세계최초, 홍조류 이용 바이오에탄올 개발 성공
우뭇가사리 등의 홍조류에서 바이오 에탄올 상용화 가능성 확인
한국생산기술연구원(원장 羅璟煥, 이하 생기원) 환경·에너지 본부장 김경수 박사는 10월 9일 제 1차 바이오에너지 국제포럼에서 국내 최초로 우뭇가사리를 통해서 바이오 에탄올을 실험실 적으로 생산하는데 성공했다고 밝혔다. 우뭇가사리와 같은 소위 바이오매스 3세대 홍조류를 이용한 개발은 옥수수나 감자 같은 1세대 전분질계와 2세대 목질계에 비하여 생산수율이 우수하며 원료공급과 생산성측면에서 지구 온난화와 대체에너지문제를 동시에 해결할 수 있는 이상적인 방법이라고 평가되며 인류의 에너지 미래를 더욱 밝게 빛내는 성과로 주목받고 있다.
우리나라는 바이오에너지 개발의 최적지
1980년대 석유파동을 겪으면서 화학공학, 생물공학을 전공하는 연구자들이 돼지감자와 고구마로부터 바이오에탄올을 만들어내려는 기초기술을 많이 연구했고, 미국이나 브라질 쪽에서는 식물체에서 추출하는 가솔린알코올을 만드는 기술을 개발했다가 국제 오일가격이 안정세에 접어들자 연구가 소강상태로 머물렀었다. 하지만 최근 지구의 온난화문제에 대한 우려와 대체에너지개발에 대한 필요성이 높아지면서 옥수수, 사탕수수와 나무의 폐칩을 이용한 바이오에너지개발이 계속되었지만 이 역시 국제기아문제, 경제성 그리고 까다로운 공정문제로 난항을 겪고 있었다.
이런 상황에서 생기원 환경·에너지본부의 김경수 박사팀이 성공한 해조류를 이용한 바이오에너지 제조기술은 빠른 생장속도를 가진 홍조류를 가지고 별도의 비료나 농업용수를 필요로 하지 않기 때문에 같은 양의 여타 바이오매스에 비해 훨씬 높은 생산성과 환경친화성을 가지고 있다. 따라서 국토의 한계 상 옥수수나 사탕수수를 심기 어렵고 삼면이 바다로 둘러싸인 지리적 여건상 바이오매스의 확보를 위해 홍조류를 이용하고 바이오 에너지를 생산해내는 것은 최상의 전략으로 보여 진다. 연구에 사용된 우뭇가사리는 탄수화물 80%와 기타성분 20%로 이루어져있는데 탄수화물과 기타성분을 분리하고 탄수화물(폴리다당류)을 단당류로 분해해주는 당화공정을 거쳐 생성된 단당류를 효모를 이용하여 발효하는 과정을 거쳐 에탄올로 전환된다.
김경수 박사는 “물론 미역이나 다시마로도 바이오에탄올 생산이 가능하지만 탄수화물을 추출했을 때 좋은 당화조건으로 가능하면 많은 당화액을 추출할 수 있는 것을 찾아야만 하고 수율이 좋아 경제성이 있는 것을 찾아야 합니다”라고 말하며 우뭇가사리를 이용한 제조기술의 우월성을 말했다.
친환경적인 에너지의 희망을 보여줄 것
김경수 박사는 현재 실험실 차원에서 25~30%의 에탄올 생산수율에 이르렀지만 금년 내 목표로 하고 있는 36%의 수율에 성공할 것이라고 하며 “홍조류를 비롯한 해조류는 햇빛과 이상화탄소, 바닷물만 있으면 왕성하게 자라기 때문에 여수 연안 80㎢의 바다만 이용해도 전라남도 지역의 자동차용 휘발유 사용량 전부를 대체할 수 있다”고 말했다. 질소를 영양분으로 하는 홍조류의 특성상 해수정화 효과에 탁월하고, 이산화탄소를 많이 흡수하기 때문에 홍조류 바이오 에탄올은 환경과 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 유용한 가공자원으로 급부상할 전망이다. 또한 그는 앞으로 국제적인 포럼을 준비하면서 UN을 비롯한 전세계 관련국과 바다의 홍조류를 이용한 대체에너지 개발을 위한 공조체제를 구축하여 현재 지구에 사는 인류와 차후세대까지 지구온난화 문제와 에너지 걱정 없이 살 수 있는 희망을 함께 만들자는 메시지를 전할 예정이라고 한다.
우뭇가사리 등의 홍조류에서 바이오 에탄올 상용화 가능성 확인
한국생산기술연구원(원장 羅璟煥, 이하 생기원) 환경·에너지 본부장 김경수 박사는 10월 9일 제 1차 바이오에너지 국제포럼에서 국내 최초로 우뭇가사리를 통해서 바이오 에탄올을 실험실 적으로 생산하는데 성공했다고 밝혔다. 우뭇가사리와 같은 소위 바이오매스 3세대 홍조류를 이용한 개발은 옥수수나 감자 같은 1세대 전분질계와 2세대 목질계에 비하여 생산수율이 우수하며 원료공급과 생산성측면에서 지구 온난화와 대체에너지문제를 동시에 해결할 수 있는 이상적인 방법이라고 평가되며 인류의 에너지 미래를 더욱 밝게 빛내는 성과로 주목받고 있다.
우리나라는 바이오에너지 개발의 최적지
1980년대 석유파동을 겪으면서 화학공학, 생물공학을 전공하는 연구자들이 돼지감자와 고구마로부터 바이오에탄올을 만들어내려는 기초기술을 많이 연구했고, 미국이나 브라질 쪽에서는 식물체에서 추출하는 가솔린알코올을 만드는 기술을 개발했다가 국제 오일가격이 안정세에 접어들자 연구가 소강상태로 머물렀었다. 하지만 최근 지구의 온난화문제에 대한 우려와 대체에너지개발에 대한 필요성이 높아지면서 옥수수, 사탕수수와 나무의 폐칩을 이용한 바이오에너지개발이 계속되었지만 이 역시 국제기아문제, 경제성 그리고 까다로운 공정문제로 난항을 겪고 있었다.
이런 상황에서 생기원 환경·에너지본부의 김경수 박사팀이 성공한 해조류를 이용한 바이오에너지 제조기술은 빠른 생장속도를 가진 홍조류를 가지고 별도의 비료나 농업용수를 필요로 하지 않기 때문에 같은 양의 여타 바이오매스에 비해 훨씬 높은 생산성과 환경친화성을 가지고 있다. 따라서 국토의 한계 상 옥수수나 사탕수수를 심기 어렵고 삼면이 바다로 둘러싸인 지리적 여건상 바이오매스의 확보를 위해 홍조류를 이용하고 바이오 에너지를 생산해내는 것은 최상의 전략으로 보여 진다. 연구에 사용된 우뭇가사리는 탄수화물 80%와 기타성분 20%로 이루어져있는데 탄수화물과 기타성분을 분리하고 탄수화물(폴리다당류)을 단당류로 분해해주는 당화공정을 거쳐 생성된 단당류를 효모를 이용하여 발효하는 과정을 거쳐 에탄올로 전환된다.
김경수 박사는 “물론 미역이나 다시마로도 바이오에탄올 생산이 가능하지만 탄수화물을 추출했을 때 좋은 당화조건으로 가능하면 많은 당화액을 추출할 수 있는 것을 찾아야만 하고 수율이 좋아 경제성이 있는 것을 찾아야 합니다”라고 말하며 우뭇가사리를 이용한 제조기술의 우월성을 말했다.
친환경적인 에너지의 희망을 보여줄 것
김경수 박사는 현재 실험실 차원에서 25~30%의 에탄올 생산수율에 이르렀지만 금년 내 목표로 하고 있는 36%의 수율에 성공할 것이라고 하며 “홍조류를 비롯한 해조류는 햇빛과 이상화탄소, 바닷물만 있으면 왕성하게 자라기 때문에 여수 연안 80㎢의 바다만 이용해도 전라남도 지역의 자동차용 휘발유 사용량 전부를 대체할 수 있다”고 말했다. 질소를 영양분으로 하는 홍조류의 특성상 해수정화 효과에 탁월하고, 이산화탄소를 많이 흡수하기 때문에 홍조류 바이오 에탄올은 환경과 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 유용한 가공자원으로 급부상할 전망이다. 또한 그는 앞으로 국제적인 포럼을 준비하면서 UN을 비롯한 전세계 관련국과 바다의 홍조류를 이용한 대체에너지 개발을 위한 공조체제를 구축하여 현재 지구에 사는 인류와 차후세대까지 지구온난화 문제와 에너지 걱정 없이 살 수 있는 희망을 함께 만들자는 메시지를 전할 예정이라고 한다.
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