해조류에서 기름 ‘짠다’ 

‘바다식물이 기름이 된다. 기름을 찾기 위해서 땅속을 파지 않아도 된다. 지천으로 널려 있는 해조류만 거둬들이면 된다.’

공상과학 소설이나 영화 얘기가 아니다. 현실이다. 해양에너지원으로서 해조류가 새롭게 각광받고 있는 것이다. 해양 바이오 연료란 해조류에서 발효를 통해 바이오 연료의 원료가 되는 에탄올 및 오일을 추출해 만든 3세대 바이오연료를 말한다.

해조류를 이용한 바이오에탄올이 주목받는 것은 최근 식용작물 원료 바이오에탄올에 대한 국제사회 비판과 관계가 있다. 전 세계적으로 옥수수, 대두 등 식용작물로 바이오에탄올을 상용화하려는 움직임이 곡물가격 급등 및 식량위기 등 부작용을 초래한다는비판에 직면했다. 실제로 미국은 옥수수 생산의 30% 이상을 바이오연료에 사용하고 있으며 2007년에는 전 세계 곡물재고량의 절반(3,000만톤) 수준의 옥수수가 바이오연료 생산에 사용된 것으로 집계됐다.

해조류는 바다에서 직접 채취할 수 있기 때문에 식량작물과 경쟁할 필요도 없다. 단위면적당 생산성이 식량작물에 비해 월등히높다는 점도 큰 장점이다.

국토부, 2018년까지 150억 투입 지원 나서

국토해양부는 우리나라에 적합한 해양바이오에너지 생산모델을 개발하고 단계별 장기 로드맵(2009〜2018년, 총 150억원 투입)을 진행하고 있다. 국토해양부는 2004년부터 2013년까지 2,500억원 규모의 연구개발(R&D) 투자가 이뤄지는 해양생명공학기술개발사업을 운영하고 있다. 전 세계 해양생물자원을 활용해 ‘천연물신약’ ‘바이오에너지’ ‘산업신소재’ 등을 개발하는 사업으로연구와 투자가 아직 초기 단계에 있어 대부분의 성과가 논문과 특허에 치중되어 있다.

하지만 머지않아 산업화 성과도 가시적으로 나올 것으로 기대된다. 그동안 SCI급 논문 551건(2009년 기준), 국내특허 254건, 국외특허 109건 등 짧은 연구기간에도 불구하고 상당한 논문과 특허를 냈다. 연구성과를 바탕으로 한 시제품 제작은 29건, 기술이전은 9건의 실적을 거두고 있다.

농림수산식품부도 2009년부터 해조류 바이오매스의 그린에너지화 및 통합적 활용 기반구축연구를 추진해오고 있다. 1차년도를마친 지난해에는 국내외 최초로 해조류 바이오매스로부터 청정연료와 고부가가치소재를 동시에 생산하는 통합공정 원천기술을확보하는 성과를 거두기도 했다. 짧은 연구기간에도 불구하고 특허 5건을 출원하였으며, 국제전문학술지를 포함한 논문 8건을 발표했다.

해조류에서 얻어진 바이오오일은 목질계에서 얻어지는 오일보다 가솔린 및 디젤과 유사한 구조의 탄화수소로 구성되어 있어 화학적처리 공정을 거쳐 석유대체 연료로 사용될 수 있다.

농림수산식품부는 해조류의 대량생산 기술개발과 더불어 통합활용기술의 상용화 목표를 앞당기기 위해 전폭적인 지원을 아끼지않을 예정이다. 액체 청정연료 수율을 높이고, 해조류로부터 고부가 기능성 물질을 추출하여 식품, 의약품, 화장품, 세안제, 세제등의 기초생활제품을 개발할 뿐만 아니라 자동차 및 건축소재에 사용 가능한 친환경 경량 바이오복합소재 개발에도 박차를 가할예정이다.

또한 해조류 바이오매스 확보를 위해 내해양식에서 벗어나 혁신적인 외해 대량생산 기술개발에도 적극 투자함으로서, 해조류 양식종 및 적지 선정과 대량생산을 위한 종묘 생산 및 보존 기술, 외해 해면 양성 기술, 생산관리 시스템 등의 연구분야를 개척할 예정이다.

3세대 바이오연료가 진정한 대안이 되려면 기술 및 경제, 환경 측면을 모두 고려해 그 효과를 검증해야 한다. 그러나 경제성이 입증되는 것은 시범 플랜트가 가동을 개시한 이후가 될 것으로 보인다. 해조류를 원료로 만든 바이오에탄올은 총생산수율이20〜25%로, 경제성을 갖추려면 생산수율을 36% 이상으로 높이는 문제가 가장 큰 걸림돌이라고 한다.

전라남도 고흥군은 해양 바이오연료를 생산하는 파일럿 플랜트를 설립했다. 이곳에선 홍조류인 우뭇가사리를 급속발효시켜 단48시간 만에 바이오 알코올을 하루 4,000리터씩 제조하는 생산공정을 2012년부터 시험가동할 계획이다. 이번 사업은 홍조류를이용한 알코올 생산의 경제성을 검증하고 100배 규모인 대규모 상용 플랜트(하루 40만리터)의 기본설계와 상세 엔지니어링을 확보하는 것이 목표다.

해외에선 지방성분이 많은 녹조류를 배양해 바이오디젤을 추출하는 연구에 주력하는데 특이하게도 우리나라는 당분이 많은 홍조류를 발효시켜 알코올을 뽑아내는 원천기술을 자체 개발하고 실용화도 가장 앞선 상황이다.

총사업비 150억원이 투입되는 이번 사업은 바이올시스템즈가 주도하며 현대자동차, 태양중공업 등도 참여기관으로 합류한 상황이다.

상용화 위해선 경제성 확보가 필수

최근 ‘2010 대한민국 녹색기술 산업대전 - 해양바이오에너지포럼’에선 해양 바이오 연료의 가능성과 경제성에 대한 전망이 논의됐다.

해양 바이오 연료란 해조류에서 발효를 통해 바이오 연료의 원료가 되는 에탄올 및 오일을 추출해 만든 3세대 바이오연료를 말한다. 해조류는 바다에서 직접 채취할 수 있기 때문에 식량작물과 경쟁할 필요도 없다. 단위면적당 생산성이 식량작물에 비해 월등히 높다는 점도 큰 장점이다.

3세대 바이오연료가 진정한 대안이 되려면 기술 및 경제, 환경 측면을 모두 고려해 그 효과를 검증해야 한다. 그러나 경제성이 입증되는 것은 시범 플랜트가 가동을 개시한 이후가 될 것으로 보인다. 해조류를 원료로 만든 바이오에탄올은 총생산수율이20〜25%로, 경제성을 갖추려면 생산수율을 36% 이상으로 높이는 문제가 가장 큰 걸림돌이라고 한다.

국토부는 해양 바이오에너지 연구단 육상 화석원료가 고갈될 것에 대비해 해양생물을 활용한 고부가가치 해양바이오에너지(바이오디젤, 알콜, 수소 등)를 개발할 예정이며, 친환경 바이오에너지 시장을 활성화하고, 바이오에너지의 자급률을 높인다는 계획을수립하고 올해부터 본격적인 실행에 나선다.