HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) 란

HVO(Hydrotreated Vegetable Oil) 란

HVO(Hydrotreated Vegetable Oil)는 재생 가능한 에너지 부문에서 혁신적인 바람을 일으키고 있는 바이오 연료 중 하나입니다. 식물성 기름 또는 동물성 지방 등을 수소로 처리(수소화 분해 및 수소화)하여 만들어지며, 고품질의 디젤 대체 연료로 사용되고 있습니다. 기존의 전통적인 바이오 디젤과는 다르게 HVO는 화학적으로는 석유 기반의 디젤과 비슷하지만 환경에는 큰 이점이 있습니다. '그린 디젤' 또는 '재생 가능 디젤'로 불리는 HVO는 지속 가능한 연료 기술의 큰 발전을 나타내고 있습니다.

 

Vegetable oil

 

HVO 생산 원료

HVO 다양한 원료로부터 생산되며, 이는 생산의 유연성과 광범위한 선택이 가능함을 나타내고 있습니다.

 

주요 원료는 아래와 같습니다.

• 식물성 기름: 팜유, 카놀라유, 대두유(콩기름) 등이 많이 활용되고 있습니다.
• 동물성 지방:소고기 기름 등과 같은 다양한 동물성 지방이 효과적인 원료로 사용 가능합니다.
• 조류: 특정 조류, 예를 들어 보트리오코쿠스 브라우니(Botryococcus Braunii)가 HVO의 원료로 적합합니다.
• 폐유: 조리용으로 사용된 기름(식용유)은 HVO로 재활용될 수 있습니다.

 

이러한 원료는 대부분 크리글리세리드(1분자의 글리세롤에 3분자 지방산이 결합된 형태)로 구성되어 있어 HVO 정제 과정에 적합한 형태입니다. 이처럼 다양한 원료를 사용할 수 있다는 것은 HVO의 주요 장점 중 하나이며, 생산의 유연성을 제공하고 특정 원료에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다. 추가로 원료의 다양성은 광범위한 현지 생산의 가능성도 열어주며, 이는 장거리 연료 수송에 따른 관련 비용과 환경 영향을 줄이는 데 역할을 할 수 있습니다. 이런 원료의 다양성과 유연성은 HVO가 재생 가능한 원료로 선택되는 데 중요한 장점으로 활용될 수 있습니다.

 

HVO의 화학적 특성 과 장점

HVO의 화학적 특성은 기존 디젤이나 전통적인 바이오 디젤을 대체하는 우수한 대체품이 되게 합니다. 이러한 특성을 이해하면 HVO의 장점을 더 잘 알 수 있습니다.

 

HVO 생산 과정은 크게 두 가지 주요 단계로 구분할 수 있습니다.

• 수소화: 지방이나 기름 분자에 수소가 도입되어 탄소 화합물이 감소합니다.
• 변환: 트리글리세리드나 지방산이 하이드록시화(산소를 물로 제거) 또는 탈카르복실화(산소를 이산화탄소로 제거)에 의해 탄화수소로 변환됩니다.

 

이 과정은  단순화된 화학 방정식으로 나타내면 다음과 같이 표현됩니다.

C3H5(RCOO)3 + 12H2  → C3H8 + 3RCH3 +6H2O

 

HVO의 주요 장점은 아래와 같습니다.

• 뛰어나 저온 성능: HVO는 운점이 -40℃이하로, 극도로 추운 환경에서 그 특성을 잘 유지할 수 있습니다. 이는 전통적인 디젤이 문제가 발생하는 추운 기후에서 사용하기에 적합니다.
• 화학적 안정성: HVO의 단순한 화학 구조(CnHn+2)로 인하여 안정성과 일관성을 지니며, 이로 인하여 장기간 저장이 가능합니다.
• 청정 연소: HVO는 순수 파라핀 특성으로 매우 깨끗하게 연소하여 기존의 전통적인 디젤에 비해 미세먼지와 배출가스 배출량이 적습니다.
• 기존 인프라와 호환성: HVO는 큰 변경 없이 기존 디젤 엔진에서 사용할 수 있어, 기존의 사용자들이 쉽게 받아들 수 있습니다.

이런 특성들은 HVO가 프리미엄 연료 블렌드에 매우 적합하다는 것을 나타내며, 성능과 환경 영향을 중요시하는 다양한 분야에서 매력적인 선택 사항이 될 수 있습니다.

 

HVO 지속가능성 과제

HVO는 재생 가능 연료로서 다양한 이점을 제공하고 있지만, 장기적인 생존 가능성을 높이기 위해 해결해야 하는 몇 가지 지속 가능성 과제에도 직면해 있습니다. 이러한 과제는 주로 원료 조달과 대규모 생산에 따른 잠재적인 환경 영향을 중심으로 발생합니다.

 

원료 제한

• 제한된 폐유 자원: 폐식용유와 같은 조리에 사용된 폐유는 HVO의 인기 있는 원료이지만, 이런 폐유는 무한이 확장될 수 없는 제한된 자원입니다.
• 식량 생산과의 경쟁: HVO의 수요가 증가함에 따라 식용 식물성 기름이 HVO 원료로 사용될 가능성이 높으며, 이는 식량 생산과 경쟁 일으킬 수 있습니다. 이러한 경쟁은 세계적인 식량 가격 상승과 잠재적인 식량 안보 문제로 이어질 수 있습니다.

환경 문제

• 농업 확대: 식물성 기름에 대한 수요 증가는 농업의 확대와 강화를 촉진하게 되며, 결과적으로 산림 훼손과 동식물의 다양성 상실로 이어질 가능성이 있습니다.
• 토지 이용 변화: 토지 이용 변화(산림을 농지로 바뀌는 현상 - 동남아시아에서 팜유 재배 지역으로 확대로 산림이 파괴되고 있음)로 온실가스 배출은 경우에 따라서는 화석 연료 대체로 인한 감축 효과의 의미가 퇴색될 수 있습니다.

도전 과제 해결

HVO 생산의 지속 가능한 성장을 위해 몇 가지 전략 사항을 검토해야 합니다.

• 원료 다양화: 조류 기반의 기름이나 기타 비식용성 작물에 관한 연구를 통해 원료 문제 해결책을 제공할 가능성이 있습니다.
• 생산 효율성 향상: HVO 생산 프로세스의 효율성을 높이면 원료 전체의 수요를 줄이는 데 도움이 됩니다.
• 정책 조치: 정부 및 규제 기관은 지속 가능한 원료 조달 및 생산이 가능하도록 적합한 정책을 장려하고 시행합니다.
• 생애 주기 평가: HVO 생산과 사용에 대한 생애주기를 전반적으로 평가를 실시합니다. 이로 인해 개선할 수 있는 분야를 세부적으로 파악하고  실제로 HVO 연료가 환경에 어떠한 이점을 가져오는지 확인할 수 있습니다. 

언급한 도전 과제들이 상당하지만 그렇다고 극복할 수 없는 수준은 아닙니다. 이러한 문제에 대처하는 것은 재생 가능한 연료로서 HVO가 살아남기 위해 중요합니다. 연구가 지속되고 기술이 향상됨에 따라 HVO는 보다 지속 가능한 에너지로 전화되는 시점에 중요한 역할을 할 수 있는 잠재력이 충분합니다.