▲석탄 발전 배기가스를 이용한 녹조류 배양시설. <사진=한국에너지연구원 제공> ⓒ2012 HelloDD.com

에너지 자원의 불모지인 우리나라는 97%의 에너지원을 수입에 의존하고 있으며, 전 세계적으로 화석연료를 대체할 만한 새로운 에너지에 대한 개발 경쟁이 더욱 치열해지고 있다. 우리나라도 고유가 및 기후변화협약에 대비하기 위해 에너지 효율 및 신재생에너지 기술에 대한 투자를 확대하고 있지만 석유를 대체하는 것이 쉽지 않은 상황이다. 

이런 가운데 한국에너지기술연구원(원장 황주호)은 오윤관 박사 연구팀이 '연소배가스 R&D 실증설비'로부터 배출되는 석탄발전 연소배가스와 저가 광생물반응기를 이용해 고지질 녹조류를 생산하고, 생산된 녹조류 바이오매스로부터 오일 추출과 화학적 전환을 통해 바이오디젤을 생산하는 차세대 기술을 확보했다고 13일 밝혔다. 

이번에 개발한 녹조류 바이오디젤 생산공정은 연간 단위면적(㎡) 당 4ℓ의 바이오디젤을 생산할 수 있는 국내 최고 수준의 바이오디젤 생산 기술이다. 특히 그동안 단점으로 지적되었던 탈수 과정의 낮은 경제성을 극복하기 위해 저에너지 소비 녹조류 수확기술을 개발, 회수율을 99%(응집시간 2분 이내) 이상으로 끌어올렸다.

현재 바이오디젤 추출은 주로 콩, 유채 등의 식용작물의 식물성 기름(1세대 바이오연료)을 이용해 생산하고 있는데 이는 곡물가격 상승을 유발해 아프리카와 같은 빈곤 국가와 저소득층의 식량난을 가중시킨다는 비판을 받아왔다. 또 팜유와 같은 원료 생산을 위해서는 광범위한 열대우림 훼손이 불가피해 오히려 지구 환경을 파괴시킨다는 지적도 나온다. 

이와 달리 이번에 개발된 녹조류 바이오디젤 생산공정에서 추출되는 녹조류는 광합성을 위해 필요한 요소(햇빛, 물, 이산화탄소)만 있으면 황무지, 해안가, 바다 등 어디서든 배양할 수 있고 '1세대 바이오연료'에서 우려되는 문제점을 불식시킬 수 있다. 또 녹조류는 광합성을 통해 양질의 식물성 오일을 생체 내에 축적하는 만큼 단위 면적당 오일 생산량이 기존 식용작물에 비해 50~100배 이상 높고 대량으로 배양할 수 있다는 장점이 있다. 

연구책임자인 오유관 박사는 "전 세계적으로 연구개발 중인 녹조류 바이오연료 분야는 아직 상용화 단계에 접어든 곳이 없다"며 "국내에서 바이오연료 분야에 R&D 인프라를 집중시킨다면 국내시장을 넘어 해외에서도 시장을 선점할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 또 오 박사는 "녹조류는 여름철 수질오염의 주범으로 여러 가지 문제를 야기시키기도 하지만 녹조류의 적절한 활용과 철저한 제어가 수반되면 활용가치가 크게 달라질 것으로 보인다"고 설명했다. 

한편 에너지연은 녹조류 바이오디젤 기술 개발을 가속화해 내년에는 녹조류 에너지화 요소기술을 확보하고 2014년까지 발전소나 배기가스 배출 기업과 실증연구에 착수할 계획이다. 연구개발이 성공적으로 마무리되면 바이오디젤의 ℓ당 생산단가가 0.7달러 이하로 낮아질 것으로 보인다.