제품에 대해서는 국내에 판매 또는 인도하기 전에 보세구역에서 품질검사를 받아야 한다. 또한 품질검사

기관인 한국석유관리원이 필요하다고 인정할 때에도 추가로 품질검사를 실시할 수 있다.

2 바이오중유

➊ 개요

바이오중유란 동식물성 유지, 지방산메틸에스테르, 지방산에틸에스테르 및 그 부산물을 원료로 하여

제조한 연료로서 발전용으로 사용하는 것으로 한정하고 있다. 이는 「석유 및 석유대체연료 사업법 시행

규칙」 제3조의 3에서 ‘산업통상자원부령으로 정하는 연료’로 정의된 연료를 말하며, 바이오중유는 신재

생에너지 연료로서「신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법 시행령」 제18조12에서도 동·식물의

유지(油脂)를 변환시킨 연료로 규정하고 있다.

국내에서 시범적으로 보급되는 발전용 바이오중유란 동·식물성 유지 원액이나 알코올을 유지와 반응

시켜 만든 지방산에스테르, 또는 그 둘을 혼합·제조하여 품질기준에 맞게 생산한 연료를 말한다. 발전용

바이오중유는 주로 팜 열매에서 추출된 기름 또는 착유공정 부산물인 팜 원유 및 팜 부산물 등과 동물성

유지 및 바이오디젤 또는 공정 부산물 등 저가의 유지들이 원료로 사용되고 있다[그림 3].

❚ 그림 3. 바이오중유 생산 개략도 ❚

’12년부터 신·재생에너지 공급의무화(Renewable Portfolio Standard) 제도 시행으로 발전 부문

에서의 바이오연료 보급 필요성이 대두되었고, 발전용 바이오중유(bio-fuel oil)에 대한 실질적인 검

토를 시작하였다[표 4].

연도

구분

’12년 ’13년 ’14년 ’16년 ’17년 ’18년 ’19년 ’20년 ’21년 ’22년 ’23년 ’24년 ’25년

’26년

이후

공급비율 2.0% 2.5% 3.0% 3.5% 4.0% 5.0% 6.0% 7.5% 9.0% 12.5% 14.5% 17.0% 20.5% 25.0%

공급근거

신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법

❚ 표 4. 연도별 신재생에너지 공급량 의무 비율 ❚

➋ 관련 규제

’13년 12월 발전 4사(한국중부발전, 한국서부발전, 한국남부발전, 한국동서발전), 한국지역난방공사,

한국석유관리원으로 구성된 ｢발전용 바이오중유 상용화 연구 추진단｣이 발전용 바이오중유 시범보급사업

운영관리와 상용화 법령 개정(안) 마련을 위한 연구를 진행하였고, ’14년 1월부터 산업통상자원부 고시

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제2014-1호 ｢발전용 바이오중유 시범보급사업 추진에 관한 고시｣와 석유사업법을 근거로 5년간(’14년

1월~’18년 12월) 발전용 바이오중유 시범보급사업이 추진되었다. ’19년 석유사업법 고시 ｢석유대체

연료의 품질기준과 검사방법 및 검사수수료에 관한 고시｣, ｢석유대체연료의 성능평가기준과 품질시험

방법 등에 관한 고시｣를 개정하여 바이오중유 항목을 신설하고 상용화하여 품질기준에 따라 관리를 하고

있다.

3 바이오가스

➊ 개요

국내 바이오가스는 ｢석유 및 석유대체연료 사업법｣에서 유기성폐기물이나 바이오매스를 소화 또는

발효시켜 만든 연료로 정의한다. 바이오가스는 습하고 혐기적(anaerobic)인 조건에서 미생물에 의해

유기물이 분해되는 곳에서 주로 발생하며, 음식물쓰레기나 가축분뇨 등의 유기성폐기물이나 하수처리

분야에서도 많이 발생한다.

❚ 그림 4. 일반적인 바이오가스의 제조공정 ❚

바이오가스의 성분은 주로 메탄(CH4) 55~70%와 이산화탄소(CO2) 29~43%이며, 이외에 물과 황화

수소(H2S) 등이다. 이러한 바이오가스를 수송용 연료로 사용하기 위해서는 정제와 고품질화

(Upgrading) 과정이 필요하다[그림 4]. 전처리 또는 정제공정에서는 황화수소와 실록산을 주로 제거하

며, 황화수소 제거에는 건식탈황과 습식탈황 방법이, 실록산 제거에는 흡착법, 흡수법, 심냉법 등이 사

용된다. 이렇게 고품질화된 바이오가스는 주로 도시가스에 배관망에 연계하거나 자동차용 연료로 활용

되고 있다[그림 5].

❚ 그림 5. 국내 바이오가스의 활용 ❚

➋ 관련 규제

바이오가스의 제조기준은 대기환경보전법의 자동차 연료·첨가제 또는 촉매제의 제조기준에 정의되어

있으며, 자동차용 연료로 공급할 수 있는 제도적인 여건이 마련되어 있다.

아울러, 도시가스사업법 제2조에는 천연가스와 일정량을 혼합하거나 이를 대체하여도 가스공급시설

및 가스사용시설의 성능과 안전에 영향을 미치지 않는 바이오가스, 석유가스, 나프타부생가스, 합성천연

가스 등을 대체 천연가스로 분류하였고, 바이오가스가 도시가스 배관망을 통해 공급할 수 있는 품질기준

이 마련되었다.

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2. 국내 미상용 바이오연료 개발 동향

1 수첨바이오디젤

➊ 개요

수첨바이오디젤(Hydrotreated Vegetable Oil, 이하 HVO)은 동·식물성 유지를 메탄올과 반응시켜

제조되는 바이오디젤과는 달리 동·식물성 유지를 수소와 반응시켜 제조되는 파라핀(paraffin) 계열의

HVO를 의미한다[표 5].

HVO는 n-파라핀 또는 iso-파라핀의 혼합물로 가장 간단한 형태의 탄화수소 화합물이다. 일반적으로

HVO의 탄소수는 15~18개이다. HVO는 방향족 화합물을 함유하지 않기 때문에 방향족 화합물을 함유

하고 있는 석유계 경유와 비교할 때 연소 성능이 우수하다고 알려져 있다. 또한, 경유 또는 항공유와

성분이 비슷하므로 일부 해외 국가에서는 자동차용 경유를 100% 대체하거나 자동차용 경유에 혼합하여

사용하기도 하며, 석유계 항공유에 혼합되어 사용되고 있다.

동 바이오연료의 특성은 바이오디젤에 비해 n-파라핀 비율이 높고 밀도가 낮아, 경유에 배합하였을 때

FAME 배합 경우보다 세탄가와 세탄지수가 높아지는 장점이 있다. 그러나 바이오디젤은 기존 경유보다도

낮은 세탄가와 세탄지수를 가지고 있어, 경유에의 배합 비율이 높을수록 세탄가와 세탄지수가 감소한다.

HVO는 바이오디젤보다 상대적으로 발열량이 높으므로 경유에 배합 시 바이오디젤 혼합경유 대비 발열

량이 높아진다. 그러나 HVO의 낮은 밀도로 인해 HVO 혼합경유의 부피당 발열량은 기존 경유보다는

낮은 편이다.

구분

제조공정

수첨바이오디젤

(HVO)

바이오디젤

(FAME)

❚ 표 5. 수첨바이오디젤(HVO)과 바이오디젤(FAME) 제조공정 비교 ❚

➋ 관련 연구개발

HVO의 기술개발은 SK이노베이션이 ’12년 정부 신재생에너지기술개발사업인 ｢차세대 바이오디젤

생산기술 실증연구｣ 수행을 통해 20 배럴/일 규모의 실증 플랜트를 건설하여 차세대 바이오디젤 시험

생산에 성공한 경험이 있으나, 현재는 실증플랜트가 철거된 상태이다.

국내는 SK이노베이션에서 개발된 HVO를 겨울용 자동차용 경유에 혼합비율(2, 5, 10, 20, 30, 40,

50%)로 제조하여 국내 자동차용 경유의 품질기준 여부를 평가한 결과, HVO 함량 20%까지는 현행

자동차용 경유의 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다.

국내에서 상업적으로 HVO를 생산하고 있는 업체는 없으나, 해외에는 유럽의 Neste, 미국의 Diamond

Green Diesel 등에서 HVO를 상업적으로 생산하고 있다[표 6].

생산사(본사)

판매량(백만 리터)

생산사(본사)

판매량(백만 리터)

Neste(핀란드)

3,802.4

ENI(이탈리아)

371.5

Diamond Green Diesel(미국)

1,558.3

TOTAL(프랑스)

174.9

UPM(핀란드)

267.1

PREEM(덴마크)

217.4

REG(미국)

439.2

CEPSA(스페인)

507.8

출처: Global Hydrotreated Vegetable Oil(HVO) Market Report, 2021

❚ 표 6. 해외 수첨바이오연료 생산사 및 판매량(’20년) ❚

해외에서는 HVO가 일반 경유보다 고가로 판매되고 있다. 국내에서도 HVO를 선박용 바이오연료로

사용하기 위해서는 선박용 경유 대비 생산단가를 낮추는 기술개발 후, 정유공정에서 생산하는 방식이

적절할 것으로 보인다.

2 F-T 디젤

➊ 개요

F-T(Fischer-Tropsch) 디젤은 바이오매스(목질계 등)를 가스화하여 만들어진 합성가스(H2, CO)를 물

리·화학적 공정을 통해 액화한 연료로 휘발유, 항공유, 경유 성분 등 파라핀 기반의 연료를 말하며,

BTL(Biomass-to-Liquids) 디젤로도 부른다.

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가

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드

북

Wood

(Biomass)

1 Ton

wood

Gasification

Fischer-Tropsch

Synthesis

Biosyngas

240 L

FT Wax

210 L

BTL

BT -Diesel

Dies

Light

FT Product

Electricity & Heat

from off-gas

❚ 그림 6. F-T 디젤(BTL 디젤) 제조공정 ❚

기존 바이오디젤은 식물성 기름만을 원료로 사용하는 데 비해 F-T 디젤은 모든 종류의 바이오매스를

원료로 사용하므로 원료 제한이 없다는 장점이 있다. 이러한 장점으로 2세대 바이오디젤로 불리는 F-T

디젤은 섬유소계 바이오매스를 가스화하여 합성가스로 전환한 후 가스 정제 및 Fischer-Tropsch(F-T)

합성에 의해 생산된다[그림 6].

F-T 디젤 연료는 합성가스 생성공정에서 황 성분이 거의 제거되기 때문에 일반적으로 초저유황 특성을

지닌다. 그러나 이런 특성은 F-T 디젤의 윤활성(lubricity)을 저하시키는 경향이 있다. 또한 다환방향족이

극히 낮은 F-T 디젤도 초저유황 상태에서 윤활성을 저하시킨다. 따라서 이런 문제를 해결하기 위해

상용 윤활성 향상제를 첨가하는 방법이 있다.

F-T 디젤의 저온특성(저온필터막힘점, 유동점, 담점)을 보면 높은 n-파라핀의 함유로 인해 자동차

경유 대비 사용측면에서 다소 불안정하다. 따라서 이러한 F-T 디젤은 일반 경유와 혼합하여 사용하거나,

유동점 향상제 등을 첨가할 필요가 있다. 그러나 F-T 디젤은 세탄가가 75로 기존 자동차 경유(56)보다

월등히 우수함을 보여준다. 이는 F-T 디젤이 n-파라핀을 많이 함유하고 있기 때문이다. 높은 세탄가를

가진 연료는 일반적으로 배출가스 중 NOx 감소에 영향을 주고 있는 것으로 알려져 있다.

➋ 관련 연구개발

국내 F-T 디젤의 개발은 한국화학연구원이 ’07~’12년까지 바이오매스를 활용한 BTL(Biomass to

Liquid) 기술을 정부 R&D로 개발하여 생산기술을 보유하고 있다. 또한, 한국석유관리원이 ’10~’12년

까지 기존 석유제품과 차량 적용성에 대한 연구를 수행하였다.

국내 개발된 시제품인 F-T 디젤 30%(BTLD 30, 경유에 F-T 디젤 30%를 혼합한 연료)를 대상으로

자동차용 경유와 상호 비교한 결과, F-T 디젤 30%의 배출가스는 바탕시료인 자동차용 경유 대비 감소

하는 결과로 나타났고, THC(Total hydrocarbon)는 20.4%, CO는 10.9%로 각각 감소하였으며, NOx

또한 미미하지만 0.3% 감소하였다. 대기환경보전법 및 제작차 배출허용기준의 규제물질은 아니지만 온

실가스인 CO2는 1.0%로 감소한 것으로 나타났으며, PM은 57.1%가 감소한 것으로 나타났다[그

림 7].

❚ 그림 7. F-T 디젤(BTL 디젤) 배출가스 특성 ❚

국내에서 F-T 디젤의 기술 수준은 TRL 5 정도로 선박용 바이오연료로 사용하기 위해서는 대량생산을

위한 합성가스 정제기술과 장수명 촉매에 대한 기술개발이 요구된다. 이에, 국가 R&D를 통한 실증

연구가 수행될 예정이다.

3 바이오메탄올

➊ 개요

바이오메탄올 제조기술은 바이오매스를 발효하여 제조하는 바이오에탄올과는 다르게 주로 가스화하여

정제된 합성가스(H2, CO)를 제조하고, 이를 촉매 화학적 전환에 의하여 메탄올과 합성 후, 분리 정제하여

생산된다. 또한, 유기성폐자원을 혐기소화를 통해 바이오가스를 생산 시 분리된 이산화탄소와 메탄을

활용하여 제조할 수도 있는데 메탄올을 개질하여 만들어진 수소와 이산화탄소 합성가스를 통해서도 생산

할 수 있다[그림 8, 9].

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북

❚ 그림 8. 바이오매스 가스화를 통한 바이오메탄올 제조공정 ❚

❚ 그림 9. 유기성폐자원의 혐기소화를 통한 바이오메탄올 제조공정 ❚

바이오메탄올은 높은 옥탄가를 가져 주로 내연기관인 자동차용 휘발유의 첨가제로서 사용되고 있다.

그러나, 선박용 연료로 디젤엔진에 적용될 경우 메탄올의 낮은 세탄가로 인해 엔진의 개조가 요구될 수

있다. 따라서 선박용 연료로 사용하기 위해서 메탄올과 선박용 경유나 중유를 이중연료로서 동시에 직접

분사하도록 연료 인젝터(injector)를 개조하기도 한다.

➋ 관련 연구개발

국외 바이오매스로부터 가스화 기술을 통해 메탄올을 제조하는 공정의 기술개발 수준은 실증연구

(TRL4~6)에서 상용화(TRL7~9)로 넘어가는 단계에 있는 것으로 파악된다. [표 7]은 바이오매스의 가스화

기술에 기반하여 메탄올, SNG(Synthetic Natural Gas, 합성천연가스), F-T(Fischer-Tropsch) 연료

등을 생산하는 글로벌 프로젝트를 보여준다.

합성가스를 사용한 메탄올 제조는 이미 천연가스와 석탄을 원료로 하여 연간 1억 톤 생산 규모의 상용화

설비가 운용되고 있다. 대부분 공정에서는 Johnson Matthey사의 Cu/ZnO /Al2O3 촉매가 사용되고

있으며, 바이오메탄올 제조기술의 상용화 여부는 바이오매스의 가스화 기술개발에 달려 있다.

소유

프로젝트명

착수

기술

TRL

국가

BioMCN

BioMCN commercial

2009

Glycerol to methanol

65,000t/y

Total(Axens,

Thyssenkrupp

Industrial)

BioTfuel demo

2021

Biomass to bio-jet fuel and

biodiesel(gasfication+FT)

8,000t/y

6-7

Cutec

Synthesis Cutec

Clausthal-Zellerfield

1990

Biomass gasification + FT, FT

liquids 0.02t/y

Pilot

4-5

Enerkem

Westbury

commercial

demonstration facility

2009

Biomass(wood waste, MSW)

gasification + methanol

1,000t/y

6-7

Enerkem

Synthesis Enerkem

Sherbrooke

2009

Biomass(wood waste, MSW)

gasification + methanol SNG,

475m3/y

Pilot

4-5

Enerkem Alberta

Biofuels LP

Edmonton

Waste-to-Biofuels

Project

2014

Biomass(wood waste, MSW)

gasification + alcohols,

30,000t/y

Engie + consortium

Gaya

2023

Biomass gasficiation + SNG

GTI Gas Technology

Institute

(Carbona, Velocys)

GTI gasfier Des

Planies

Biomass gasification + FT,

gasoline 38m3/y

Pilot

4-5

USA

KIT(Karlsryhe

Institute of

Technology) bioliq

bioliq

2012

Lurgi gasfier + DME, gasoline,

608t/y

Pilot

4-5

NREL

Thermochemical

Users Facility(TCUF)

1985

Expansion in progress,

gasification, pyrolysis etc.

Pilot

4-5

USA

Tembec Chemical

Group

Synthesis Tembec

Chemical Quebec

Ethanol 13,000t/y

6-7

TU Munich

Booster

Entrained flow gasifier, SNG

Pilot

4-5

Uni Stuttgart

Magnus. 200kW pilot

plant for SEG

(Sorption Enhanced

Reforming)

Biomass gasfier, syngas

0.33MWth

Pilot

4-5

West Biofuels

LLC Thermal

Reformer Synthesis

West

Biofuelswoodland CA

2007

Biomass gasification + FT

6-7

USA

Thermochem

Recovery

International

Technology

development

laboratory and pilot

plant -

thermochemical

2007

Biomass gasification + FT,

mixed alcohols, power FT

liquids 0.002t/y

Pilot

4-5

USA

❚ 표 7. 바이오메탄올 글로벌 프로젝트 현황 ❚

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북

국내 바이오메탄올의 기술개발은 연료생산이 아닌 바이오매스 기반의 F-T 합성연료 생산을 목적으로

하며, 한국생산기술연구원에서 ’07~’12년 기간 바이오매스의 가스화 기술개발을 수행하였으나, 정제된

합성가스의 대량생산을 위한 기술개발은 추가 연구가 필요한 실정이다.

국내에서 가스화를 통한 바이오메탄올 제조기술의 수준은 TRL 5 정도로서 선박용 바이오연료로

사용하기 위해서는 대량생산을 위한 가스화 기술개발이 시급히 요구된다.

한편, 바이오가스를 통한 바이오메탄올 제조기술은 TRL 6 정도 수준으로서 효율적인 바이오가스

활용방안이 지원된다면, 가스화를 통한 바이오메탄올 제조기술보다도 조기 상용화가 가능한 수준으로

파악된다.

3. 국내 바이오연료 생산 및 공급 동향

1 바이오연료 생산

➊

바이오디젤

국내 바이오디젤 산업은 「신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법」 등에 근거한 신재생연료

의무혼합제도(RFS) 도입에 따라 2000년대 후반부터 본격적으로 활성화되기 시작하였다. 최초 21개의

바이오디젤 생산기업이 등록되었지만, 현재는 국내에 약 7개사(제이씨케미칼㈜, 애경케미칼㈜, SK에코

프라임, GS바이오㈜, ㈜이맥솔루션, ㈜에코앤솔루션, DS단석)가 석유대체연료(바이오디젤) 제조업자로

등록되어 있으며, 연간 생산능력은 약 121만 ㎘ 수준이다.

동 보고서는 현재 바이오디젤 사업을 영위 중인 해당 7개 사(6개 사 응답)를 기준으로 생산능력 등을

조사한 결과를 포함하고 있다.

한국바이오에너지협회에 따르면, 국내 바이오디젤 업계는 의무 혼합비율이 3.5%로 설정된 ’21~’22년

까지 약 75.5~80만 ㎘의 바이오디젤을 판매하였으며, 유럽과 미국 등지에 약 21.5~ 22만 ㎘를 수출하

였다. 따라서, ’22년 기준으로 선박용 바이오디젤로 사용할 수 있는 물량은 생산능력과 수출물량을 고

려할 때 19만 ㎘ 수준으로 파악된다(2022년 국내 바이오디젤 판매량은 총 798,000 ㎘로 ’21년 대비

약 5.7% 증가하였으며, 바이오디젤 수출량은 218,000 ㎘로, ’21년 대비 2.3% 증가하였다). [표 8].

연도

구분

연도별 바이오디젤 판매량 및 수출량(천 ㎘)

’15년

’16년

’17년

’18년

’19년

’20년

’21년

’22년

바이오

디젤

내수

470

559

606

722

735

743

755

798

수출

108

227

215

218

합계

558

645

634

757

843

970

1,016

출처: 한국바이오에너지협회

❚ 표 8. 국내 바이오디젤 연간 판매량 및 수출물량 ❚

현재 국내 생산기업의 바이오디젤 생산 원료는 폐식용유(UCO), 팜유, 팜유 부산물, 동식물성 유지,

지방산 피치 등이며, 이 중 폐식용유의 경우 국내에 구축된 ‘폐자원 순환 재생 시스템’ 등을 통해 연간

약 20만 톤이 바이오디젤 원료로 재활용되고 있다.

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➋ 바이오중유

바이오중유는 2014년부터 생산되었으며, 생산업자가 팜유 및 고산가 팜 부산물, 바이오디젤 공정

부산물, 동물성 유지 등의 원료물질을 확보하고 혼합 및 전처리 공정을 통해 고시상 품질기준에 적합한

제품을 제조하여 탱크로리나 선박을 통해 발전사에 납품하고 있다.

전 세계 바이오연료 시장 중 국내에서 유일하게 생산 및 소비가 활성화된 바이오중유는 상용화 이후,

’19~’22년 사이에 45만~55만 ㎘를 유통하였으며, 발전용 수요의 감소로 ’22에는 ’21년 대비 14.1%

감소한 약 459,000 ㎘의 수요량을 기록하였다 [표 9].

연도

구분

연도별 바이오중유 생산(천 ㎘)

’19년

’20년

’21년

’22년

바이오중유

546

557

534

459

출처: 한국바이오에너지협회

❚ 표 9. 국내 바이오중유의 생산량 ❚

한편, 바이오중유는 미세먼지의 주범인 황산화물이 거의 배출되지 않으며, 중유 대비 질소산화물은

39%, 미세먼지는 28%, 온실가스는 85%가

저감되는 등 환경개선 효과가 우수한 것으로 나타났다.

➌ 바이오가스

국내에서 설치 및 운영 중인 바이오가스 플랜트 시설은 2021년 기준 총 110개소로 하수슬러지 소화

조가 28개소, 음식물처리장이 25개소, 가축분뇨가 3개소, 병합시설이 54개소이다. 바이오가스 플랜트

시설은 2018년까지 증가하다가 2020년 이후 110개를 유지하고 있다[표 10].

조사연도

음식물

가축분뇨

하수슬러지

통합

계

’18

100

’19

101

’20

110

’21

110

❚ 표 10. 국내 바이오가스 플랜트 수 현황 ❚

국내 바이오가스 시설의 연간 생산량은 2021년 기준 3억 7,500만 m

3이다. 바이오가스 생산사의

자체 이용은 주로 발전과 열원 등이 차지하며, 각각 4,600만 Sm

3, 1억 5,600만 m3였다. 또한, 외부

공급은 주로 발전, 도시가스, CNG 및 열원 등에 이용되었으며, 미활용 바이오가스는 5,700만 m

3 수준

으로 주로 연소하고 소진하고 있다. 국내 바이오가스의 생산량은 고유가 및 기후변화 대응을 위한 폐자

원 에너지화 정책 추진 효과로 매년 지속 증가하는 추세이다[표 11].

연도

생산량

(천m

활용량(천m

미활용량(천m

(연소 처리)

발전

외부공급

자체이용

스팀가스

사용

소계

’18

353,709

62,209

97,669

94,835

30,817

285,530

68,179

’19

351,163

65,023

89,766

105,610

32,754

293,153

58,011

’20

362,326

49,854

100,125

113,638

37,995

301,612

60,714

연도

생산량

(천m

자체이용(천m

외부공급(천m

미활용량(천m

(연소)

발전

열원 등

발전

도시가스

CNG

열원 등

’21

375,002

46,099

155,972

38,160

34,028

5,658

37,801

57,284

출처: 2021년 유기성폐자원 바이오가스화시설 현황, 환경부

❚ 표 11. 국내 바이오가스의 생산량 및 활용량 ❚

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북

➍ 바이오연료 공급 생산기업 현황

울산항만공사의 자체 조사 결과, 국내 바이오연료 생산 7개 사의 연간 최대 생산능력은 바이오디젤 약

135만 톤, 바이오중유 약 166만 톤이며, 생산기업별 현황은 아래와 같다[표 12].

기업명

연료종류

공장 소재지

주요 원료

연 최대 생산 가능량(㎘)

GS바이오(주)

바이오디젤

전라남도 여수시

팜유

120,000

SK에코프라임

바이오디젤

울산광역시

팜유부산물

(PFAD, PAO)

300,000

바이오중유

CNSL / MAOO

280,000

㈜에코앤솔루션

바이오디젤

전라북도 정읍시

UCO, 팜스테아린,

카놀라유, 대두유

118,000

제이씨케미칼㈜

바이오디젤

울산광역시

UCO, 팜오일

165,000

바이오중유

BD피치, 지방산피치,

CNSL

619,000

애경케미칼㈜

바이오디젤

울산광역시

동식물성 유지, UCO 등

200,000

바이오중유

지방산류, 정제CNSL 등

244,146

㈜이맥솔루션

바이오디젤

전라북도 정읍시

팜유, 회수유

140,000

바이오중유

팜유, 회수유, 피치

76,000

DS단석

바이오디젤

경기도 시흥시,

평택시, 충청북도

제천시

304,373

바이오중유

438,895

합계

바이오디젤

1,347,373

바이오중유

1,658,041

출처: 울산항만공사 자체 생산기업 대상 설문조사, 개별기업 홈페이지 등

❚ 표 12. 국내 바이오디젤 생산기업 및 생산능력 현황 ❚

현재 바이오연료의 해운분야 활용을 위해 국내 생산기업이 취득한 국제인증으로는 크게 EU의

ISCC, 미국의 LCFS, RFS 등이 있으며, 인증제도 주요 현황 및 국내 생산기업의 인증 취득현황은

아래 표와 같다[표 13, 14].

인증명

개 요

주 요 내 용

ISCC EU

 EU 재생에너지 지침에 부합하는 지속가능

및 저탄소 제품에 대한 국제인증으로, ISCC
EU는 바이오에너지 분야에 대한 인증

 EU국가 바이오연료 수출 시 해당인증 필수
 원료공급 전(全)과정 추적 가능
 EU국가 선박 항행 시 ISCC EU 인증

바이오연료 限 입항 허용

미국 LCFS

 미국 캘리포니아에서 시행 중인 운송 부문

온실가스 감축을 위해 제정된 저탄소 연료
표준

 탄소 집약도(CI) 등 특정 탄소 배출 목표

달성에 초점, 재생 연료에 의한
탄소감축분에 대해 LCFS Credit 제공

미국 RFS

 미국 환경보호청(EPA)에서 시행 중인

신재생연료 의무혼합제도

 미국 내 수송 연료에 일정비율 이상 신재생

연료의 혼합 강제

출처: 울산항만공사 자체 생산기업 대상 설문조사, 개별기업 홈페이지 등

❚ 표 13. 바이오연료 해운부문 국제인증제도 ❚

기업명

인증연료

주요 원료

취득일자

ISCC EU

㈜이맥솔루션

바이오

디젤

팜유, 회수유

2023. 03. 27.

DS단석

UCO(Used Cooking Oil),

POME(Palm Oil Mill Effluent)

2023. 03. 27.

SK에코프라임

POME(Palm Oil Mill Effluent)

2023. 04. 26.

㈜에코앤솔루션

UCO(Used Cooking Oil)

2023. 08. 25.

제이씨케미칼㈜

UCO(Used Cooking Oil),

POME(Palm Oil Mill Effluent)

2023. 09. 26.

제이씨케미칼㈜

바이오
선박유

FAME(Fatty Acid Methyl ester)

부산물, Acid Oil

2023. 06. 18.

㈜이맥솔루션

팜유, 회수유, 피치

2023. 03. 27.

DS단석

FAME(Fatty Acid Methyl ester)

부산물

2023. 03. 27.

LCFS

제이씨케미칼㈜

바이오

디젤

UCO(Used Cooking Oil)

DS단석

UCO(Used Cooking Oil),

POME(Palm Oil Mill Effluent)

RFS

애경케미칼㈜

바이오

디젤

UCO(Used Cooking Oil)

DS단석

UCO(Used Cooking Oil),

POME(Palm Oil Mill Effluent)

출처: 울산항만공사 자체 생산기업 대상 설문조사, 개별기업 홈페이지 등

❚ 표 14. 국내 생산기업의 국제인증제도 취득 현황 ❚

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북

바이오연료 생산기업을 대상으로 한 설문조사 결과, 응답한 6개사 모두 바이오디젤의 선박연료 수요가

확대될 것으로 전망한 반면, 바이오연료의 선박연료 판매, 활용, 보급에 관한 국내 제도 및 규정 개정의

필요성에는 5개사가 필요하다고 응답함에 따라, 바이오연료의 선박연료 활성화 정책 및 제도의 수립

등이 필요한 시점임을 확인하였다[표 15].

구분

매우증가

증가

보통

감소

매우감소

바이오연료

산업별 수요전망

발전용 수요

선박용 수요

(바이오디젤)

선박용 수요

(바이오중유)

의무혼합제도

매우필요

필요

보통

불필요

매우불필요

바이오연료 선박연료 판매, 활용,

보급 관련 국내 제도 및 규정 개정 필요성

출처: 울산항만공사가 실시한 국내 바이오디젤 생산기업 7개사 대상 설문조사(2023. 10.17.~23.)

❚ 표 15. 국내 바이오기업의 바이오연료 산업별 수요전망 및 정책 개선 필요성 조사 ❚

2 바이오선박유 공급

국내에서 석유대체연료를 제조, 공급, 판매 시에는 가짜석유제품의 제조, 유통 등을 예방하기 위해서

「석유 및 석유대체연료사업법( 이하 “석유사업법”」등의 적용 및 관리를 엄격히 적용받고 있으나, 현재

바이오연료를 선박용 연료로서 상용화하기 위한 법적 기반이 부족한 상황이다.

현재 바이오디젤의 경우에는 「석유사업법」제5조, 「석유대체연료의 성능평가기준과 품질시험방법 등

에 관한 고시」를 통해 디젤자동차용 바이오디젤연료유의 품질기준만 제공하고 있으며, 「석유사업법 시

행규칙」제3조의3에서는 바이오중유의 사용을 발전용으로 제한하고 있다. 또한「석유사업법」제25조에

따라 석유대체연료 제조사는 한국석유관리원에 판매전 품질검사 및 사용목적 등을 신고하여야 함에 따

라, 현재로서는 바이오디젤, 중유 등을 기존 화석연료와 혼합하여 바이오 선박유로 제조하는 방법은 산

업통상자원부 등에서 시행 중인 실증사업 및 관련 제도를 활용하는 수밖에 없다.

선박용 바이오연료 도입을 위해서는 「석유사업법 시행령」제5조에 따라 품질 및 안전성 등을 확보하

여야 한다. 따라서 선박용 바이오 연료로 사용하기 위해서는 실증연구를 통해 품질 및 성능평가 기준이

사전에 마련되어야 한다.

정부는 친환경 바이오연료 시장 활성화를 위해 2022년 11월 민·관 합동 ‘친환경 바이오연료 활성화

얼라이언스’를 발족한 바 있으며, 현재 한국석유관리원 주관으로 「선박용 바이오연료 도입을 위한 실증

연구」를 시행 중에 있다. 정부는 실증연구를 통해 선박용 바이오디젤 및 선박용 바이오 중유의 품질기준

및 성능평가 기준을 2025년까지 수립할 계획임을 밝혔다.

석유사업법 시행규칙 제5조의제9호

「석유 및 석유대체연료 사업법 시행령」 제5조(석유대체연료의 종류) 9. 그 밖에 에너지 이용효율을 높이기 위하여

이용 보급을 확대할 필요가 있고 사용기기[자동차 또는 이와 비슷한 내연기관, 보일러 및 노(爐)를 말한다]에 적합

한 품질과 성능 및 안전성 등을 갖추고 있다고 인정하여 산업통상자원부장관이 관계 행정기관의 장과 협의하여 산

업통상자원부령으로 정하는 연료

또한 현재 바이오디젤을 해상에서 선박으로 공급하기 위해서는 선박 대 선박(Ship to Ship) 방식이

필수적인데, 현재 국제해사기구(IMO)의 IBC CODE(International Code for Construction and

Equipment of Ships carriying Dangerous Chemicals in Bulk)에 따라, 바이오디젤(FAME)이

25%를 초과할 경우 반드시 Type 2 이상의 케미컬 탱크에 적재, 운송하여야 하므로 현재의 석유류 제품

연료공급선을 이용하지 못하는 문제가 있어서 이에 대한 대책도 필요하다.

다만 현재 정부는 실증사업을 통해 바이오디젤 공급 시에 혼합률이 25%를 초과하더라도 석유연료

공급선을 활용한 선박연료 공급을 제한적으로 허용해주고 있다. 국내에서는 ’21년부터 현재까지 총 4회에

걸쳐 바이오연료의 선박연료 공급 확인되었으며, 상세내역은 아래 표와 같다[표 16].

시 기

내 용

공급량

’21.12.

HMM社 1만 3,000TEU급 컨테이너 선박 바이오중유(B20) 연료공급 실증

80톤

’23.07.

머스크社 2,100TEU급 메탄올 추진선 바이오디젤(B100) 연료공급 실증

1,000톤

’23.09.

HMM社 6,400TEU급 컨테이너 선박 바이오선박유(B30)8) 연료공급 실증

500톤

자동차운반선 STS(Ship To Ship)방식 바이오선박유(B30) 연료공급 실증

500톤

❚ 표 16. 국내 바이오연료의 선박연료 공급 실증사업 추진실적 ❚

현재 바이오디젤을 포함한 석유류, 석유제품 등의 보관을 주 사업으로 하는 상업용 탱크터미널은

울산항, 여수항, 평택항에서 운영되고 있다. 국내 상업용 탱크터미널의 일시적인 보관·저장능력은 약 8

백만 ㎘로 추정되며, 울산항은 국내 최대 탱크터미널 항만으로 약 47.4%에 해당하는 381백만 ㎘의

B20, B30: 바이오연료 혼합비율 20%, 30%

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저장능력을 갖추고 있다[표 17]. 또한 대다수의 탱크터미널사의 경우 「항만운송사업법」에 따른 한정

하역업(액체 위험물)을 지방해양수산청에 등록 후 터미널 전용부두를 운영하고 있다.

구분

울산항

여수항

평택항

기타

(인천, 부산)

합계

탱크터미널 수

11개사

4개사

6개사

2개사

23개사

저장능력

약 3,808천 ㎘

약 2,906천 ㎘

약 1,085천 ㎘

약 220천 ㎘

약 8,019천 ㎘

출처: 울산항만공사 자체 생산기업 대상 설문조사, 개별기업 홈페이지 등

❚ 표 17. 국내 항만별 탱크터미널 현황 ❚

울산항 소재 상업용 탱크터미널9)은 총 11개사이며, 탱크터미널 대상 설문조사를 통해 그 중 5개사가

현재 46개의 탱크에서 바이오디젤 및 바이오중유 47,4만 ㎘를 상시 보관 중임을 확인하였다[표

18]. 또한 탱크터미널 내 바이오디젤의 보관은 화주의 요청에 따라 기존 탱크를 활용하여 보관능력 확

대 등 변경할 여지가 있음을 확인하였다.

터미널명

연료명

탱크기수

저장능력(㎘)

정일스톨트헤븐

바이오디젤

110,600

바이오중유

20,900

유나이티드터미널

바이오디젤

20,000

바이오중유

6,250

오드펠터미널코리아

바이오중유

12,500

울산에너지터미널

바이오디젤

95,000

바이오중유

180,000

온산탱크터미널

바이오중유

28,390

합계

바이오디젤

225,600

바이오중유

248,040

❚ 표 18. 울산항 탱크터미널 11개사의 바이오연료 저장능력 ❚

울산항 소재 탱크터미널사의 기업별 상세정보는 울산항만공사 홈페이지 내 울산항 기업정보서비스(http://www.upa.or.kr/bizinformation)

에서 확인할 수 있음

제

3장

바이오선박유

규정현황

제3장

바이오선박유 사용을 위한 가이드북

바이오선박유 규정현황

1. 국제 규정

1 유엔기후변화협약(UNFCCC)

전 세계적으로 환경보호에 대한 인식 확산으로 환경 문제에 대한 대책 마련을 위하여 관련 규제가

강화되고 있다. 특히 지구온난화에 따른 기후변화와 관련하여 1992년 채택된 유엔기후변화협약(United

Nations Framework Convention on Climate Change, 이하 UNFCCC)은 1994년 3월에 정식

으로 발효되었으며, 현재 198개국이 가입하였다. 동 협약은 기후시스템이 인위적 간섭으로 인한 부정적

영향을 받지 않는 수준으로 대기 중 온실가스 농도를 안정화하는 것을 목표로 한다.

유엔기후변화협약은 연 1회 개최되는 당사국총회(Conference of the Parties, 이하 COP)를 통해

당사국들의 협약 이행방법 및 주요 사안을 검토하고 있으며, 주요 환경 협약인 교토의정서와 파리협정을

채택하여 지구온난화를 초래하는 온실가스 배출을 억제하기 위하여 노력하고 있다.

➊ 교토의정서(Kyoto Protocol)

1997년 일본 교토에서 개최된 제3차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP3)에서는 선진국들의 정량

적인 온실가스 감축 의무를 규정한 교토의정서가 채택되었다. 교토의정서는 기후변화의 주범인 온실

가스를 정의하였으며, 책임의 원칙에 따라 당사국을 부속서 I 국가, 부속서 II 국가, 비부속서 국가로

구분해 각기 다른 방법으로 온실가스 감축 의무를 부과하였다. 부속서Ⅰ에 해당하는 선진 국가들(미국,

영국, 일본 등 38개국)에게 2008~2012년인 1차 공약 기간 내에 온실가스 방출을 1990년 수준보다 평

균 5.2% 감축하는 의무를 부과하였고, 부속서 II 국가(OECD 가입국 등)는 개발도상국에 재정과 기술

을 지원할 의무를 부과하였으며, 비부속서 국가(개발도상국)에 대해서는 유엔기후변화협약에 따라 온실

가스 감축과 기후변화 적응에 관한 보고, 계획의 수립 이행 등 일반적 조치를 요구하였다.

또한 교토의정서는 부속서Ⅰ 국가들의 목표치를 달성하기 위한 방법으로 ‘유연성 메커니즘(Flexibility

Mechanism)’ 체제인 배출권거래제 배출권거래제(Emission Trading System, ETS), 공동이행제도

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(Joint Implementation, JI), 청정개발체제(Clean Development Mechanism, CDM)를 도입하여,

온실가스를 감축하고 개도국의 지속가능한 발전을 지원할 수 있는 계기를 마련하였다.

제 도

내 용

배출권 거래제도

(ETS)

 온실가스 감축의무가 있는 국가에 배출량 할당 후 국가 간 배출 쿼터의 거래를

허용하는 제도

공동이행제도

(FI)

 부속서Ⅰ에 포함된 국가들이 온실가스 감축 사업을 공동으로 이행하는 것을

인정하는 제도

청정개발체제

(CDM)

 부속서Ⅰ국가가 이외의 국가에 투자하여 발생한 온실가스 배출 감축 실적을

자국의 감축실적에 반영할 수 있는 제도

❚ 표 19. 교토의정서 내용 ❚

➋ 파리협정(Paris Agreement)

2015년 프랑스 파리에서 개최된 제21차 유엔기후변화협약 당사국 총회(COP21)에서는 모든 당사국이

온실가스 감축에 참여하는 신기후체제의 근간인 파리협정이 채택되었다. 이에 기존 선진국에만 온실

가스 감축 의무를 부과하던 교토의정서 체제를 넘어서 전 세계 모든 국가가 자국의 현재 상황을 고려하여

참여하는 보편적인 체제를 마련하였다.

파리협정은 산업화 시기 이전 수준 대비 지구 평균기온 상승을 2℃ 보다 현저히 낮은 수준으로 유지

하고, 1.5℃로 제한하기 위해 노력한다는 전 지구적 장기 목표하에, 2020년부터 모든 국가가 기후 행동

에 참여하고, 5년 주기의 이행점검을 통해 노력을 강화하도록 규정하고 있다. 또한 여러 국가의 참여를

유도하고 기후변화에 신속하게 대응하기 위하여 각 당사국들에게 국가 온실가스 감축목표(National

Determined Contribution, NDC) 제출 의무를 부과하였다[표 20].

구분

교토의정서

파리협정

목표

온실가스 배출량 감축

(1차: 5.2 %, 2차: 18 %)

2℃ 목표

1.5℃ 목표 달성 노력

범위

온실가스 감축에 초점

감축을 포함한 포괄적 대응

감축 대상국가

주로 선진국

모든 당사국

감축목표 설정방식

하향식

상향식

적용시기

1차 공약기간: 2008~2012년
2차 공약기간: 2013~2020년

2020년 ~

❚ 표 20. 파리협정과 교토의정서 비교 ❚

2 국제해사기구(IMO)

국제 무역의 증가에 따라 친환경적인 국제 항해 선박의 중요성이 높아지고 있으며, 이에 UN 산하

전문기구인 IMO의 주도하에 국제해운은 해양환경보호를 위해 노력하고 있다. 특히 선박으로부터의

오염방지를 위한 국제협약(MARPOL 73/78)을 통해 선박으로 운송되는 기름, 유해 액체, 포장된 유해

물질과 운항 중에 발생하는 하수, 폐기물, 대기오염물질 등을 규제하고 있다.

각 산업계의 대기환경보호를 위한 인식 제고에 발 맞추어 국제해운에서도 1997년 채택된 부속서 VI

(선박으로부터의 대기오염 방지를 위한 규칙)을 통해 다양한 대기오염물질(질소산화물(NOx), 황산화물

(SOx), 입자상물질(PM), 휘발성유기화합물(VOCs) 등)과 온실가스(GHG), 선박연료 품질 등에 대해

규제하고 있다. 파리협정 이후의 신기후체제에 맞추어 2018년 IMO에서도 선박 온실가스 감축에 관한

초기전략을 채택하였으며, 2023년 개정된 온실가스 감축전략을 채택하여 국제해운의 탄소 중립을 위해

노력하고 있다.

➊ 온실가스 감축 초기 전략(Initial IMO GHG strategy)

IMO는 2018년 채택한 ‘선박 온실가스 감축을 위한 초기전략’을 통해 국제해운 온실가스 감축 목표

(2050년까지 2008년 대비 50% 감축)와 에너지 효율 개선 목표(2030년까지 2008년 대비 최소 40%,

2050년까지 70% 개선)를 수립하였다. 또한 목표 달성을 위해 운항적, 기술적, 경제적 감축 후보조치

목록을 수립하고 이를 이행기간에 따라 단기, 중기, 장기로 구분하였으며, 2018~2023년 사이에 단기

조치에 따른 규제의 일환으로 EEXI와 CII를 시행하였다[표 21].

구분

세부조치

~ 2023

2025 ~

단기

기술적

(Technical

measure)

신조선 에너지효율설계지수

(EEDI)

EEDI Phase 3

EEDI Phase 4

도입 논의 중

현존선 에너지효율지수

(EEXI)

EEXI 도입

(EEDI Phase 3 기준 모든 운항선박 적용)

운항적

(Operational

measure)

탄소집약도지수

(CII)

CII 도입

(2023~6년까지 매년 2%씩 개선)

에너지효율관리계획

(SEEMP)

SEEMP Part Ⅲ 작성 및 승인 확인증(CoC)

본선 비치

중·장기

경제적

(Economic

element)

온실가스분담금제도

(GHG Levy)

 1단계 : 중/장기 후보 조치 제안 및 초안

검토

 2단계 : 1단계 검토 조치 평가 및 선택

(우선순위 설정)

 3단계 : 협약 발효 등 이행 일정을 포함한

조치 개발 완료

배출권거래제도

(ECTS)

기술적

(Technical element)

연료표준제도

(GFS)

❚ 표 21. 온실가스 감축을 위한 주요 조치 별 계획 ❚

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[신조선 에너지효율설계지수 및 현존선 에너지효율지수]

신조선 에너지효율설계지수(Energy Efficiency Design Index, 이하 EEDI)는 기관출력 등 선박제원

을 토대로 단위 화물량(1톤) 및 운송거리(1해리) 당 이산화탄소량(gCO2/ton·nm)을 지수화하였다.

EEDI 규제는 채택10) 이후 매 5년 주기로 기준(2022년 기준 2단계 적용)을 상향할 예정이었으나, 2022

년 4월 1일부로 가스선과 컨테이너선에 대해서는 3단계(2025년 시행 예정)의 기준을 조기 적용하도록

규제를 강화하였다[그림 9].

현존선 에너지효율지수(Energy Efficiency Ship Index, 이하 EEXI)는 기관출력 등 선박제원을 토대

로 사전에 운항과정에서의 단위 화물량(1톤) 및 운송거리(1해리) 당 이산화탄소량(gCO2/ton·nm)을 지

수화하여 나타내며, 기존 EEDI를 적용 받지 않고 건조된 선박 및 EEDI를 적용받아 건조된 선박 모두에

적용된다. 강화된 규정으로 국제항해선박 일부가 EEXI 규정을 만족하지 못할 경우 선박 엔진 출력 제한

(Engine Power Limitation)을 적용하거나, 감속 운항, 에너지 저감장치(Energy Saving Device)를 적용

하고 있다.

[선박에너지효율관리계획서 및 탄소집약도지수]

선박에너지효율관리계획서(Ship Energy Efficiency Management Plan, 이하 SEEMP)는 선박의

에너지 효율 향상을 위한 계획 수립·시행·감시·평가 등에 관한 절차 및 방법을 기술한 문서이다. 2019년

선박연료유 사용정보 의무보고 제도(DCS)와 2023년 탄소집약도지수(Carbon Intensity Indicator,

이하 CII) 규제가 도입됨에 따라 SEEMP Part.Ⅱ 및 Part.Ⅲ를 개발하여 주관청 또는 검증기관에 승인

확인증을 발급받아 비치하도록 규제하고 있다[그림 10].

출처: KSOE IR presentation ’22.12

❚ 그림 10. EEDI, EEXI, CII 현황 ❚

CII는 1톤 화물을 1해리 운송할 때 배출되는 이산화탄소량을 연료 소모량, 운항거리를 활용해 나타낸

10)

Resolution MEPC.203(62), 2011; Resolution MEPC. 231(65), MEPC.1/Circ.795/Rev.2, 2014

지수로 운항하는 선박의 탄소 배출 효율을 기준으로 선박별로 등급을 부여하고, 매년 등급 기준을 강화

함으로써 기준을 만족하지 못하는 선박의 운항을 제한할 수 있다.

➋ 온실가스 감축 개정 전략(2023 IMO strategy)

2023년 7월 개최된 제80차 해양환경보호위원회(MEPC)는 2023 선박 온실가스 감축전략(2023

IMO Strategy)을 채택하였으며, 기존 초기전략 대비 목표를 상향하여 2050년 경 국제해운부문 배

출량 Net-zero 목표를 설정하였다. 또한, 2050년 목표 달성을 위한 중간점검지표를 설정하여 온실

가스 배출량을 2030년까지 최소 20%, 2040년까지 최소 70%를 감축하기로 결정하였다. 목표 달성

을 위한 규제 및 후속 조치 추진 일정은 초기전략을 기반으로 시행되었으나, 앞으로는 개정전략에 따라

시행될 예정이다[표 22, 그림 11].

중기조치 개발은 기술적 요소(선박 연료의 GHG 집약도를 단계적으로 감축하는 목표 기반 연료

기준)와 경제적 요소(온실가스 배출량 가격 메커니즘 기반)의 결합 조치로 구성하며, 종합영향평가와의

연계성 등의 이유로 중기조치 종합영향평가 중간보고서 제출 시점(MEPC 81차 예정)에 최종 형태를 확

정할 예정이다.

온실가스 감축 초기전략

온실가스 감축 개정전략

➊ 신조선의 EEDI 단계적 이행을 통한

탄소집약도 감축

→

➊ (유지) 신조선의 에너지효율 향상을 통한

탄소집약도 감축

➋ 국제해운 탄소집약도를 ’30년까지 ’08년 대비

최소 40 % 감축, ’50년까지 70 % 이상 감축
노력

➋ (수정) 국제해운 탄소집약도 ’30년까지 ’08년

대비 최소 40 % 감축

➌ (추가) ’30년까지 국제해운 에너지 총량의 최소

5%를 Zero 또는 Near-zero 기술·연료로 전환

➌ 국제해운부문에서 온실가스 배출량을 ’08년

대비 ’50년까지 50% 이상 감축

➍ (수정) 2050년(경)까지 Net-zero 실현

❚ 표 22. 온실가스 감축 초기전략과 개정전략의 목표 비교 ❚

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출처: 2023 해양환경정책설명회

❚ 그림 11. 2023 IMO Strategy 목표 및 중간점검 지표 ❚

3 유럽연합(EU)

파리협정 이후 신기후체제에 따라 2019년 유럽연합(EU)에서는 유럽 그린딜(European Green

Deal)을 수립하여 2050년까지 탄소 중립적 대륙 달성을 목표로 설정하였다. 또한, 2021년 7월 14일

13개의 정책 제안으로 구성된 ‘Fit for 55’ 패키지를 채택함과 동시에, 2030년까지 온실가스 배출량을

최소 55% 저감(1990년 대비) 하는 것을 목표로 설정했다[그림 12]. 각 제안들은 상호 연결되어 2030년

이후까지 공정하고 경쟁력 있는 녹색전환을 목표로 하지만, 무조건적 환경규제에 따른 민간 분야의

경제적 부담 과중과 시장 실패를 방지하기 위하여 규정, 지원, 조치 간의 균형을 중시하였다. 특히 국제

해운과 직접적으로 연관된 제안은 FuelEU Maritime과 EU ETS(Emission Trading System)가 있다.

Source: EU Council

❚ 그림 12. Fit for 55 패키지와 EU ETS, FuelEU Maritime ❚

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➊ FuelEU Maritime

유럽연합 집행위원회는 유럽 내 항만을 운항하는 선박의 재생가능한 연료 또는 저탄소 연료

(renewable and low-carbon fuels, 이하 RLF) 사용을 촉진하기 위해 FuelEU Maritime을 추

진하고 있다. 유럽 내 항만에 기항하는 선박의 온실가스 집약도 제한 기준을 2050년까지 강화하여,

RLF의 수요를 늘리려는 계획이다. 강화되는 온실가스 집약도는 선상 배출량(Tank-to-Wake, TtW)만

고려하지 않고, 연료의 생산 및 공급 과정까지의 배출량(Well-to-Tank, WtT)을 모두 포함한 연료의

전과정 배출량(Well-to-Wake, WtW)을 기준으로 에너지 단위당 온실가스 배출량을 규제한다.

온실가스 집약도 제한 기준은 2020년 EU MRV 데이터를 기반으로 선상에서 발생한 평균 온실가스

집약도를 기준으로 하며, 2025년 2%의 온실가스 배출 감축을 시작으로 점차 강화하여 2050년까지

80% 감축을 달성하는 것을 목표로 한다 [그림 13].

Source: EU Council

❚ 그림 13. FuelEU Maritime 온실가스 집약도 저감계획 ❚

➋ EU ETS(Emission Trading System)

EU 배출권거래제는 2005년 육상산업 분야에 최초 도입되었으며, 2012년부터 항공 분야로 확대

되었고, 2024년부터 ‘Fit for 55’ 패키지에 따라 해운부문으로 확대 적용된다. 기존 다른 산업 분야에

적용된 배출 총량의 상한선 설정 없이 유럽 내 항만에 기항하면서 발생하는 온실가스 배출량에 상응하는

배출권을 해운사가 구매 제출하여야 한다 [표 23].

EU ETS 대상 지리적 범위

적용 배출량

EU 회원국 관할 항만 간 운항하는 선박의 배출량

100 %

EU 회원국 관할 항만 내 선박의 배출량

100 %

EU 회원국 관할 항만에서 출항하여 관할권 밖의 항만에 입항하는 선박의 배출량

50 %

관할권 밖의 항만에서 출발하여 EU 회원국 관할권 항만에 입항하는 선박의 배출량

50 %

최외곽 지역, 일부 작은 섬으로 향하는 특정 항해 또는 재생가능한 연료를 사용하는 선박의 경우 일부 감면 적용

❚ 표 23. EU ETS 대상 지리적 범위 및 적용 배출량 ❚

4 기타 주요 규제

➊ 국제민간항공기구(ICAO)

[Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation, CORSIA]

국제민간항공기구(International Civil Aviation Organization, ICAO)는 2020년 이후 국제항공

탄소중립 성장이라는 목표 이행을 위해 부문 외 탄소상쇄 제도와 부문 내 온실가스 감축을 결합한 온실

가스 감축제도를 도입하였다. 해당 제도에는 지속가능한 항공연료(Sustainable Aviation Fuel, 이하

SAF) 및 저탄소 항공연료(Lower Carbon Aviation Fuel, 이하 LCAF) 사용에 대한 배출권(Credit)

시스템과 전과정평가 방법론이 포함된다.

SAF는 석탄이나 석유 등의 화석연료가 아닌 폐식용유·동식물성 기름·생활폐기물 등 대체 원료를

이용한 항공유로, 기존 제트유와 항공 휘발유의 이산화탄소 배출량11)과 비교하여 평가되며, 직접 및 간접

배출량을 모두 포함한다.

해당 프레임워크는 궁극적으로 2050년까지 항공 분야의 넷제로 달성을 목표로 하지만, 강제성이 없는

규제로 회원국에 특정 의무를 부과하지 않고 각 국가의 상황과 역량에 따른 자체적인 기여도를 설정

하기로 결정했다.

11)

제트유 이산화탄소 배출량 기준값: 89 gCO2e/MJ, 항공 휘발유 기준값: 95 gCO2e/MJ

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➋ 미국

[Renewable Fuel Standard]

미국의 재생연료 표준(Renewable Fuel Standard, 이하 RFS)은 2005년에 도입되어 2010년에

개정 및 확장된 의무규제로 미국의 도로운송 부문에서 재생연료 사용을 늘리기 위해 마련되었다. RFS

1은 2005년부터 2012년까지 적용되었으며, 주로 곡물 기반 바이오연료인 에탄올의 생산 및 사용을

촉진하기 위해 연간 총 바이오연료 혼합 의무량과 재생연료에 대한 광범위한 정의를 확립하였다. RFS

2는 2010년부터 현재까지 적용되는 기준으로 재생연료의 정의를 확장하여 다양한 바이오매스의 유형을

포함하며, 바이오매스의 지속가능성을 강조한다.

해당 기준에 따르면, 바이오연료는 공급원료에 대한 특정요건을 충족해야 하며 석유 대비 온실가스

감축 임계값(20~60%)을 충족한 연료가 혼합되어야 한다. 기준 화석연료 배출량은 2005년에 운송

연료로 판매되거나 유통된 휘발유 또는 디젤연료의 평균 전과정 배출량으로 정의되며, 여기에는 직접

배출량뿐 아니라 토지사용 변화로 인한 간접배출량을 측정하여 포함하고 있다.

[Low Carbon Fuel Standard]

캘리포니아는 2009년에 자체적으로 지속가능한 연료를 위한 저탄소 연료 표준(Low Carbon Fuel

Standard, 이하 LCFS)을 도입하여 2011년부터 시행하고 있다. 동 정책의 목표는 전체 연료 시스템의

온실가스 배출량 감축이며, 자동차 연료 및 운송 연료를 중점대상으로 하여 휘발유, 디젤유, 천연가스,

전기, 수소 및 바이오연료 등 다양한 연료를 포함한다.

LCFS에서는 각 연료의 에너지 단위(MJ) 당 온실가스 배출량(gCO2e)를 측정하며 모든 연료에 탄소

집약도(CI) 벤치마크를 활용하여 연간 CI 기준에 따라 연료 생산자의 배출권(Credit)을 시장에서 상호

교환하도록 하고 있다. 캘리포니아에서 소비되는 운송 연료에 대해 2010년의 CI를 기준으로 2020년까지

10%의 감축목표를 설정하였으며, 2018년에 개정된 현행 LCFS 기준은 2020년까지 20%로 감축목표를

상향하였다.

[선박 온실가스 배출 감축을 위한 법안 발의]

미국에서도 해양환경 보호에 대한 요구로 선박 배출 온실가스 감축을 위한 법안이 2023년 6월 상원과

하원에 각각 발의되었다. 상하원에서 발의된 법안이 채택될 경우 선박 배출 온실가스에 대한 지역적 규

제를 시행하는 곳이 기존 EU에서 미국 등으로 확대되는 계기가 될 것이다.

항만지역 주변의 대기 정화를 목표로 하는 국제해양오염책임법(International Maritime Pollution

Accountability Act)은 미국 내 항만에서 화물을 하역할 때 대형선박(1만 GT 이상)에 오염 수수료를

부과하는 법안으로 탄소 배출 부과금과 대기오염물질(질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 입자상물질

(PM))에 대한 수수료를 부과하는 법안이다.

청정해운법(Clean Shipping Act)은 미국 환경보호청(Environmental Protection Agency, EPA)에

해상 연료의 탄소 집약도를 규제할 수 있는 권한을 부여하여, 항만 주변 거주민의 건강을 보호하고,

나아가 기후 위기에 대한 해결책을 제시하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 2024년 온실가스 배출량을

기준으로 2030년까지 45%를 감축하고, 나아가 2040년까지 100% 감축을 목표로 하고 있다.

➌ 브라질

[RenovaBio]

브라질은 국가 바이오연료 정책으로 운송부문에서 바이오연료 생산과 사용을 확대하고 생산 관행을

개선하기 위해 리노바바이오 정책을 2017년 승인했다. 해당 정책에는 전과정 온실가스 배출량이 낮은

바이오연료의 배출량을 측정하고 이를 기존 화석연료와 비교하는 방법론인 RevonaCalc가 포함되며,

화석연료 시장 점유율에 따른 연료 유통업체의 개별 의무목표와 바이오연료의 탄소지수(Carbon

Index)를 기반으로 각 바이오연료 생산업체에 개별점수를 부여하는 바이오연료 인증제도가 포함된다.

인증을 받을 경우, 바이오연료 생산업체와 수입업체는 신용 시장을 통해 거래할 수 있는 금융 자산인

탄소 배출권(CBIO)을 생성할 수 있으며, 연료 유통업체는 배출권 구매를 통해 의무적인 개별 목표 준수를

증명해야 한다. 리노바바이오 프로그램 참여는 현재 자발적이지만, 바이오연료 회사가 프로그램에

참여하면 생산, 처리 및 전환공정 단계에 대한 기술적 매개변수를 의무적으로 보고해야 한다.

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2. 바이오선박유 관련 지침

1 국제해사기구(IMO)

➊ 선박연료 전과정 온실가스(GHG) 집약도에 관한 지침(Res. MEPC.376(80))

초기전략의 단기조치로서 대체연료 촉진을 위하여 선박연료 전과정 온실가스 집약도 지침 개발에 착수

하였으며, 2023년 개최된 MEPC 80차에서 채택되었다. 선박연료유의 생산부터 선박에 공급되기까지의

온실가스 배출량 WtT(Wel -to-Tank)와 선박에서 연료 사용시의 온실가스 배출량 TtW(Tank-to-Wake)

를 포함하는 전과정 WtW 동안의 온실가스 배출량을 정량화하기 위한 방법론이다[그림 14].

지침은 다양한 해상연료에 대한 고정 온실가스 배출값, 직/간접 토지이용 변화 등의 지속가능성에 대

한 기준을 제공한다. 또한 지침 내 연료별 고정 배출량에 근거하여 국제해운의 전과정 온실가스 배출량

을 산정할 수 있다. 추가로 지속가능성 기준 운영과 3자 검증에 관한 인증체계/기준, 이에 대한 평가/인

정 절차에 관한 지침을 개발할 예정이다.

용 어

단 위

설 명

GHGWtW gCO2eq/MJ(LCV) 선박 연료 또는 전기 사용에 따른 에너지 단위 당 WtW 온실가스 배출량

GHGWtT

gCO2eq/MJ(LCV) 선박에 공급되는 연료의 에너지 단위 당 WtT 온실가스 배출량

GHGTtW

gCO2eq/MJ(LCV) 선박에서 소비되는 연료 또는 전기 사용으로 인한 TtW 온실가스 총 배출량

❚ 그림 14. 전과정(Well-to-Wake) 기반 온실가스 배출량 산정 ❚

➋ 바이오선박유 사용 관련 국제협약 내용

[선박 연료유 수급 시 적용되는 국제협약 요건]



SOLAS II-2
제4규칙 연료, 윤활유 및 기타 가연성 기름을 위한 장치
2.1.1 이 항에서 별도로 허용하지 않는 한, 인화점이 섭씨 60도 미만의 연료유는 사용할 수 없다.



MARPOL Annex VI
제14규칙 황산화물(SOx)과 미립자(PM)
1 선박에 사용되거나 운반되는 어떤 연료유도 황 함유량 0.50% m/m를 초과하여서는 아니된다.

해상인명안전협약(SOLAS)은 국제항해를 하는 선박에 대한 기본 안전규정(구조, 배치, 화재 방지, 소

방 조치, 기계 공간 및 요구사항 등)을 제시하고 있으며, 선박에서 사용되는 연료에 대하여 석유 정제 과

정에서 생산한 증류, 잔류 연료를 기반으로 규정하고 있다. 협약에서는 비상 발전기를 제외하고 인화점

이 60℃ 미만의 연료를 사용하는 것을 금지하고 있다. 또한, 상대적으로 탄소 함유량이 낮아 인화점이

60℃ 미만인 기체, 액체연료의 적용에 대한 관심이 높아짐에 따라 가스 또는 기타 저인화점 연료를

사용하는 선박에 대한 국제안전코드(IGF 코드)를 채택하였다.

기존 잔류 연료 또는 증류 연료를 대체하기 위한 드롭인(Drop-in) 연료로 의도된 바이오연료는 상기

연료유 인화점 요건을 만족하여야 하며, 경우에 따라 인화점이 낮은 바이오연료의 혼합 및 공급 시 동

협약 요건에 부합하지 않아 문제가 될 수 있다.

바이오연료는 본질적으로 황 함유량이 낮거나, 거의 함유되지 않아 MARPOL 부속서 VI 제14규칙인

황 함유량 0.5 %의 요건, 황산화물 배출 통제지역 내에서 사용하여야 하는 황 함유량 0.1 %의 요건을

준수할 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 바이오연료와 기존 선박연료를 혼합하여 생산한다면 혼합

하는 선박연료로 황 함유량이 높은 잔사유를 사용할 경우 상기 요건을 고려하여야 한다.

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[선박 연료유의 이용가능성과 품질]



MARPOL Annex VI

    제18규칙 연료유의 이용가능성과 품질
3 연료유 품질
.1 아래의 제 3.2항의 경우를 제외하고
           .1.1 연료유는 석유정제로부터 추출된 탄화수소 혼합물이어야 한다.
           .1.2 무기산 함유, .1.3.1 기계의 성능에 영향, .1.3.2 인체 유해, .1.3.3 대기오염 가중
        .2 석유정제 외 방법에 의하여 생산된 연소를 목적으로 하는 연료유는
.2.1 제14규칙에 규정된 황 함유량을 초과하여서는 아니 된다.
           .2.2 제13규칙의 제 3항, 4항, 5.1.1항과 제7.4항에 규정된 질소산화물 배출 한계를 초과하지

않아야 한다.

.2.3 무기산 함유, .2.4.1 기계의 성능에 영향, .2.4.2 인체 유해, .2.4.3 대기오염 가중

제18규칙은 선박의 운항을 위하여 연소 목적으로 공급되는 연료의 이용성과 품질에 대한 요건이며,

석유정제에서 생산된 탄화수소 연료와 이외의 방법으로 생산된 연료의 품질을 명시하고 있다. 또한

18.3.2.2항에 따라 석유정제 이외의 방법에 의하여 생산된 연료의 경우 엔진에서 배출되는 질소산화물의

배출 한도를 초과하지 못하도록 규제하였으며, 바이오연료의 경우도 이를 준수하여야 한다.

[바이오연료 및 합성연료에 대한 18.3 규칙의 적용(MEPC.1/Circ.795/Rev.6)]

드롭인(Drop-in) 연료로서 바이오연료에 대한 관심도가 높아지고 있는 상황에서 IACS는 바이오연료와

관련하여 MARPOL 제18.3규칙 및 18.3.2.2항에 대한 통일해석을 제안하였으며, MEPC 78차에서

채택되었다. 이에 바이오연료가 30% 이하로 혼합된 연료유(B30)는 탄화수소 혼합물로 간주되어 석유

정제 이외의 방법으로 파생된 연료유(18.3.2.2항)에 적용되는 질소산화물에 대한 관련 규정을 적용받지

않게 되었다. 한편 바이오연료가 30%를 초과하는 혼합연료유 중 18.3.2.2항의 적용에 따른 질소산화

물 배출량 검증이 요구되는 경우에는 선상 단순측정 방법 또는 직접 측정 및 모니터링 방법을 적용하거

나 테스트베드에서의 평가를 통과하여야 한다[그림 15].



30%(부피 기준) 이하의 바이오연료 및 합성연료를 포함하는 혼합유

(a) MARPOL Annex VI Reg. 18.3.1에 따른 기준을 충족해야 한다.
(b) MEPC.1/Circ.795/Rev.8 13.1항에 따라, 별도의 NOx 배출량 검증이 요구되지 않는다.



30%(부피 기준)를 초과하는 바이오연료 및 합성연료를 포함하는 혼합유

(a) MEPC.1/Circ.795/Rev.8 13.2항에 따라 다음과 같이 분류한다.
- MARPOL Annex VI Reg. 13에 따라 승인된 엔진은 기술파일에서 제공된 NOx 주요 부품, 설정

및 운용 값의 변경없이 사용가능여부를 엔진 제조사로부터 확인 받은 경우 별도 검증이 요구되지
않는다.

- 검증이 요구되는 경우, Reg.18.3.2.2에 따른 평가(NOx 배출 테스트)가 요구되며, NTC(NOx

Technical Code) 제 6.3 규칙에 따른 단순측정방법, 제6.4규칙에 따른 직접계측방법 또는 관련
테스트베드 테스트를 통해 평가받아야 한다.

출처: KR 웹진, Vol. 226

❚ 그림 15. 바이오선박유 사용에 관한 절차도 ❚

➌ GHG 규제하의 바이오연료 사용에 대한 임시지침(MEPC.1/Circ.905)

DCS와 CII규제 도입에 따라 바이오연료를 선박에 사용할 때 온실가스 배출량 감축을 인정해주기 위해

배출계수 개발 논의가 진행되었으며, 이에 대한 임시지침이 2023년 MEPC 80차에서 채택되었다.

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바이오연료 중 다음 요건을 충족한 바이오연료의 경우 CII 체계 내에서 연료의 인증서에 표기된 전과정

기준 배출계수13)를 적용할 수 있게 되었다.

요건의 주요 내용은

➊국제인증체계(ISCC, RSB 등)로부터 지속가능성을 인증받은 바이오연료이면서,

➋화석연료 Well-to-Waket 배출량(94gCO2eq/MJ)과 비교하여 최소 65% 이상 이산화탄소 배출량

을 감축하는 바이오연료라는 요건을 충족하여야 한다.14)

본 임시지침의 경우 선박연료 전과정 온실가스(GHG) 집약도 평가에 관한 지침의 개발이 완료되어

GHG 배출량 평가 방법론이 적용되는 즉시 철회될 예정이다.

➍ 바이오연료와 MARPOL 부속서 I의 혼합유 운송에 대한 지침

(MSC-MEPC.2-Circ.17)

바이오연료는 기존 선박연료의 공급 체계를 활용할 것으로 예상되며, 선박 급유 등을 고려하여 바이오

연료의 선상 운송에 대한 지침이 2019년 MSC와 MEPC에서 채택되었다. 지침에 따라 선박 운송 시

바이오연료와 기존 연료(MARPOL Annex I)의 혼합유에 대한 분류와 이에 따른 적용되는 협약 요건

등을 정의하였다. CII 강화에 따라 새롭게 공급될 것으로 예상되는 바이오연료가 25% 이하로 혼합된

연료유(B25)와 30% 이하로 혼합된 연료유(B30)의 선박 급유 시 활용되는 운송선에 대한 협약 적용

요건이 차이가 있음을 주의해야 한다.



MARPOL Annex I 화물의 75 % 이상과 혼합된 바이오연료

- ODME(Oil Discharge Monitoring Equipment)을 포함한 MARPOL Annex I이 적용되며,

에틸알코올이 5% 이상 함유될 경우 소방 요건에 따라 알코올 저항성폼을 사용하여야 함



MARPOL Annex I 화물의 1 % 초과, 75 % 미만과 혼합된 바이오연료

- IBC Code 17장에 명시된 운송 요건과 함께 MARPOL Annex II가 적용됨



MARPOL Annex I 화물의 1 % 이하와 혼합된 바이오연료

- 혼합유로 고려되지 않으며, IBC Code의 해당 제품 항목에 따라 MARPOL Annex II가 적용됨

13) CF, 인증서에 표기된 온실가스집약도(gCO2eq/MJ)에 저위발열량(LCV, MJ/g)을 곱한 값
14)

임시지침은 향후 전주기 평가지침서(Life Cycle Assessment Guideline) 상 온실가스 배출량 평가방법론이 운영될 때까지 유효함

ISCC 구분

내 용

ISCC EU

 유럽연합 회원국의 RED II에 명시된 원료와 연료*를 다룸
* 농업·입업 바이오매스, 폐기물·잔류물, 비바이오 재생가능 물질 등

ISCC PLUS

 2012년에는 RED II에 명시되지 않은 부문*을 다룸
* 순환·바이오 기반의 제품, 식품·사료 등

ISCC CORSIA

(Carbon Offsetting and

Reduction Scheme for

International Aviation)

 국제 항공산업의 이산화탄소 배출 증가에 대응하기 위한 기관으로서

ICAO에 의해 개발된 최초의 글로벌 시장 기반 조치(Global Market
Based Measures) 체계

 지속가능한 항공연료를 다루며, 농업·산림 원료와 폐기물, 잔여물 및

부산물 등 넓은 범위의 인증이 가능

ISCC Solid Biomass NL

 산림 관리 단위(Forest Management Units)로부터의 고체

바이오매스, 자연 및 경관 관리에서 발생한 잔여물, 농업·산림 잔여물
및 폐기물을 위한 인증 시스템

❚ 표 24. ISCC의 인증 체계 ❚

2 국제 지속가능성 및 탄소 인증(ISCC)

GHG 배출량이 감당할 수 있는 수준을 벗어남에 따라 바이오에너지(바이오매스·바이오연료 등)에

대한 생산 수요가 증가함에 따라, 2006년에 250명 이상의 글로벌 이해관계자들이 모여 바이오연료 산

업의 수요 및 인증에 관한 의견을 교환하기 위한 회의를 개최하였다. 글로벌 이해관계자들은 협업을

통해 다양한 시범 프로젝트를 시행한 뒤, 2010년 베를린에서 ISCC(International Sustainability and

Carbon Certification) 협회를 설립하였다.15) 이후, 첫 인증인 Alco Biofuels의 바이오에탄올을 시작

으로 현재까지 162개의 인증서가 발급되었다.

ISCC는 2011년부터 유럽연합 집행위원회에 의해 인정받고 있으며, RED II16)에 명시된 원료와 연료

(농업·임업 바이오매스, 폐기물·잔류물, 비바이오 재생 가능 물질 등)로부터 생산, 구매·유통으로 이어지

는 전 과정을 검토하는 국제 인증제도이다. 현재까지 100개 이상의 국가에서 ISCC 인증을 통해 산

림, 고탄소 비축 토지 및 생물다양성을 보호하기 위해 환경적, 경제적, 사회적으로 지속가능한 방식으로

노력하고 있다.

ISCC는 다음의 표와 같이 원료, 연료, 부문에 따라 인증체계를 구분할 수 있다[표 24].

15) A.P. Moller-Maersk, HD현대오일뱅크 등 246개의 회원사가 가입되어 있음(’23.6 기준)
16)

EU는 2009년에 재생에너지지침(RED, Renewable Energy Directive)을 채택하여 재생에너지 비중을 20%로 확대하는 목표를 세우고,

각국 재생에너지 개발 현황과 잠재력, 경제성장 수준 등을 고려해 차등적으로 국가별 재생에너지 의무목표치를 할당함. 이후 EU는 당초
계획했던 RED를 개정하여 2030년까지 재생에너지 비중을 32% 이상 달성하겠다는 수정된 목표인 RED II를 설정함

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ISCC 구분

내 용

ISCC Japan FIT

(Feed-in-Tariff)

 일본 내에서 재생에너지 발전에 대한 인센티브 체계*를 설정함
* 야자씨껍질, 야자줄기 조달을 위한 보조금 포함
 일본 경제산업성(METI)은 야자씨껍질과 야자줄기 인증을 위한

구체적인 요건을 제시하였고, 요건에 부합하는 제품은 일본의 FIT
시스템을 통해 인증 가능

ISCC Non-GMO Food and Feed  Non-GMO 재료·제품 단독 인증을 위한 모듈로 식품 및 사료에 적용

또한, ISCC에서 인증을 받기 위해서는 아래의 5가지의 절차를 거쳐야 한다.

① 인증 등록을 위해 아래 해당하는 시장(Market)을 선택함

② 인증 기관을 선택하여 계약을 체결함. 이와 관련하여 한국품질재단(KFQ)이 ISCC EU와 ISCC PLUS

인증서비스를 제공하고 있음

③ ISCC 웹사이트 내 신청서를 작성하여 제출함

④ 내부 감사팀을 구성하여 필요한 문서, 데이터, 보고서를 제출해야 함

⑤ 인증 기관이 인증서와 감사문서(audit documents)를 ISCC로 전달하여 검토함. 이후에 ISCC가

인증서를 웹사이트에 공개함

RSB 구분

내 용

RSB EU RED

 RED II에 명시된 요건에 따라 인증함

‒ 1세대 바이오매스 기반 연료
‒ 수명이 다한 제품 및 생산잔여물 기반 바이오매스

❚ 표 26. RSB 인증 체계 ❚

3 지속가능한 바이오물질 협의회(RSB)

RSB(Roundtable on Sustainable Biomaterials)는 비영리 국제기구로서 항공연료, 화학물질,

폴리머(바이오, 재활용, 화석연료의 혼합), 바이오연료, 바이오 기반 원료 등에 적용할 수 있는 지속가능성

인증 기준을 제시한다. RSB는 WWF, IUCN, NRDC 등으로부터 신뢰할 수 있는 인증 기준으로 인정

받았으며, 생산자, 가공업체, 구매자를 대상으로 지구 환경에 도움이 될 수 있도록 지속가능한 바이오

및 순환 경제의 개발을 지원한다.

최종 완성된 제품에 대한 GHG 배출량 산정을 위해 전체 공급망에서 GHG 배출량을 계산하고 추적할

뿐 아니라, 바이오매스·폐기물 기반 원료17)를 이용한 공급망에 대해서도 RSB 인증서를 발급하고 있다

[표 25].

바이오매스 또는 재활용 탄소(예)

➠

확 장

바이오연료, 첨단연료 및 첨단제품(예)

다년생 식물(Perennial Grasses)

1세대 바이오연료(바이오디젤, 에탄올)

일년생 작물(Annual Crops)

첨단연료

조류

셀룰로오스 에탄올

유종자

드롭인 바이오연료

생물질 목재 모종

바이오플라스틱

관목류 바이오매스

바이오윤활유

농작물 잔여물

재생기유

식물성 기름 및 동물성 지방

전분 및 설탕

사료 및 영양제

바이오케미칼

❚ 표 25. RSB 인증 항목 ❚

RSB의 인증 체계는 다음과 같이 구성된다[표 26].

17)

석유 및 설탕 기반 바이오연료, 셀룰로오스 에탄올 및 화학물질, 재생 디젤 및 바이오제트, 바이오플라스틱, 바이오윤활제, 기타 바이오

기반 화학물질과 같은 새로운 바이오매스 및 바이오소재 기술

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RSB 구분

내 용

RSB ICAO CORSIA

 ICAO에서 ’20년 인정한 표준에 따라 공급망 내 인력들이 항공유를

생산하고 RSB 요구사항을 준수하도록 지시

‒ 1세대 바이오매스 기반 연료
‒ 수명이 다한 제품 및 생산잔여물 기반 바이오매스
‒ 도시 고형 폐기물

RSB Global Advanced Products

 플라스틱, 섬유, 의약품, 포장, 식기, 화장품, 영양제, 식품, 사료 등

비에너지 제품에 대한 인증

‒ 바이오 기반 공급 원료
‒ 재활용 탄소
‒ 바이오 또는 비바이오 기반 수명이 다한 제품

RSB Global Fuels

 바이오 및 첨단 공급 원료 기반 생산 방법을 통해 장기적으로 환경 및

사회적 성과를 향상시킴

‒ 1세대 바이오매스 기반 연료
‒ 수명이 다한 제품 및 생산잔여물 기반 바이오매스
‒ 화석 기반 폐기 제품
‒ 비생물학적 기반 재생가능한 액체 및 기체 연료
‒ 화석 연료와 바이오매스 공동 프로세싱

RSB JAPAN FIT

구체적인 요건을 제시하였고, 요건에 부합하는 제품은 일본의 FIT
시스템을 통해 인증 가능

① 해당 인증 체계를 선택함

RSB 인증 절차는 다음과 같다.

② RSB 웹사이트 내 온라인 신청 양식을 작성하여 제출함

③ 인증 기관(SCS Global Services 또는 SGS Technos)과 계약을 체결함

④ RSB의 요구사항을 충족할 수 있도록 미리 감사(audit)에 필요한 문서, 프로세스 등을 준비함

⑤ 상기 인증 기관이 문서와 시스템 등이 RSB 요구사항에 적합한가를 평가 및 검토함

⑥ 인증서 발행

4 유럽연합(EU)

➊ RED (Renewable Energy Directive)

재생에너지지침(RED)은 재생가능 에너지 사용을 촉진하기 위한 제도로서 두 번째 단계인 RED II에

서는 2030년까지 모든 운송 수단에 최소 32% 이상의 재생에너지를 사용하는 것을 목표로 하였다. ‘Fit

for 55’패키지의 제안 중 하나인 RED III는 2030년 목표를 달성하기 위하여 기존 32%에서 42.5%의 구

속력 있는 목표를 달성하되 45%로 목표를 향상하는 것에 잠정 합의하였다.

잠정 합의안에는 운송 부문(도로, 철도, 해상, 항공)의 온실가스 집약도를 14.5% 감축하거나 또는

최종 에너지 소비량에 재생에너지를 29% 이상 사용, 첨단 바이오연료 및 비생물학적 유래 재생 연료

(RFNBO)를 5.5% 사용(RFNBO 최소 1%) 등 구체적인 목표가 포함되어 있다. 원래 RED는 EU 관할

구역 내 연료 공급업체에 최소 재생에너지 비율을 운송 부문에 공급 의무화하도록 요구하고 있으며, 해운

부문에 바이오연료의 비중을 높이는 데 제한적인 역할을 수행하였지만 향후 도로 운송 부문과 같이 해

운에 있어서도 지속가능성 체계를 구축하는 데 도움이 될 것이다.

제

4장

바이오선박유 특성 및 관리

제4장

바이오선박유 사용을 위한 가이드북

바이오선박유 특성 및 관리

1. 바이오선박유의 물리·화학적 특성

바이오선박유의 물리·화학적 특성은 기존 중유와 달리 선박의 연료 계통에 사용되는 재료 및 저장에

영향을 줄 수 있다. 기본적으로 바이오연료는 유기 화합물의 함량이 높아 선박 디젤유와 비교하여 산화

분해에 더욱 취약하며, 바이오연료의 높은 산가(Acid Value)는 연료 공급시스템에서 부식을 일으킬 수

있다. 그리고, 바이오연료는 선박디젤유(Marine Diesel Oil, MDO)보다 운점(Cloud Point)18) 및

유동점(Pour Point)19)이 높아 겨울철 사용에는 특히 주의가 필요하다.

SOLAS 규정에서는 인화점 60℃ 이상의 연료를 사용하도록 하고 있다. 화석연료의 인화점이 일반적

으로 52~96℃이지만 바이오디젤 인화점은 93℃보다 높아 비교적 폭발 위험성이 낮다. 즉, 바이오디젤

혼합물의 인화점은 화석연료와 순수 바이오디젤 혼합물 사이에 있다. 이와 관련하여 [표 27]은 FAME

및 HVO의 일반적인 연료 특성을 MGO와 비교하여 보여준다.

항목

FAME

HVO

MGO(화석연료)

20℃에서의 밀도(kg/m

885

780

825

낮은 발열량(LHV)(MJ/kg)

37.1

44.1

43.1

20°C에서의 점도(mm

2/s)

7.5

3.0(at 40℃)

5.0

표면장력(N/m)

0.026

0.028

세탄가(CN)

80~99

40~50

화합물 공기/연료 비율

12.5

산소함량(% vol.)

~11

아로마틱스20) 함량(% vol.)

~30

황(ppm)

< 3.5

출처: ABS

❚ 표 27. FAME, HVO, MGO 특성 ❚

18)

온도를 낮추었을 때, 용액이 상 분리를 거쳐 에멀젼을 형성하거나 액체-고체 상전이를 거쳐 안정한 졸 또는 침전물을 침전시키는 현탁

액을 형성하는 온도(고체화되는 과정)

19) 온도를 낮추었을 때, 흐름 특성을 유지하는 최저온도
20)

석유에서 추출되는 고리 모양의 화합물로, 연료에서의 함량은 연소 특성과 환경 영향을 나타냄

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바이오선박유는 미생물 번식에 취약하고, 선박 연료탱크 내부의 수분 혼입에 대한 관리를 철저히 해야

한다. 따라서, 장기간 선상 저장에 있어서는 주의가 필요하다.

이와 관련하여 2023년 6월 Mærsk Mc-Kinney Møl er Center for Zero Carbon Shipping 기관

에서 발행한 보고서 ‘Using bio-diesel onboard vessels’를 보면 BP Shipping이 바이오선박유 선

박 저장에 대한 실험을 수행하였다. MR 탱커에서 수급받은 연료유 B30과 B50 두 연료에 대해 선박에 6

개월과 12개월 저장 후 나타난 산화 과정 및 성상 변화를 관찰하였다. [그림 16]은 그 결과를 간략히 보

여준다.

출처: 보고서 ‘Using bio-diesel onboard vessels’(2023.6)

❚ 그림 16. 6/12개월 선박 저장 후, 바이오선박유(B30, B50)의 성상 변화 ❚

위 그림에 나타난 수치와 같이 바이오선박유 점도(Viscosity)가 시간이 지남에 따라 약간 상승하고

연료가 산화되고 있음을 알 수 있다. 또한, 높아진 점도는 연료 필터, 그리고 탱크에 기계적인 부담을

줄 수 있고, 필요한 경우 지속적인 관찰을 통해 관리를 해야 한다. 그리고 침전물 비율에 관한 요건인

Total Sediment 0.10% 기준 충족과 관련하여, 실험 결과 B30(바이오디젤 30% 및 VLSFO 70%)의

경우 ISO 8217에서 요구하는 0.10% m/m 한계를 초과하는 것으로 나타났다. 6개월 저장 후에는

0.23%이었고, 12개월 후에는 0.36%였다.

해양환경이나 인체의 독성 측면에서 바이오선박유의 특정 영향은 바이오연료 종류와 혼합 비율에

따라 다르지만, 기본적으로 석유와 유사한 특성을 가지므로 바이오선박유 해양 유출의 경우 기존의

기름 유출과 동일한 지침에 따라 처리하는 것이 적절하다.

화재 안전과 관련하여, 바이오연료 및 바이오연료 혼합물은 석유와 매우 유사한 연소 특성을 보인다.

바이오연료 혼합물을 운반, 취급 및 연소할 때 기존의 안전 지침을 동일하게 준수해야 한다. 순수 바이오

연료(B100)는 Dry Chemical, Foam, Halon, CO2 또는 물 분무 소화기로 소화할 수 있다. 일부 바이오

연료는 주변 조건에 따라 연소할 수 있으므로 과도한 열 및 점화원으로부터 매니폴드 및 환기 장치를

격리하는 조치가 필요하다.

즉, 기존 디젤유 등 화석연료와 관리 측면에서 비슷한 점이 많음에도 불구하고, FAME 및 HVO 등을

혼입한 바이오선박유는 선박에서의 저장 및 사용 시 주의가 필요하다.

➊ 세탄가(Cetane Number)

세탄가는 디젤기관의 착화성을 나타내는 수치로서 이 값이 클수록 착화성이 좋다고 판단한다. 세탄가를

통해 연료의 점화 및 연소 품질을 예측할 수 있으며, 이는 엔진 성능과 연소 배출물에 영향을 준다.

HVO의 높은 세탄가는 착화 지연이 짧아지는데 영향을 주므로 선박용경유(Marine Gas Oil, 이하 MGO)

및 바이오디젤과 비교하여 연소가 더 빨리 진행된다. 세탄가는 디젤 연료의 품질 지표이지만, 기존 디젤

연료와 HVO의 큰 세탄가 차이로 인한 조기 점화21)를 보상하기 위해 엔진·제어 시스템 내에서 일부 엔진

조정(Engine Tuning Adjustment)이 필요할 수 있다.

➋ 동점도(Kinematic Viscosity)

동점도는 유체의 끈끈한 정도를 나타내는 물리적 단위이다. 이는 유체 저항의 일종이다. 동점도가

높을수록 유체는 더 어렵게 흐르고, 낮을수록 더 쉽게 흐른다. 이 지표는 선박의 기관 시스템에서 연료가

이동하는 데 얼마나 효과적인지를 측정하는 데에 사용되며, 동점도가 높을수록 연료가 전달할 수 있는

부피당 운동량이 적어지므로, 효율이 떨어질 수 있다. 반면에, 동점도가 낮을수록 연료는 더 쉽게 이동

할 수 있으며, 부피당 운동량이 많아진다.

또한, 동점도는 유체의 밀도와 관련이 있어서, 밀도가 낮을수록 동점도가 증가할 수 있다. 동점도가

낮으면(허용 한계 미만) 연료 분사 노즐을 통해서 연료 누설이 발생할 수 있다. 또한, 동점도는 연료 분사

장치의 연료 분무 성능, 연소 품질 및 배기가스 배출물에 영향을 줄 수 있다. HVO의 일반적인 동점도는

21)

디젤 엔진에서 연료가 압축되는 과정 중 스스로 점화되는 현상

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허용 가능한 범위 내에 있지만, 안정적인 선박 사용을 위해서 상세한 연료의 제원은 연료 분석을 통한

확인이 필요하다.

동점도가 허용 기준보다 낮은 경우 점도를 높이기 위해 연료 냉각기(Cooler)가 필요할 수 있다. 대체로

FAME는 기존 디젤에 비해 상대적으로 높은 동점도를 가진 것으로 알려져 있다. 동점도가 매우 높으면

추운 조건에서 엔진 작동성이 저하될 수 있으며 연료 노즐의 코킹, 침전물, 링 고착, 윤활유 및 기타 관리

측면에서 문제가 발생할 수 있다.

➌ 저위발열량(Lower Calorific Value)

저위발열량(Lower Calorific Value, LCV)이란 연료가 완전히 연소했을 때 방출하는 열량 중 연소에

따라 발생한 수증기의 잠열을 제외한 값을 의미하며 순 발열량이라고도 하다. 연료 발열량은 엔진 출력에

직접적인 영향을 미친다. 대부분의 FAME은 산소 함량이 높으므로 MGO 및 HVO보다 LCV가 약

10~14% 낮은 것으로 확인된다.22) 따라서, 기존 선박연료와 혼합하는 데에 사용되는 FAME의 양은

선박의 주기관 출력 저하에 영향을 줄 수 있다.

특히, 혼합비율에서 FAME의 양이 증가할수록 엔진 출력이 저하될 가능성이 있다. 이에, 연료 특성을

고려해 적절한 혼합비율을 설정하는 것이 중요하다. 엔진 효율과 성능을 선박 주기관에 최적화하기

위해서는 바이오선박유의 LCV와 산소 함량 등 특성을 정확히 이해하고, 적절한 연료 혼합비율을 찾을

필요가 있다. 이를 기반으로 효율적이고 안정적인 기관 운전을 할 수 있다.

➍ 질소산화물(Nitrogen Oxides)

질소산화물(NOx)은 연료의 연소 과정에서 배출된다. NOx 배출량을 높이는 주요 요인은 높은 연소

온도와 연료에 포함된 산소량 즉, 연소 시 공기량이다.

연료의 연소 품질은 연료 특성에 따라 달라지지만, 엔진의 연소 시스템에 의해서도 크게 좌우될 수

있다. 다양한 형태로 설계된 엔진을 사용할 수 있으므로 FAME의 NOx 배출량은 엔진의 종류에 따라

다를 수 있다. FAME에 산소가 함유되어 있으므로 NOx 배출량이 기존의 선박유보다 높을 가능성이

있지만, 모든 선박용 엔진에서 나타나는 현상은 아니다. HVO의 NOx 배출량은 MGO보다 점화 지연

시간이 짧고 세탄가가 높아 MGO의 배출량에 비해 약간 낮거나 유사할 수 있다.

앞서 언급한 보고서 ‘Using bio-diesel onboard vessels’에서는 실제 선박에서의 주기관에 대한

22)

MGO 및 HVO의 경우, 산소 함량이 0임

바이오선박유 연소 및 배출물에 대한 실험 결과를 간략히 소개하고 있다. 아래 표는 보고서에서 언급한

해당 실험에 사용된 선박과 엔진의 종류를 간략히 보여준다[표 28].

회 사

선 종

바이오연료

엔진 타입

DS NORDEN Dry

Bulk, SUPRAMAX

B100

MAN B&W

6S50ME B9.5

BP Shipping

Oil Tanker, MR

B30 & B50(bio-diesel

blend with VLSFO)

MAN B&W

6G50ME-B9.3

Oldendorff Carriers

Dry Bulk,

KAMSARMAX

B50(bio-diesel blend

with MGO)

MAN B&W

6S60MEC8.5

출처: 보고서 ‘Using bio-diesel onboard vessels’(2023.6)

❚ 표 28. 바이오연료 연소 배출에 대한 실험 대상 선박 및 엔진 종류 ❚

그리고, [그림 17]은 실험 결과를 간략히 보여준다. 선박에서의 바이오연료 사용 시, 시험 조건과 실제

운항 조건 간의 차이가 NOx 배출에 영향을 미칠 수 있다. 시험에서는 엔진 부하가 일정하게 유지될 수

있지만, 실제 운항 환경에서는 이를 유지하기 어려워 일부 운항 구간에서 NOx 배출량이 증가하기도 한

다.

바이오디젤 혼합 연료는 기존 화석연료 대비 NOx 배출이 유사하거나 다소 낮은 것으로 알려져 있다.

B50은 B30 및 VLSFO에 비해 약간 높은 NOx 배출량을 보였지만, NTC(NOx Technical Code 2008)

규정의 제한 범위 내에 있다. 참고로 아래 그림에서 나타난 DMM은 ‘Direct Measurement and

Monitoring’을 의미하며 NTC 규정 6.4장에 나타난 방법에 따른 기준이다.

실험에서는 SOx 및 CO 배출 또한 측정되었고, 바이오디젤은 화석연료보다 낮은 SOx 배출과 완전한

연소 상태를 보여줬다. 그 이유는 낮은 황 함량과 균일한 분자 구조로 설명될 수 있으며, 결과적으로

바이오디젤은 NTC 한계를 크게 초과하지 않고 화석연료와 유사한 배출 상태를 보이는 것으로 나타났다.

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출처: 보고서 ‘Using bio-diesel onboard vessels’(2023.6)

❚ 그림 17. 실험 결과 측정된 바이오선박유 NOx 배출 수준 ❚

➎ 윤활성(Lubricity)

윤활성은 주기관 운전 중, 움직이는 표면의 마찰과 손상을 줄이고 연료 공급 및 분사 시스템의 구성

요소(예: 연료 펌프, 연료분사 밸브 등)에 적절한 윤활을 제공하는 연료의 능력을 측정한 것이다. 구성품의

제조 정밀도는 연료 전달 특성에 영향을 미칠 수 있는 긁힘 및 마모로부터 적절하게 보호되어야 한다.

FAME와 비교하여 HVO는 황과 산소 화합물이 거의 없지만, 윤활성이 대체로 낮은 단점이 있다.

➏ 산화안정성(Oxidative Stability) / 저장안정성(Storage Stability)

산화안정성은 저장 및 사용 중에 산화에 저항하는 연료의 능력을 측정한 것이다. 산화안정성이 낮은

연료는 엔진 성능에 부정적인 영향을 미치는 과산화물, 산 및 침전물을 형성할 수 있다. MGO와 HVO는

산화안정성이 높고 장기간 보관할 수 있다. FAME는 낮은 산화안정성으로 인해 연료 탱크에서 물, 슬러지,

캣파인과 같은 오염 물질 등이 생성되어 엔진 장비에 침전물의 축적을 증가시킬 수 있다. 이러한 오염

물질이 연료 탱크에서 엔진에 도달하기 전 기관시스템에서 감소시키지 않으면 선박 운항에 심각한

영향을 줄 수 있다.

결과적으로 선박에서 FAME의 보관 및 안정적인 사용 기간을 연장하기 위해 첨가제가 필요할 수

있다. 첨가제는 모든 엔진에 적용되지 않을 수 있으며 사용되는 FAME의 양과 엔진 종류(예: 4행정 및

2행정 엔진)에 따라 달라진다. 그러나 현업에서는 대체로 높은 비용으로 인해 첨가제가 선박에 거의

사용되지 않는 것으로 알려져 있다. 따라서 연료 탱크에 대체 코팅을 적용하는 방법 또는 벙커링 횟수를

증가하는 방법도 또 다른 옵션이 될 수 있다.

➐ 저온 유동 특성(Cold Flow Properties)

저온 유동 특성은 저온 영역에서의 유체 유동성을 나타낸다. FAME는 저온 유동 특성이 좋지 않으며

연료저장 온도가 적절하게 제어되지 않으면 불안정한 상태가 가속화하고 장기간 저장 및 선박의 사용

적합성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 이러한 이유로 국제내연기관협회(CIMAC)는 연료 온도를 유동

점보다 최소 10℃ 높게 유지할 것을 권장하고 있다.

일차적인 예방 조치로서 연료 저장탱크, 배관 및 필터를 가열하여 일정 온도를 유지시켜 주는 방법이

있다. 만약, 가열이 어려운 경우에는 저온 유동 개선제 첨가를 통해 연료를 처리하는 것이 적절하다.

HVO는 저온에서 유동성의 제약이 있을 수 있으나, 생산과정 중 이성질화(isomerization)를 거쳐 HVO의

저온 특성이 개선될 수 있다. 이성질화란 n-alkanes이 더 많은 가지형 구조인 iso-alkanes으로 변환하는

것이며, 저온 특성에 영향을 미치는 HVO 생산 공정의 단계이다23)[표 29].

Fuel Property

Units

MGO

FAME

HVO

Cetane Number

40~55

50~65

80~99

Density at 15°C

Kg/m

0.82~0.85

0.88

0.77~0.78

Kinematic viscosity at 40°C

2/s

2.5~4.5

4.5

2.5~3.5

LHV

MJ/Kg

42~44

37~38

34~44

Oxygen content

Sulphur content

ppm

<10

NOx Emissions

Baseline

+10%

-10% ~ 0

Lubricity

Baseline

Good

Poor

Oxidative stability Storage stability

Baseline

Poor

Good

Cold Flow Properties

Baseline

Poor

Good

❚ 표 29. 연료 물질 비교 - MGO, FAME, HVO ❚

23)

alkanes은 오직 수소와 탄소로만 구성되어 있으며, 분자 내의 모든 결합은 단일 결합으로, 이중 결합이나 삼중 결합은 존재하지 않음

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2. 바이오선박유의 취급 시 유의사항

바이오연료 사용이 해운업계에서 보편화되지 않는 현재와 같은 과도기적인 시점에서 선주가 바이오

선박유를 채택하는 의사결정은 단순하지 않다. 특히, 선박의 운항, 항로 특성 및 기관 시스템에 따라 특정

유종의 연료를 선택한 후, 이를 수시로 변동할 수 없는 상황에서는 의사결정에 더욱 신중할 수 밖에

없다.

또한, 대체로 선박의 연료탱크 수나 크기는 선박의 설계 과정에서 여러 종류의 선박연료를 사용한다는

점을 고려하지 않고 설계 및 건조하기 때문에 바이오선박유 사용에 따른 안정성과 위험성에 대한 선주의

부담은 더욱 클 수밖에 없다.

아래 그림은 노르웨이선급(DNV)에서 2023년 6월 발행한 바이오선박유의 규제·생산 현황과 잠재

성을 설명한 보고서 ‘BIOFUELS IN SHIPPING’에 나타난 내용으로서 바이오연료의 선박 사용에 있어

고려해야 할 요소를 보여준다[그림 18].

❚ 그림 18. 바이오선박유의 사용에 따른 주요 고려 요소 ❚

또한, 동 보고서에서는 선주에게 선박에서 바이오연료 사용을 위한 기술적 검토 사항 및 절차를 아래와

같이 권고하고 있다.

❶ Initial screening of biofuel alternatives

바이오연료의 화학적 특성과 연료 자체가 시장에서 가지는 잠재성에 대한 검토가 필요함

❷ Risk assessment to map compatibility of relevant biofuel

연료유 공급자(Supplier), 연료유 검사기관(Laboratory), 엔진 제조사, 바이오연료 사용과 관련된

시스템의 설계 및 제조사, 기국 및 선급 검사관 등 이해관계자 간 협의가 필요함

❸ On-board preparation and modifications

선원 등과 같이 해당 연료의 운용에 직접 관계된 직원에 대한 교육·훈련 등이 필요함

❹ Implementation and trialing

단·중·장기 측면에서 연료유의 선박 사용에 대한 평가, 후속 조치 등 보고 지속

그리고, 2023년 6월 Mærsk Mc-Kinney Møller Center for Zero Carbon Shipping이 발행

한 ‘Using bio-diesel onboard vessels’ 보고서에서는 실질적인 수급 시 절차적 고려사항을 아래

와 같이 세 단계로 구분하여 권고하고 있다[그림 19].

❶ 바이오연료 혼합비 결정 필요. 혼합비에 따라 이산화탄소 배출계수가 달라지고 선박에 사용 시, 엔진

메이커가 보증하는 안정성의 범위도 달라질 수 있음을 고려해야 함

❷ 바이오선박유 테스트는 ISO 8217을 따르며, 추가적인 온도-점도 분석을 통해 연료 품질을 확인

해야 하고, 연료 샘플 분석 결과는 선박에서 충분한 검토가 필요함. 향후, 연료 사용에 따른 기관

시스템 문제 등에 근거자료로 활용될 수 있음

❸ 해상인명안전협약(SOLAS) 협약에서는 연료의 인화점을 60℃ 이상으로 규정하므로 이와 관련된

기준을 확인해야 함. 또한 선박 기계가 규정 요건에 맞는지 호환성을 확인해야 하며, 이를 위해 연

료 공급자, 선급, 선주, 엔진 제조사 간 협력이 필요함

❚ 그림 19. 바이오선박유 사용을 위한 절차적 고려사항 ❚

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바이오연료 중에서도 국내 상용 바이오연료인 FAME의 특성이 반영된 관리가 필요하다.

- FAME 특성에 따른 관리 주의 사항 -

① 미생물 오염을 확산시킬 수 있는 수분을 보유하는 경향이 있음

② 산이 형성되어 연료 시스템 구성 요소에 잠재적인 부식이 발생하고 슬러지 발생이 증가할 수 있음.

잔사유(Residuals)에 사용되는 온도가 더 높으므로 잔사유 혼합물보다 증류(Distillates) 연료에 더

많은 위험이 있음

③ FAME 자체의 산화안정성은 혼합 전 확인이 필요하므로 ISO 8217:2017에 정의된 EN 14214 및

ASTM D6751의 FAME 표준을 충족해야 함. 사양을 벗어난 산화된 FAME는 산을 형성할 가능성이

있으며, 이를 확인하지 않으면 연료 시스템의 부식과 과도한 슬러지 발생으로 이어질 수 있음

이러한 위험을 최소화하려면 하기의 지침을 고려할 수 있다.

- 위험 최소화를 위한 권장 지침 -

① 선박에 장기간 보관을 피할 것

② 용제(Solvent) 특성을 고려할 때 이러한 혼합물을 사용하면 배관 시스템에 세척 효과가 나타날 수 있음.

슬러지 발생이 증가하는지 필터와 정수(Purifier) 성능 모니터링 필요

③ 침전 및 서비스 탱크(Settling and Service Tank)의 주기적 배수(Water Drain) 시행

④ 탱크와 연료 시스템 재질에 대한 평가 시행

⑤ 저장탱크의 잔존유(Dead oil) 최소화, 탱크 내부 점검 결과 슬리지가 있을 경우 클리닝 시행 필요

⑥ 저온 유동 특성 관련하여 사용 전 반드시 샘플 분석을 통해 확인하고 지침에 의거 연료 관리 시행

다음은 FAME의 장기간 보관 및 사용 시 탱크 및 배관 내 특정 재료와 더 호환되지 않는 재료 목록이다

[표 30]. 선박은 시간이 지남에 따라 성능이 저하될 수 있는 연료 시스템 구성 요소 재료를 인지하고

교체할 적절한 예비 부품이 필요하다.

재 료

권 고

권 고 X

금속

(Metals)

탄소강(Carbon Steel)

스테인리스 스틸(Stainless Steel)

알루미늄(Aluminium)

황동(Brass)

청동(Bronze)

구리(Copper)

납(Lead)
주석(Tin)

아연(Zinc)

탄성체

(Elastomers)

플루로카본(Flurocarbon)

나일론(Nylon)

테프론(Teflon)

바이톤(Viton)

니트릴고무(Nitrile rubber)

네오프렌(Neoprene)

클로로프렌(Chloroprene)

천연 고무(Natural Rubber)

하이팔론(Hypalon)

스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene rubber)

부타디엔 고무(Butadine rubber)

고분자체

(Polymers)

탄소 충전 아세탈

(Carbon filled acetal)

폴리에틸렌(Polythylene)

폴리프로필렌(Polypropylene)

폴리우레탄(Polyurethane)

폴리비닐 클로라이드(Polyvinchloride)

그 외

파이버글라스(Fiberglass)

출처: LR

❚ 표 30. FAME 사용에 권고되는 재료 ❚

유럽해사안전청(EMSA)는 HAZID(위험성분석 및 식별)를 통해 바이오연료 저장탱크, 벙커링 시스템,

선박 엔진에서 발생할 수 있는 고위험을 식별하였고, 이에 대응할 수 있도록 점검 목록 및 적절한 상황

에 적용할 수 있도록 다음의 예를 제공하였다[표 31].

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북

점검 항목

단계

HVO FAME

바이오연료 저장탱크에 대한 위험요소
연료의 양, 바이오연료 등급의 다양성, 저장탱크의 바이오연료 품질 저하 등은 장비 손상, 엔진 문제 및 정지,
연료시스템 누설과 같은 문제를 야기함

적용가능한 기준에 따라 연료 분석 및 호환성 테스트 시행

엔지니어링 설계

✓

Seal에 사용되는 재료 또는 소재의 팽창, 흡수, 분해를 확인하기 위해
탄성 소재 관련 호환성 연구 수행

엔지니어링 설계

✓

적절한 장비 및 소재 선택을 포함하여 시스템 설계 초기에 바이오연료
특성, 연료 사양 요구사항 및 작동조건 고려

엔지니어링 설계

✓

적합한 윤활성 결정
– 바이오연료, 기존 연료, 첨가제 등 고려

엔지니어링 설계

✓

HVO의 Isomerization 해결을 위한 바이오연료 사양 및 시스템 설계
확인

엔지니어링 설계

✓

바이오연료 윤활성과 특성을 고려하여 시스템과 엔진 구성 요소가
적절하게 선택되었는지 확인

엔지니어링 설계

✓

연료를 사양 내로 유지하고 바이오연료가 연료 분사 시스템에서
누설되는 것을 방지하기 위해 허용 가능한 점도 범위 내에서 연료를
공급할 수 있는 시스템 설계 고려

엔지니어링 설계

✓

바이오연료의 매개변수(온도, 점도, 압력 등)를 모니터링하기 위해 연료
저장탱크, 연료 공급 시스템 등 선내 연료 관리 시스템과 열 관리
시스템 개발

엔지니어링 설계

✓

FAME 온도를 유동점보다 최소 10℃ 높게 유지할 수 있도록 연료 관리
시스템 설계(CIMAC 권고사항).

엔지니어링 설계

✓

선급 및 국제 규정 요구사항 충족 확인 (바이오연료 저장탱크 설계,
타입 및 코팅 선택 분 아니라 적절한 감지기, 탱크 매개변수 모니터링
및 경보(레벨, 압력)를 포함한 시스템 등)

엔지니어링 설계

✓

FAME 저장탱크의 코팅에 대한 평가, 탱크와 바이오연료 혼합물 및
첨가제와의 호환성 평가

엔지니어링 설계

✓

연료를 저장탱크에 적재하기 전에 연료 사용량, 소모율, 연료 품질 등의
문서화

운영

(바이오연료 적재)

✓

FAME의 산화 안정성/생분해성 특성으로 인해 저장탱크의 오염물
(물, 슬러지 등)이 느슨해질 수 있으므로 FAME 혼합물을 사용하기 전에
적절한 탱크 코팅(Coating) 및 탱크 클리닝 시행

운영-주기적

샘플링, 인스펙션

✓

저장 탱크에서 바이오연료의 주기적 샘플링, 저장탱크에 첨가제(Biocides)
주입, 바이오연료 품질 저하 및 장비 손상을 방지하기 위한 저장탱크 및
장비 주기적 점검 시행

운영-주기적

샘플링, 점검,

유지보수

✓

저장 탱크와 엔진의 바이오연료 온도 및 점도 모니터링 철저

운영

(주기적 모니터링)

✓

주기적인 점검 및 모니터링을 통한 탱크 클리닝 시행

운영(유지보수)

✓

제한된 공간에 대한 진입 절차 수립, 적절한 보호장구 제공하여 검사 및
서비스를 위한 탱크 진입 중 독성 가스로부터 위험 최소화

운영(유지보수)

✓

❚ 표 31. 위험성 평가를 위한 바이오선박유 수급 점검 목록 ❚

점검 항목

단계

HVO FAME

바이오연료 윤활성으로 인해 연료 시스템의 구성 요소(예: 펌프)에 손상
및 마모가 발생할 수 있으므로 중요한 예비 부품 목록을 작성하고 장비
교체에 사용할 수 있는 부품 확보

운영(유지보수)

✓

FAME의 산화안정성/생분해성 특성으로 인해 장기간 저장을 해야 할
경우, 초기 단계에서 항산화제(Antioxidants) 사용 고려

운영-장기 저장

(storage)

✓

바이오연료 저장탱크에 떨어진 물체로 인한 손상 가능성 최소화를 위해
크레인 운전자 교육 및 절차 마련

운영

✓

벙커링 관련 위험 요소

벙커링 작업 전 연료 샘플링 및 적합성 점검 실시

벙커링

✓

디젤에서 바이오연료 혼합물로 전환하는 경우 시스템 Flushing 절차 마련

벙커링

✓

적절한 벙커링 절차 마련, 바이오연료 적용에 대한 선원 교육 제공

벙커링

✓

선택된 바이오연료의 특성 및 소모율을 고려하여 적절한 연료 관리
절차 마련

벙커링

✓

FAME의 산화안정성/생분해성 특성으로 인해 장기간 보관하기 위한
벙커링 금지

벙커링

✓

엔진 및 엔진룸 관련 위험요소
바이오연료 관련 문제(적합성, 낮은 연료 등급 품질, 윤활성 등)로 인해 엔진 연료 계통 장비의 마모 및 손상
가능성 증가, 허용 한도를 초과하는 과도한 배기가스 배출, 엔진 성능 저하 및 연료 분사 부품에서 연료 누설

엔진과 바이오연료 혼합물과의 적합성 검토

엔지니어링 설계

✓

IMO 및 선급 요구사항이 충족되는 엔진 및 기관실 설계
- 기관실의 지속적인 환기 포함

엔지니어링 설계

✓

바이오연료 혼합물에 대해 선박 항해 및 운영 프로필과 관련하여
원하는 전력 출력과 필요한 연료 소비 평가. 또한, 연료소모 증가로
인해 디젤연료 대비 벙커링 연료량이 증가할 가능성이 있으므로 설계에
적합한 저장탱크의 크기와 연료 소모량 결정

엔지니어링 설계

✓

바이오연료 혼합물을 사용하는 동안 배출 문제를 해결하기 위한 엔진
제조사의 엔진 테스트 시행

엔지니어링 설계

(엔진 유형 테스팅)

✓

바이오연료 혼합물에 대한 NOx 배출 허용 한도 준수여부 확인을 위한
엔지니어링 시뮬레이션 또는 Prototype 테스트 시행

엔지니어링 설계

(프로토타입 테스팅)

✓

엔진 제조사에 문의하여 바이오연료 혼합물과 엔진 구성 요소의 호환성
평가, 기존 엔진 구성 요소에 대한 적절한 변경 및 업그레이드 시행

엔지니어링 설계

✓

NOx 배출 최소화를 위한 SCR 또는 NOx Trap 등 추가 설치 검토

엔지니어링 설계

✓

바이오연료 혼합물에 대한 적절한 엔진 윤활유 결정

엔지니어링 설계

(윤활유)

✓

바이오연료의 함량으로 인해 장비 Clogging 문제, 배기가스 후처리
시스템 고장 등이 발생 가능하므로 엔진 및 부품에 대한 적절한 유지
관리 절차와 장비 교체 계획 수립

운영

(정기 유지보수)

✓

바이오연료 혼합물을 사용할 때 초기 점화 지연을 고려하고 엔진 성능을
최적화하며 배기가스 배출을 최소화하기 위한 엔진 튜닝 조정 절차 개발

운영

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FAME의 저위발열량은 MGO보다 약 14% 낮음. 이는 곧 동 연료 사용 시 선박의 성능(엔진 출력,
연료 소모량)과 운항 거리 등에 영향을 줄 수 있음을 뜻함



운항 거리에 영향을 미치는 요소들을 계산하고. 필요시 추가 벙커링 계획을 수립해야 함



FAME 사용으로 인해 NOx 배출이 증가할 수 있으며, 엔진과 선박의 NOx 규정을 준수하지 못할 수
있음



주어진 혼합 비율에서 FAME를 사용하면 엔진의 NOx 배출에 얼마나 영향이 있는지 엔진 설계자에게
확인해야 함



FAME은 Seal, Gasket, Hose 등 연료 시스템의 기존 구성요소와 호환되지 않을 수 있으며 Seal이
팽창하여 바이오연료 누출이 발생할 수 있음



FAME를 사용하기 전에 장비 공급업체로부터 연료 시스템 구성품과의 호환성에 대해 확인받기를 권고함



FAME는 연료 저장탱크의 오염물을 발생시킬 수 있으며 연료 시스템과 엔진 구성품에 침전물 축적을
증가시켜 엔진 손상을 초래할 수 있음



FAME를 사용하기 전에 연료 탱크를 철저히 클리닝하는 것이 필요하며, FAME 사용 후에는 필터를
청소하고 연료 시스템 구성품을 자주 검사하는 것을 권고함



열악한 저온 유동 특성으로 인해 연료 저장 온도가 제어되지 않으면 FAME의 불안정성이 심화되어
유효 기간 및 목적 적합성에 영향을 미칠 수 있음. 이를 방지하기 위해 보관 온도를 제어하거나 저온
유동을 개선하는 제품을 사용하기 위해 선내 Heating System 관리가 필요함

❚ Case 2. FAME(50% blend with MGO) ❚



HVO의 동점도가 상대적으로 낮고 기준보다 낮은 경우 연료 공급 시스템의 작동, 관련 구성 요소 및
엔진 성능에 영향을 미칠 수 있음



연료 점도가 기준 범위 내에 있는지 연료 분석을 통해 확인해야 함



HVO의 윤활성은 다른 바이오디젤에 비해 낮을 수 있으며 연료 공급 및 연료 분사 시스템 구성요소의
효율적인 작동을 위해 윤활제가 필요할 수 있음



특히, 소형 엔진(예: 4행정)의 경우 연료의 윤활성을 고려하고 첨가제 사용을 피하기 위해 혼합물의
윤활성에 크게 영향을 미치지 않는 혼합량 사용을 권장함



HVO의 저온 유동 특성은 이성질화 과정을 통해 향상된 것임



HVO가 저온 유동 특성에 영향을 주지 않는 관련 생산 단계를 거쳤는지 연료 공급업체에 확인해야 함



상기 내용들이 잘 이행되고 있는지 검사를 주기적으로 수행하고 클리닝 및 유지 관리 절차를 면밀하게
거쳐야 함



HVO가 Drop-in 연료의 특성을 보여주더라도 이러한 특성이 산업 표준을 충족하는지, 연료의 품질이
선상에서 사용하기에 충분한지, 엔진 제조사 및 장비 공급업체의 사양에 맞는지 확인해야 함

❚ Case 1. HVO(No Blend, 100% HVO) ❚



FAME의 저온 유동 특성과 예상 보관 기간 및 온도에 대한 불안정성에 대해 연료 공급업체에 문의하는
것을 권고함(Heating 요구사항 최소화, 첨가제 미사용을 위한 조치)



상기 FAME 특성이 시스템 및 엔진 성능에 미치는 영향은 기존 디젤과 혼합되는 FAME의 양에 따라
달라짐. 연료 공급 시스템과 엔진 구성 요소를 크게 변경하지 않고도 최대 30%(즉, B30)의 혼합이
가능할 수 있으며, 혼합 비율이 높을수록(B50~B100) 연료 공급 시스템과 엔진에 영향을 미칠
가능성이 높아짐.



상기 모든 내용은 FAME 사용 전 연료 분석, 기존 장비와의 호환성 확인, 정기 검사 수행, 클리닝·유지
관리 절차 수행의 중요성을 강조함(장비 공급업체와 엔진 제조사의 지침과 확인이 중요함)

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요 약

이 가이드북은 글로벌 기후변화 및 친환경적 패러다임 전환에 따라 국내 해운업계가 참고할 수 있도록 바

이오연료 사용에 필요한 정보를 제공하였다.

1장에서는 지속가능하며 온실가스 배출이 적은 바이오선박유 수요 증가에 대한 전망을 언급하며,

IMO 탄소중립 목표, EU ETS 등 국제·지역규제 등을 이행하기 위한 현시점의 현실적인 방안으로서

바이오선박유의 사용을 제안하였다.

2장에서는 국내 상용 바이오연료의 정의를 제공하고 개발·생산 및 공급 동향을 분석하였고, 국내

미상용 바이오연료의 제조공정과 현재 수행되고 있는 연구를 소개하였다. 바이오선박유는 총 7가지로 분류

될 수 있으며, 국내에서 현재 생산하는 바이오연료는 바이오디젤, 바이오중유 및 바이오가스로 식별된다.

또한 울산항만공사의 자체적인 조사결과에 따르면 국내 바이오디젤 연간 최대 생산능력은 바이오디젤 약

135만 톤, 바이오중유 약 166만 톤으로 나타났다.

3장에서는 국제 환경규제와 바이오선박유 관련 지침에 대한 정보를 제공하였으며, 바이오연료 수급에

필요한 국제인증제도로서 ISCC와 RBS의 인증체계 및 절차에 관한 정보를 제공하였다.

- 바이오선박유 관련 규정 및 지침 -

➊ 선박연료 전과정 온실가스(GHG) 집약도에 관한 지침(Res. MEPC.376(80))

➋ 바이오선박유 사용 관련 국제협약 내용(SOLAS II-2, MARPOL Annex VI 등)

➌ GHG 규제 하의 바이오연료 사용에 대한 임시지침(MEPC.1/Circ.905)

➍ 바이오연료와 MARPOL 부속서 I의 혼합유에 대한 지침(MSC-MEPC.2-Circ.17)

4장에서는 산화 분해 취약성, 높은 산가 등 바이오선박유의 물리·화학적 특성을 설명하였으며, 선박

에서 FAME 및 HVO 등을 혼입한 바이오선박유를 저장 및 관리하고자 할 때 취급 유의사항에 대한

정보를 제공하였다.

부 록

울산항의 석유화학 터미널 소개 자료

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동 가이드북은 해양수산부의 지원을 받아 제작되었습니다.

발 행 처

주 소

홈페이지

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30103 세종특별자치시 한누리대로 492 청암빌딩 5층

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