▲ ▲석탄 발전 배기가스를 이용한 녹조류 배양시설. ▲석탄 발전 배기가스를 이용한 녹조류 배양시설

한국에너지기술연구원(원장 황주호, 이하 에기연)이 연구원내 ‘연소배가스 R&D 실증설비’로부터 배출되는 석탄발전 연소배가스와 저가 광생물반응기를 이용해 고지질 녹조류를 생산, 생산된 녹조류에서 바이오매스 오일 추출 및 화학적 전환을 통해 바이오디젤 생산 기술을 확보했다고 지난 11일 밝혔다.

오유관 박사 연구팀이 개발한 녹조류 바이오디젤 생산공정은 연간 단위 면적(㎡) 당 4L의 바이오디젤을 생산할 수 있는 국내 최고 수준의 바이오디젤 생산 기술이다.

오 박사 연구팀은 바이오디젤 생산의 단점으로 지적됐던 탈수 과정의 낮은 경제성을 극복키 위해 저 에너지 소비 녹조류 수확기술을 개발, 자성 금속입자를 이용해 응집시간 2분 이내, 회수율 99% 이상으로 끌어올렸다. 또 환경오염 방지 및 비용절감을 위해 응집제 회수공정을 개발하는 등 회수된 응집제도 99%의 녹조류 수확활성을 나타냈다.

현재 바이오디젤 추출은 주로 콩, 유채 등의 식용작물의 식물성 기름을 이용해 생산 중이며(1세대 바이오연료), 이는 곡물가격 상승을 유발해 전 세계 저소득층의 식량난을 가중시킨다는 비판을 받아왔다. 특히 증가추세인 바이오디젤 수요에 맞추어 팜유와 같은 원료 생산을 위해 광범위한 열대우림이 개발되는 등 환경 파괴 및 지구 온난화 현상을 가중시킨다는 지적을 받아왔다.

우리나라의 경우 바이오디젤의 원료인 대두유를 대부분 수입에 의존하고 있어 석유자원과 유사하게 수급 및 가격이 대외적인 상황 변화에 크게 좌우돼 바이오디젤 도입이 활성화 되지 못하고 있다.

이번에 에기연이 개발한 녹조류 바이오디젤 생산공정의 에너지원인 녹조류는 광합성을 위해 필요한 요소(햇빛, 물, 이산화탄소)만 있다면 황무지, 해안가, 바다 등 어디서든 배양할 수 있어 기존 식용작물과 토지나 공간 측면에서 상호 경쟁하지 않을뿐만 아니라 1세대 바이오연료에서 우려되는 문제점을 불식시키는 장점이 있다.

더불어 녹조류는 광합성을 통해 양질의 식물성 오일을 생체 내에 축적하며, 단위 면적당 오일 생산량이 기존 식용작물 대비 50~100배 이상 높으며 대량으로 배양할 수 있고 식용작물과 달리 매일 수확할 수 있는 장점도 있다.

연구책임자인 한국에너지기술연구원 청정연료연구단 오유관 박사는 “전 세계적으로 연구개발 중인 녹조류 바이오연료 분야는 아직 상용화 단계에 접어든 곳이 없는 것을 기회로, 국내에서 바이오 연료 분야에 R&D 인프라를 집중시킨다면 국내시장을 넘어 해외에서도 시장을 선점할 수 있을 것”으로 전망 한다며 “녹조류는 여름철 수질오염(악취, 생태계 교란 등)의 주범으로 여러 가지 문제를 일으키지만 적절한 활용과 철저한 제어가 함께 수반된다면 그 활용가치가 크게 달라질 것”이라고 밝혔다.

한편, 에기연은 녹조류 바이오디젤 기술 개발을 가속화해 2013년 녹조류 에너지화 요소기술을 확보, 2014년 발전소나 배기가스 배출 기업과 실증연구에 착수를 계획하고 있다. 더불어 이번 연구개발이 성공적으로 마무리 될 경우 바이오디젤의 리터당 생산단가가 0.7달러 이하로 낮아질 것으로 전망하고 있다.