해외 주요국의 바이오가스·바이오메탄 시장 및 정책 동향 연구

국문 초록 (Abstract)

1. 연구의 필요성 및 목적
■ 연구의 배경 및 필요성
○ 바이오가스·바이오메탄은 유기성 폐자원 처리를 넘어, 가스부문 탈탄소화와 에너지안보 강화를 동시에 뒷받침하는 에너지원으로 부상하고 있음
- 유럽을 중심으로 주요국은 현장 열병합발전 중심에서 벗어나, 정제·고질화를 거쳐 바이오메탄으로 전환한 뒤 가스망 주입이나 수송용 연료로 활용하는 방향으로 산업을 재편하고 있음
- 국내에서도 바이오가스 생산목표제가 도입되어 생산 확대는 제도화되었으나, 활용 단계의 시장·제도 기반은 충분히 갖추어지지 않았음
- 판매 구조, 인증·환경가치 인정, 장기 수요처 확보, 배관망 연계 기준, 비용 분담 구조 등이 미비하여 생산 확대 정책이 현장의 수익성 부담으로 이어질 우려가 있음

■ 연구의 목적
○ 본 연구는 해외 주요국의 바이오가스·바이오메탄 시장 및 정책 동향을 종합 검토하고, 국내 활용 활성화에 필요한 제도 설계 방향을 도출하고자 함
- 생산 확대 자체보다 생산된 가스를 시장과 인프라에 편입시키는 경로에 초점을 둠
- 주요국의 재정지원, 인증제도, 가스망 연계 규정, 비용 부담 구조를 비교하여 국내 정책 설계의 기준을 제시함
- 생산 의무화가 본격화되는 시점에서 생산과 이용 사이의 제도적 공백을 메우고, 바이오메탄을 국내 가스부문의 탈탄소 수단으로 정착시킬 정책 조합을 제시하고자 함

2. 연구내용 및 주요 분석 결과
■ 바이오가스에서 바이오메탄으로의 전환 배경
○ 가스산업은 탄소중립 이행 과정에서 기존 천연가스 인프라의 좌초자산화 위험에 직면하고 있으며, 이를 완화할 대안으로 친환경 가스 전환 필요성이 커지고 있음
- 천연가스는 탄소중립 목표 강화에 따라 장기적으로 감축 대상 화석연료로 재인식되고 있음
- 가스 수요가 구조적으로 줄어들면 인프라 고정비가 잔존 소비자에게 집중되고, 요금 상승과 이용자 이탈이 맞물리는 악순환이 생길 수 있음
- 따라서 기존 인프라를 활용하면서 탄소배출을 줄일 수 있는 녹색가스의 역할이 부각되고 있음

■ 활용 방식의 변화와 시장 구조 전환
○ 해외 시장에서는 열병합발전 중심 모델 대신, 바이오메탄 전환 후 가스망 주입이나 수송용 연료 공급이 표준으로 자리 잡고 있음
- 초기 바이오가스 산업은 FIT 기반 전력 생산이 일반적이었으나, 열 활용의 한계와 전력시장 경쟁 심화로 경제성이 약해졌음
- 고질화를 거쳐 고부가가치 분자연료로 활용하는 방식의 이점이 커지고 있음
- 바이오메탄은 배관망 주입으로 원거리 수요처까지 공급할 수 있고, Bio-CNG·Bio-LNG 형태로 수송부문에도 공급할 수 있어 시장 범위가 크게 넓어짐
- 건물 난방, 대형 상용차, 해운, 고온 산업공정 등 전기화가 어려운 분야에서 현실적 감축 수단으로 쓸 수 있음

■ 해외 주요국의 시장 동향
○ 유럽과 미국의 바이오메탄 시장은 빠르게 확대되고 있으며, 틈새 재생에너지가 아닌 기존 가스산업의 전환 경로로 자리 잡고 있음
- 유럽은 REPowerEU를 통해 2030년까지 생산 확대 목표를 제시하고, 보조금·의무제도·행동계획 등으로 시장 확대를 추진하고 있음
- 바이오가스 생산은 성숙 단계에 진입한 반면, 바이오메탄 생산은 높은 증가세를 이어가며 새로운 성장축으로 떠오르고 있음
- 독일이 최대 생산국이나 프랑스·이탈리아의 신규 플랜트 확대가 두드러지며, 덴마크·스웨덴은 자국 가스 소비 내 바이오메탄 비중이 높아 천연가스 대체 효과가 뚜렷함
- 미국도 IRA의 청정연료 세액공제를 계기로 RNG 투자가 늘고 있으며, 낙농·폐수처리 부문을 중심으로 프로젝트가 확산되고 있음

■ 재정지원과 시장 창출 정책
○ 바이오메탄 시장 확대를 위해서는 초기 설비투자 지원과 운영단계 수익 보전 장치가 함께 갖추어져야 함
- 주요국은 정제·고질화·주입설비 등 초기 투자비 부담이 큰 구간에 보조금과 정책금융을 투입하여 시장 진입을 촉진하고 있음
- 운영단계에서는 FIT, FIP, 프리미엄 지급, 세액공제 등으로 수익 안정성을 보완함
- 최근에는 단순 설비 보조보다 생산 실적·온실가스 감축 성과·수송연료 대체 효과와 연계한 성과기반 지원이 늘고 있음

■ 인증제도와 환경가치 거래
○ 바이오메탄 시장 확대에는 가스 품질기준만으로 충분하지 않으며, 지속가능성 기준과 환경가치 거래체계가 함께 마련되어야 함
- 주요국은 원료 적격성, 전과정 온실가스 감축 수준, 생산·유통·소비 이력 추적을 포함한 인증체계를 운영하고 있음
- 바이오가스 인증서는 물리적 가스 흐름과 별도로 환경가치를 식별·이전·귀속시키는 수단으로, 동일 배관망 내에서도 최종 사용자가 감축 성과를 인정받을 수 있게 함
- 인증기관, 등록부, 거래시스템, 상계 방지 규칙 등이 갖추어져야 제도의 신뢰성이 확보됨

■ 도시가스망 연계와 제도적 쟁점
○ 바이오메탄의 본격적 확산을 위해서는 배관망 연계와 비용 회수 구조 설계가 생산 확대보다 더 긴요한 과제임
- 주요국은 가스 품질기준, 접속 절차, 계량 방식, 압력관리, 안전기준 등을 마련하여 배관망 주입을 제도화하고 있음
- 다만 접속비·배관 보강비·주입설비 비용·운영비의 부담 주체와 회수 방식은 국가별로 차이가 큼
- 시장 초기에 생산자에게 모든 비용을 전가하면 사업성이 크게 저하되므로, 표준 접속규정과 합리적 비용 분담 원칙이 선결 조건임
- 국내도 기술적 가능성은 확인되었으나, 확산 가능한 시장 모델로 이어지려면 접속규정·비용 인정·공급 인증·장기 수요처 확보가 제도적으로 뒷받침되어야 함

3. 결론 및 정책 시사점
■ 결론
○ 바이오가스 산업의 향후 발전은 생산 확대 자체보다 바이오메탄 전환과 활용시장 형성에 달려 있음
- 해외 사례는 정제·고질화를 거쳐 기존 가스 인프라와 연결하는 방식이 산업의 주류 모델로 자리 잡았음을 보여줌
- 바이오메탄은 기존 인프라를 활용할 수 있어 가스산업의 연착륙과 탈탄소화를 동시에 도모할 수 있음
- 다만 시장 확대는 저절로 이루어지지 않으며, 재정지원·인증제도·환경가치 거래·가스망 접속 규정·비용 회수 구조가 함께 설계되어야 함
- 국내도 생산목표제로 공급 확대 기반은 마련되고 있으나, 활용시장과 제도 정비가 뒤따르지 않으면 생산 의무만 강화되는 한계에 직면할 수 있음

■ 정책 시사점
○ 국내 정책은 생산 확대 중심에서 활용 확대와 시장 형성 중심으로 무게중심을 옮겨야 함
- 도시가스망 주입을 위한 품질기준·접속 절차·계량 및 안전기준·운영 책임 범위를 조속히 표준화해야 함
- 정제·고질화·주입설비 등 활용단계 설비에 대한 재정·금융지원을 강화해야 함
- 바이오가스 인증서 제도를 도입하여 환경가치를 분리·거래·귀속할 기반을 마련해야 함
- 생산자·도시가스사업자·정부 간 비용 분담과 역할 배분 원칙을 명확히 하여 사업 불확실성을 줄여야 함
- 초기에는 공공지원이 불가피하나, 중장기적으로 인증서 거래·장기 구매계약·프리미엄 제도 등 시장기반 수익모델로 이행해야 함
- 해외 제도를 그대로 옮기기보다, 국내 가스산업 구조·도시가스사업자의 비용 회수 체계·폐기물 처리 구조를 고려한 한국형 제도 설계가 필요함

목차 (Table of Contents)

• 요약 ⅶ
• 제1장 서론 1
• 1. 연구 배경 및 필요성 1
• 2. 선행연구와의 차별성 4
• 3. 연구의 목적 5
• 제2장 바이오가스에서 바이오메탄으로의 전환: 배경과 시장 동향 7
• 1. 가스 산업의 탈탄소화와 녹색가스 수요의 대두 7
• 1.1. 천연가스 인프라의 좌초자산화 우려와 친환경 가스 전환의 필요성 7
• 1.2. 바이오메탄의 개념과 천연가스 대체제로서의 가치 9
• 2. 바이오가스 활용 방식의 진화: 자가소비에서 계통 주입으로 11
• 2.1. 열병합발전(CHP) 중심 활용의 한계 11
• 2.2. 고질화(Upgrading)를 통한 바이오메탄 전환의 경제적·환경적 편익 12
• 2.3 수요처 다각화: 가스망 주입(천연가스 대체), 수송용 연료, 산업용 원료 13
• 3. 주요국의 바이오메탄 시장 현황과 정책 방향 15
• 3.1. EU의 바이오가스·바이오메탄 생산 현황 및 정책 목표 16
• 3.2. 미국의 재생천연가스(RNG) 시장 동향 26
• 3.3. 소결 28
• 제3장 주요국의 바이오메탄 생산 및 공급 활성화를 위한 재정 지원 31
• 1. 초기 투자비 보조: 업그레이딩 설비와 주입 인프라 중심의 지원 32
• 1.1. 초기 투자비 보조의 필요성 32
• 1.2. 국가별 초기 투자비 지원제도와 지원수준 34
• 2. 운영비 지원(FIT·FIP·premium 등) 38
• 2.1. 운영비 지원의 필요성 38
• 2.2. 국가별 운영비 지원제도와 지원 수준 39
• 3. 조세지원: 성과기반 지원의 확대 42
• 4. 소결 및 시사점 45
• 제4장 바이오가스 인증제도와 환경가치 거래 체계 47
• 1. 바이오가스 인증제도의 필요성과 환경가치 거래의 기본 구조 47
• 1.1. 바이오가스 인증제도의 필요성 47
• 1.2. 가스사업자와 정책당국에 대한 제도적 의미 48
• 1.3 환경가치 거래의 기본구조 49
• 2. 주요국의 바이오가스 인증 및 환경가치 거래 체계 분석 50
• 2.1. 계통 전환형: 덴마크 50
• 2.2. 법·규제 연계형: 독일 51
• 2.3. 국가 주도 시장조성형: 프랑스 52
• 2.4. 정산·귀속 조정형: 네덜란드 53
• 2.5. 민간 인증-공공 제도 결합형: 영국 54
• 3. 바이오가스 인증서의 경제적 가치와 거래 구조 56
• 3.1. 바이오가스 인증시장의 형성과 제도적 의의 56
• 3.2. 인증서 가치의 구성요인과 가격 형성 원리 57
• 3.3. 인증서 거래구조와 시장 운영 방식 59
• 4. 소결 및 정책 시사점 61
• 제5장 유럽의 가스망 연계 비용 부담 구조와 규제 체계 63
• 1. 유럽의 바이오메탄 플랜트 및 가스망 연계 현황 63
• 1.1. 유럽 바이오메탄 플랜트의 가스망 연계 구조 63
• 1.2. 주요국 가스망 연계 유형과 특징 64
• 2. 가스망 연계 비용부담 체계의 구조와 주요 쟁점 66
• 2.1. 바이오메탄 가스망 연계에서의 비용문제 66
• 2.2. 직접 연결비용과 망 보강비용의 구분 67
• 2.3. 망연계 비용 부담 경계 설정의 중요성 68
• 3. 주요국의 비용 분담 방식과 접속 촉진 제도 69
• 3.1. 프랑스: 접속 지원과 망 보강비용 사회화를 결합한 적극적 확대 모델 69
• 3.2. 독일: 정률 부담과 접속 가능성 보장을 결합한 제도화 모델 70
• 3.3. 덴마크: 비용 경계의 명확성과 절차의 예측 가능성을 중시한 모델 71
• 3.4. 이탈리아: 경제성 평가를 통해 운영자 부담 범위를 정하는 선별형 모델 72
• 3.5. 영국: 사업자 부담 중심에서 완화 방향으로 전환 중인 사례 73
• 4. 바이오메탄 주입요금과 주입설비 비용의 부과 체계 74
• 5. 가스망 운영자의 역할 확대와 규제체계의 재편 76
• 6. 소결 및 시사점 78
• 제6장 결론 및 정책 제언 81
• 1. 요약 및 결론 81
• 2. 정책 제언 82
• 참고문헌 85