올해부터 차세대 바이오매스연구단 수장을 맡게된 장용근 KAIST 생명화학공학과 교수. 그는 자신을 연구단 CEO로 소개하며 "성과의 공정 분배와 평가 단순화로 연구 속도를 높이며 이를 통해 신산업 창출을 위한 거점 역할을 할수 있는 기반을 마련하겠다"고 포부를 밝혔다.

에너지와 환경 문제가 글로벌 공동 과제로 부각되는 가운데 과학 선진국마다 대체기술연구도 활발하다. 지난 10월 대전에서 열린 세계과학기술정상회의에서는 에너지와 환경문제가 주요 논제로 오르며 각국의 과학기술 정상과 석학들이 해결방안을 마련하기 위해 머리를 맞댔다.

화학산업 강국인 우리나라 역시 2030년 탄소배출 감축과 탄소자원화 전략을 본격화하며 대체자원 연구에 박차를 가하고 있다. 그중 바이오매스는 에너지와 화학원료 문제를 동시에 해결해 줄수 있는 대체 자원으로 주목되며 연구 활동도 활발하다.

우리나라 바이오매스 연구의 중심 축 차세대 바이오매스 연구단 사업은 2010년 10월부터 시작돼 2019년 8월에 종료되는 사업으로 총 950억원의 예산이 투입된다.

장 단장은 "사업 종료시까지 950억원이 투입되는 사업규모로 종료 후 그냥 사라지는 것은 정부와 연구자 모두에게 여러가지로 손실이 예상된다"면서 "사업 종료후 정부의 예산 지원은 중단된다. 정부의 요청으로 연구단은 그동안 연구 성과와 역량을 바탕으로 신산업 창출을 위한 거점 역할을 할 것"이라고 말했다.

그는 이어 "예산지원이 없는 상태에서 연구단을 운영한다는 것은 자립화 방안을 강구해야 한다는 것을 의미하는데 기업을 운영하는 CEO의 심정으로 고민하고 있다"고 현재 상황을 설명했다.

기자와의 첫 만남에서 자신을 연구단장이 아닌 CEO로 소개했던 장 단장이 사업 종료 후 연구단의 운영에 대해 어느 정도 고민하며 책임감을 느끼고 있는지 그 무게가 고스란히 전해진다.

◆연구분야 재정립…전략적 가치과 경제성 두마리 토끼를 잡는다

바이오매스는 자연에 존재하는 광합성에 의존하는 식물을 포함하는데 1, 2, 3세대로 구분한다. 1세대는 사탕수수와 옥수수, 2세대는 목질계인데 이들은 각각의 문제들이 있어 실용화 전망이 불투명했다.

연구단은 사업초기 모든 바이오매스를 연구 과정에 포함했다. 그러다보니 예산에 비해 연구 분야가 너무 넓어 효율성 문제가 대두됐다.

연구단은 1,2 단계를 거치면서 거대 조류와 목질계를 정리하며 사업 범주를 보다 명확히 했다. 연구단은 2단계 2년차부터 미세조류 쪽으로 연구 분야를 굳혀갔다. 물론 사업을 정리하면서 인적 관계에 따르는 문제로 어려움도 겪었다.
 
장 단장은 "사업 초창기에는 바이오매스 범위가 너무 넓어 연구에 집중하기가 어려웠다"면서 "연구 효율성을 위해 연구주제에 따라 분야를 정리했는데 과제에 따르는 인력에 대한 고민도 필요해 여러가지 어려움이 있었던 게 사실"이라며 쉽지 않았을 당시 상황을 소회했다.

이어 장 단장은 핵심연구 그룹의 역할 정립에 대한 고민스러웠던 부분도 언급했다.

연구단은 연구분야를 미세조류로 압축하고 핵심 연구그룹을 우수 미세조류 확보와 개량 그룹, 미세조류 대량생산과 바이오 연료 생산 그룹, 미세조류 기반 바이오 화합물 생산 그룹으로 구분했다.

하지만 관련 부처는 연구단에 대해 연구체계가 없고 핵심 그룹과 과제 간 연계성이 없다는 지적과 함께 우려의 목소리를 냈다. 

또 미세조류를 통해 바이오 디젤 연료를 만들 수 있는 기술개발에 주력하고 있지만 전략적 가치에 비해 경제성 충족에 미흡함이 그대로 드러났다.

장 단장은 보다 체계적인 미세조류 기반 바이오리파이너리(Bio-refinery) 개념을 제안, 전략적 가치와 경제성을 동시에 만족시키며 우려를 불식시켰다. 이는 탄소를 자원화 해 에너지와 환경문제를 해결하며 무엇보다 지속가능하다는 것이 장점이다.

"미세조류에서 만들 수 있는 항공연료는 안보에너지 개념입니다. 유사시 비행기를 띄우기 위해서는 액체 연료를 필요로 하는데 극한 상황에서 에너지 구입이 안될 때는 자생적으로 연료를 확보해야 합니다. 미세조류는 어떤 상황에서도 항공 연료 생산이 가능하다는 장점이 있죠."

장 단장은 "세번째 그룹을 부산물로 바이오 화학물을 만드는 그룹으로 정립하고 그룹간 유기적 연계성을 정리해 발표하면서 부처의 우려도 씻고 평가에서도 높은 점수를 받을 수 있었다"고 피력했다.

그는 또 "미국이 미세조류 연구를 가장 먼저 시작했는데 한동안 주춤했다가 10년전부터 다시 연구에 박차를 가하고 있다. 이에 대해 많은 전문가들이 석유를 대신 할 자원 개발은 물론 국방 용도를 위해서도 연구를 하는 것으로 추측한다"면서 "미세조류를 이용한 바이오 항공유로 시범비행에 성공한 사례도 있다"며 미세조류 연구의 중요성을 역설했다.

현재 연구단은 19개의 세부 과제를 선정, 연료의 전략적 가치를 중심으로 부산물을 이용한 화합물 개발로 취약한 경제성도 충족 중이다.

미국을 비롯해 유럽이 신재생에너지 의무혼합제도에 따라 2022년까지 항공유의 바이오연료 혼합비율을 각 20%, 10%까지 확대할 계획을 밝힌 바 있어 바이오매스 연구의 중요성이 더 커지고 있다.

◆차세대 바이오매스 연구단의 자립화 방안은?

분석 지원센터 서비스, 미세조류 균주/공정 데이터베이스 및 최적화 시스템을 이용한 정보서비스, 기술료 수입, 수탁연구과제 수행.

장 단장이 정부에 제안한 연구단 자립화 방안이다. 개략적인 듯 하지만 연구단에서 진행할 수 있는 가장 합리적인 방법이라는 평가를 받았다.

연구단은 우선 그동안 사업을 통해 구축된 고가의 장비를 활용해 분석 지원에 나설 계획이다. 또 미세조류 관련 데이터베이스 플랫폼을 구축해 정보를 지원할 예정이다.

장 단장은 "미세조류 분야 플랫폼을 구축해야하는 문제가 있지만 기본 정보를 서비스하고 이를 통해 신산업을 창출을 촉진한다는 계획을 가지고 있다"고 말했다.

연구단에서 가장 역점을 두는 수입원은 기술료다. 기술을 개발하고 이전을 통해 수익을 창출하겠다는 것. 1,2 단계 사업을 통해 기술을 이전한 건수도 상당수로 이윤이 발생하면서 러닝 로얄티를 기대할 수 있다.

특히 3-Hydroxypropionic acid (3HP)을 국내 기업에 이전, 상업화를 지원하고 있다. 기술을 이전한 기업은 회사의 주력제품을 바이오 3HP로부터 생산하려는 계획을 가지고 있어 주목된다.

신임 단장으로서 포부도 조심스럽게 밝혔다. 장 단장은 "우리 조직은 학생연구원이 많은데 연구단의 사명과 목표를 공유하고 기술정보도 똑같이 공유할 것"이라면서 "가장 중요한 것은 크레딧의 공정분배"라고 강조했다.

그에 의하면 장기적으로 진행되는 협동연구의 문제는 어느 한쪽에 쏠린다는 것이다. 특히 교수와 학생이 공동으로 참여하는 경우 특히 그러한데 장 단장은 "학생의 아이디어로 논문을 내면 크레딧은 학생이 결정하도록 하겠다"면서 "교수와 학생을 구별하지 않고 똑같이 적용하고 분배하는 전략으로 연구단을 이끌어 나가겠다"고 계획에 대해 설명했다.

이어 그는 "평가 기준은 단순화해 쓸데없는 시간낭비 없이 모두가 행복한 환경에서 연구에 집중할 수 있도록 하겠다"고 역설했다.