세계의 바이오연료 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031년)

바이오연료 시장 규모, 성장 동향 및 2031년 산업 전망

Mordor Intelligence 보고서에 따르면, 글로벌 바이오연료 시장은 2025년 1,212억 3천만 달러에서 2026년 1,369억 4천만 달러로 성장할 것으로 예상되며, 2031년에는 2,521억 2천만 달러에 달하며 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 12.96%를 기록할 것으로 전망됩니다. 아시아 태평양 지역이 16.78%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고, 북미 지역이 2025년 시장 점유율 42.56%로 가장 큰 시장을 형성할 것으로 보입니다. 시장 집중도는 중간 수준이며, 주요 기업으로는 Neste, POET, Valero, BP, Shell 등이 있습니다.

이러한 성장은 주로 운송 부문, 특히 항공 분야의 탈탄소화 의무 증가와 주요 석유 기업들의 투자 확대에 힘입어 촉진되고 있습니다. 기술적으로는 1세대 작물 기반 연료에서 폐기물 유래 및 합성 생물학 솔루션으로의 빠른 전환이 배출량 감소와 원료 위험 완화에 기여하고 있습니다. 또한, 북미의 정부 세금 공제와 아시아의 혼합 의무는 생산자들의 가격 안정성을 높이는 장기 구매 계약을 유도하고 있습니다. 경쟁 강도는 높아지고 있으며, 주요 석유 회사들이 발표한 43개의 정유소 전환 및 신규 프로젝트는 2030년 이전에 수백만 톤의 생산 능력을 추가하여 공급망을 재편하고 재생 연료와 화석 연료 간의 비용 격차를 줄일 것입니다.

# 시장 동력 및 제약 요인

성장 동력 (Drivers):
* 아시아 및 남미 운송 부문 혼합 의무 강화 (CAGR 영향 +2.8%): 인도네시아의 B40 프로그램은 바이오디젤 소비를 연간 1,315만 킬로리터로 증가시키고, 인도는 2025년까지 에탄올 혼합률 20% 달성을 목표로 하고 있습니다. 필리핀, 태국, 브라질 등에서도 유사한 정책이 시행되어 시장 성장을 견인합니다.
* 북미의 넷제로 목표 기업 PPA(전력 구매 계약)를 통한 재생 디젤 수요 증가 (CAGR 영향 +1.9%): DHL 그룹과 Neste의 파트너십처럼 주요 물류 및 소매 브랜드들이 규제 최소치를 넘어선 저탄소 연료 공급을 보장하는 다년 구매 계약을 체결하고 있습니다. 캘리포니아의 저탄소 연료 표준(LCFS)은 기업들이 온실가스 크레딧을 현금화할 수 있게 하여 장기적인 경제성을 높입니다.
* EU 및 미국 인플레이션 감축법(IRA)의 SAF(지속가능 항공유) 세금 인센티브 (CAGR 영향 +3.2%): 미국은 청정 연료 생산 크레딧(Clean Fuel Production Credit)을 통해 갤런당 최대 1.75달러를 제공하며, EU는 2025년까지 SAF 2% 의무 혼합을 시작으로 2050년까지 70%로 확대할 계획입니다. 이는 SAF와 기존 제트 연료 간의 가격 격차를 줄여 정유소 전환을 장려합니다.
* 유럽의 팜유 기반 원료 단계적 폐지로 인한 조류 및 폐유 투자 촉진 (CAGR 영향 +1.5%): EU 재생에너지 지침 III는 2030년까지 팜유 기반 바이오연료를 단계적으로 폐지할 예정이며, 이는 조류 배양, 겨울 유채, 폐식용유 처리 등 지속 가능한 원료로의 자본 이동을 유도합니다.
* 석유화학 원료 탈탄소화를 위한 바이오 나프타의 등장 (CAGR 영향 +1.1%):

제약 요인 (Restraints):
* 변동성 높은 원료 가격 (CAGR 영향 -1.8%): 2024년 대두유, 유채유, 폐식용유(UCO) 등의 가격이 40~60% 변동하며 생산 마진을 압박하고 있습니다. 생산자들은 임업 폐기물, 도시 슬러지 등으로 원료를 다변화하여 대응하고 있으나, 전처리 비용이 추가됩니다.
* 인도 및 인도네시아의 농업 잔류물 수집 인프라 병목 현상 (CAGR 영향 -1.2%): 작물 잔류물은 풍부하지만 분산되어 있어 50km 이상 운송 시 수집 비용이 에너지 가치를 초과하는 경우가 많습니다. 이는 상업 규모의 셀룰로오스 에탄올 생산을 지연시키는 요인입니다.
* 유럽의 간접 토지 이용 변화(ILUC) 지속가능성 제한 (CAGR 영향 -0.9%):
* 장거리 항공 부문에서 드롭인(drop-in) e-연료와의 경쟁 (CAGR 영향 -0.7%):

# 세그먼트 분석

* 연료 유형별: 바이오에탄올이 2025년 글로벌 바이오연료 시장 점유율의 51.43%를 차지하며 선두를 유지하고 있으나, SAF는 2031년까지 34.98%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 수소화처리(Hydrotreatment) 기술은 SAF, 재생 디젤, 바이오 나프타를 동시에 생산할 수 있어 기존 파이프라인에 적합한 드롭인 분자로의 자본 이동을 촉진하고 있습니다. 2세대 바이오디젤은 신형 엔진 시스템과의 호환성 문제로 성장이 정체되고 있는 반면, 재생 디젤은 우수한 세탄가와 화석 디젤과의 인프라 호환성 덕분에 시장 점유율을 확대하고 있습니다.
* 세대별: 1세대 연료가 2025년 매출의 67.62%를 차지하며 여전히 지배적이지만, 3세대 조류(algae) 프로젝트는 유전학 및 광생물반응기 기술 발전으로 생산 비용이 두 자릿수 감소하며 15.92%의 CAGR로 가장 빠른 성장을 기록하고 있습니다. 최근 연구에 따르면 조작된 미세조류는 폐유의 85%를 수소화처리에 적합한 지질로 전환할 수 있어 토지 이용 우려를 줄입니다. 2세대 셀룰로오스 시설과 4세대 합성 생물학 기술 또한 상업화 및 투자 유치에 박차를 가하고 있습니다.
* 원료별: 설탕 작물이 2025년 원료 투입량의 35.48%를 공급하고 있으나, 식량 안보 논쟁으로 성장이 제한적입니다. 조류 원료는 13.42%의 CAGR로 성장하며 폐기물 기반 대안으로서 EU 및 미국 크레딧의 지속가능성 기준을 충족하고 있습니다. 폐식용유는 가격이 급등했음에도 불구하고 처녀유보다 우수한 생애주기 탄소 점수로 인해 수요가 지속되고 있습니다. 리그노셀룰로오스계 잔류물 기반 공급도 2020년 대비 전처리 비용이 66% 하락하며 증가하고 있습니다. 동물성 지방 및 수지(tallow) 또한 해양 벙커링 혼합 연료로 주목받고 있습니다.
* 기술별: 발효 기술이 에탄올 생산의 기반이 되어 매출의 58.71%를 차지하고 있습니다. 그러나 수소화처리 기술은 정유소 전환에 필요한 신규 장비가 제한적이라는 장점으로 18.05%의 CAGR로 빠르게 발전하고 있습니다. Topsoe HydroFlex™ 라인은 2024년 가동 후 60일 이내에 정격 생산량을 달성하며 위험이 낮은 배포 모델을 입증했습니다. 가스화 후 피셔-트롭쉬 합성(Fischer-Tropsch synthesis)과 업그레이드된 열분해(Pyrolysis) 기술도 유연한 원료 혼합과 드롭인 생산물 제공으로 주목받고 있습니다.
* 최종 사용처별: 도로 운송이 2025년 물량의 86.92%를 차지하지만, 승용차 부문의 전기차 채택으로 성장이 둔화될 수 있습니다. 반면, 항공 부문은 항공사들이 기존 제트 연료 가격의 두 배 이상 프리미엄을 지불하며 다년 SAF 계약을 체결함에 따라 급격히 성장하고 있습니다. 해양 운송 부문도 IMO 보고 기준을 충족하기 위해 B24 및 B30 혼합 연료를 시험하고 있습니다. 발전 및 지역 난방 부문은 태양광 및 풍력 발전과의 경쟁으로 인해 운송 부문보다 성장이 뒤처지고 있습니다.

# 지역별 분석

* 북미: 2025년 글로벌 바이오연료 시장의 42.56%를 차지하며 가장 큰 시장입니다. 성숙한 옥수수 에탄올 공장, 대두유 기반 재생 디젤의 성장, 관대한 세금 공제(캘리포니아 LCFS 등)가 성장을 견인합니다. 2025년까지 재생 디젤 생산 능력은 52억 갤런으로 두 배 증가할 것으로 예상되며, 멕시코의 최근 의무 연장과 캐나다의 청정 연료 규제도 지역 수요를 확대하고 있습니다.
* 유럽: 재생에너지 지침 III(RED III)에 따라 2030년까지 재생에너지 목표 42.5%를 설정하고 팜유 원료 사용을 단계적으로 폐지하는 등 변화를 겪고 있습니다. 독일은 2025년부터 전년도 온실가스 인증서 이월을 금지하여 의무 당사자들이 즉시 더 많은 첨단 바이오연료를 구매하도록 유도하고 있습니다. 복잡한 정책 조합은 기술 혁신을 촉진하지만, 원료 제약으로 인해 물량 성장은 완만할 것으로 예상됩니다.
* 아시아 태평양: 16.78%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하는 지역입니다. 인도네시아의 B40 의무화는 연간 1,315만 킬로리터의 바이오디젤을 흡수하고 150억 달러의 외화를 절약하며 소규모 팜 농가의 소득을 지원합니다. 인도는 2025년까지 에탄올 20% 혼합 목표를 추진하여 곡물 및 당밀 에탄올 수요를 늘리고 1,000개의 압축 바이오가스 플랜트 시장을 조성하고 있습니다. 풍부한 농업 잔류물, 유가 노출 증가, 우호적인 재정 인센티브가 결합되어 아시아를 글로벌 바이오연료 시장의 독보적인 성장 동력으로 만들고 있습니다.

# 경쟁 환경

산업은 중간 정도의 집중도를 보이며, Neste, POET, Valero, BP, Shell 등 상위 5개 기업이 설치된 첨단 바이오연료 생산 능력의 약 60%를 통제하고 있습니다. 주요 석유 기업들은 2030년까지 43개의 프로젝트를 발표하며 저탄소 액체 연료로의 구조적 전환을 예고하고 있습니다. 원료 접근성과 기술 깊이가 선두 기업과 후발 기업을 가르는 핵심 요소입니다. Neste는 독점적인 NEXBTL 수소화처리 기술을 활용하여 프리미엄 마진으로 재생 디젤과 SAF를 공급하고 있으며, 최근 네덜란드에 전처리 허브를 확장했습니다.

2025년 거래 흐름에서는 통합 전략이 지배적입니다. BP는 Bunge Bioenergia를 14억 달러에 인수하여 브라질 사탕수수 에탄올 및 바가스 원료를 확보했으며, Chevron은 Bunge와의 협력을 통해 미국 유료종 분쇄 능력을 확보하고 있습니다. LanzaTech, Gevo와 같은 기술 전문 기업들은 가스 발효 및 알코올-제트(alcohol-to-jet) 경로를 여러 정유소 운영자에게 라이선스하여 지적 재산을 수익화하고 있습니다. 폐유 집합 및 합성 생물학 분야에서는 여전히 새로운 기회가 존재하며, 추적성 플랫폼이나 새로운 조합을 통해 가치를 창출할 수 있습니다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 지속 가능한 항공 연료(SAF) 및 재생 디젤 시장의 성장을 더욱 가속화하며, 에너지 전환 시대에 기업들에게 새로운 경쟁 우위를 제공할 것으로 기대됩니다.

이 보고서는 바이오매스 원료에서 생산되는 액체 연료 및 혼합 성분인 바이오연료 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 바이오연료는 재생 가능한 에너지원으로서 운송, 난방, 발전 등 다양한 분야에서 화석 연료의 대안으로 활용됩니다.

시장 규모 및 성장 예측에 따르면, 글로벌 바이오연료 시장은 2026년 1,369.4억 달러에서 2031년 2,521.2억 달러로 성장할 것으로 예상되며, 이는 연평균 성장률(CAGR) 13.01%에 해당합니다. 특히 지속가능항공유(SAF)는 34.98%의 가장 빠른 CAGR을 보이며, 항공 부문의 혼합 의무 및 세금 공제에 힘입어 성장을 주도하고 있습니다. 지역별로는 아시아 태평양 지역이 16.78%의 CAGR로 가장 많은 신규 생산 능력을 추가할 것으로 전망되는데, 이는 인도네시아의 B40 의무화 및 인도의 20% 에탄올 목표에 의해 뒷받침됩니다. 기술 측면에서는 기존 인프라에 적합한 재생 디젤 및 SAF를 생산하는 수소처리(Hydrotreatment) 기술이 18.05%의 CAGR로 신규 투자에서 지배적인 위치를 차지할 것입니다.

시장 성장을 견인하는 주요 요인으로는 아시아 및 남미 지역의 운송 부문 바이오연료 혼합 의무 강화, 북미 지역에서 넷제로(Net-Zero) 목표를 위한 기업 전력구매계약(PPA)이 재생 디젤 수요를 촉진하는 점, EU 및 미국의 SAF 세금 인센티브 및 인플레이션 감축법(IRA)이 있습니다. 또한, EU에서 팜유 기반 원료의 단계적 폐지가 조류 및 폐유 투자로 이어지고 있으며, 석유화학 원료 탈탄소화를 위한 바이오 나프타의 등장이 주목됩니다. 주요 정유사들이 바이오연료에 투자하는 이유는 세금 인센티브, 탄소 가격 상승, 그리고 기존 정유 시설을 바이오연료 생산으로 전환할 수 있는 기회 때문입니다.

반면, 시장의 제약 요인으로는 콩, 유채, 폐식용유(UCO) 등 원료 가격의 높은 변동성으로 인한 생산자 마진 압박, 인도 및 인도네시아에서 농업 잔류물 수집 인프라의 병목 현상, 유럽의 간접 토지 이용 변화(ILUC) 지속가능성 상한선, 그리고 장거리 항공 분야에서 드롭인(drop-in) e-연료와의 경쟁이 있습니다.

보고서는 연료 유형(바이오에탄올, 바이오디젤, 재생 디젤/HVO, SAF, 바이오 나프타 등), 세대(1세대, 2세대, 3세대, 4세대), 원료(설탕 작물, 전분 작물, 유지종자, 폐식용유 및 동물성 지방, 리그노셀룰로스 농업 잔류물, 조류), 기술(발효, 에스테르 교환, 수소처리, 가스화 및 FT 합성, 열분해 및 업그레이드), 최종 사용 분야(도로 운송, 항공, 해양, 발전 및 난방), 그리고 북미, 유럽, 아시아 태평양, 남미, 중동 및 아프리카 등 주요 지역별로 시장을 세분화하여 분석합니다.

경쟁 환경 분석에서는 시장 집중도, 인수합병(M&A), 파트너십, PPA 등 전략적 움직임, 주요 기업의 시장 점유율 및 순위, 그리고 Abengoa Bioenergy, Archer Daniels Midland, BP, Cargill, Chevron Renewable Energy Group, Neste Oyj, Shell, TotalEnergies 등 주요 25개 기업의 상세 프로필을 다룹니다.

향후 전망 및 시장 기회 섹션에서는 미충족 수요 평가와 그린 수소 통합 차세대 전기-바이오 정유소의 잠재력을 제시합니다. 전반적으로 바이오연료 시장은 강력한 정책 지원과 탈탄소화 목표에 힘입어 상당한 성장 잠재력을 가지고 있으나, 원료 공급 및 가격 안정성 확보가 중요한 과제로 남아있습니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 환경

• 4.1 시장 개요
• 4.2 시장 동인
  • 4.2.1 아시아 및 남미에서 강화되는 운송 부문 혼합 의무
  • 4.2.2 북미에서 재생 디젤 수요를 견인하는 넷제로 목표 기업 PPA
  • 4.2.3 EU 및 미국 인플레이션 감축법의 SAF (지속 가능한 항공 연료) 세금 인센티브
  • 4.2.4 EU에서 팜 기반 원료의 단계적 폐지로 인한 조류 및 폐유 투자 촉진
  • 4.2.5 석유화학 원료 탈탄소화를 위한 바이오 나프타의 등장
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 변동성 있는 원료 가격(대두, 유채, UCO)으로 인한 생산자 마진 압박
  • 4.3.2 인도 및 인도네시아에서 농업 잔류물 수집의 인프라 병목 현상
  • 4.3.3 유럽의 간접 토지 이용 변화(ILUC) 지속 가능성 상한선
  • 4.3.4 장거리 항공 분야에서 드롭인 e-연료와의 경쟁
• 4.4 공급망 분석
• 4.5 규제 및 기술 전망
• 4.6 포터의 5가지 경쟁 요인
  • 4.6.1 공급업체의 교섭력
  • 4.6.2 구매자의 교섭력
  • 4.6.3 신규 진입자의 위협
  • 4.6.4 대체재의 위협
  • 4.6.5 경쟁 강도

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치 및 물량)

• 5.1 연료 유형별
  • 5.1.1 바이오에탄올
  • 5.1.2 바이오디젤 (FAME)
  • 5.1.3 재생 디젤 / HVO
  • 5.1.4 지속 가능한 항공 연료 (SAF)
  • 5.1.5 바이오 나프타 및 기타 드롭인 바이오연료
• 5.2 세대별
  • 5.2.1 1세대 (설탕 및 전분)
  • 5.2.2 2세대 (셀룰로스)
  • 5.2.3 3세대 (조류 기반)
  • 5.2.4 4세대 (합성 생물학/광생물학)
• 5.3 원료별
  • 5.3.1 당 작물 (사탕수수, 사탕무)
  • 5.3.2 전분 작물 (옥수수, 밀, 카사바)
  • 5.3.3 유료 종자 (콩, 유채, 팜)
  • 5.3.4 폐식용유 및 동물성 지방
  • 5.3.5 리그노셀룰로스 농업 잔류물
  • 5.3.6 조류
• 5.4 기술별
  • 5.4.1 발효
  • 5.4.2 에스테르 교환 반응
  • 5.4.3 수소화 처리 (HVO/SAF)
  • 5.4.4 가스화 및 FT 합성
  • 5.4.5 열분해 및 고도화
• 5.5 최종 사용 부문별
  • 5.5.1 도로 운송
  • 5.5.2 항공
  • 5.5.3 해양
  • 5.5.4 발전 및 난방
• 5.6 지역별
  • 5.6.1 북미
  • 5.6.1.1 미국
  • 5.6.1.2 캐나다
  • 5.6.1.3 멕시코
  • 5.6.2 유럽
  • 5.6.2.1 독일
  • 5.6.2.2 프랑스
  • 5.6.2.3 영국
  • 5.6.2.4 덴마크
  • 5.6.2.5 기타 유럽
  • 5.6.3 아시아 태평양
  • 5.6.3.1 중국
  • 5.6.3.2 인도
  • 5.6.3.3 인도네시아
  • 5.6.3.4 일본
  • 5.6.3.5 기타 아시아 태평양
  • 5.6.4 남미
  • 5.6.4.1 브라질
  • 5.6.4.2 아르헨티나
  • 5.6.4.3 칠레
  • 5.6.4.4 기타 남미
  • 5.6.5 중동 및 아프리카
  • 5.6.5.1 사우디아라비아
  • 5.6.5.2 아랍에미리트
  • 5.6.5.3 남아프리카
  • 5.6.5.4 이집트
  • 5.6.5.5 기타 중동 및 아프리카

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임 (M&A, 파트너십, PPA)
• 6.3 시장 점유율 분석 (주요 기업의 시장 순위/점유율)
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 Abengoa Bioenergy SA
  • 6.4.2 Archer Daniels Midland Co.
  • 6.4.3 BP p.l.c.
  • 6.4.4 Cargill Inc.
  • 6.4.5 Chevron Renewable Energy Group Inc.
  • 6.4.6 Cosan S.A. / Raízen
  • 6.4.7 Eni S.p.A. (Eni Sustainable Mobility)
  • 6.4.8 Gevo Inc.
  • 6.4.9 Green Plains Inc.
  • 6.4.10 LanzaTech Global Inc.
  • 6.4.11 Neste Oyj
  • 6.4.12 POET LLC
  • 6.4.13 Petrobras
  • 6.4.14 Shell p.l.c.
  • 6.4.15 TotalEnergies SE
  • 6.4.16 Valero Energy Corp. (Diamond Green Diesel)
  • 6.4.17 Verbio Vereinigte BioEnergie AG
  • 6.4.18 Wilmar International Ltd.
  • 6.4.19 Aemetis Inc.
  • 6.4.20 Amyris Inc.
  • 6.4.21 Clariant AG
  • 6.4.22 Enerkem Inc.
  • 6.4.23 Pacific Ethanol (Alto Ingredients)
  • 6.4.24 Ørsted A/S (Power-to-X Bio-methanol)
  • 6.4.25 Pacific Biodiesel Technologies

7. 시장 기회 및 미래 전망