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떨어진 낙엽이 자원이 된다!? 친환경 신재생에너지 ‘바이오매스’

  • 2014.01.13.
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‘세상에 중요하지 않은 건 없다!’ 홍상수 감독의 영화 <잘 알지도 못하면서>에 나오는 대사입니다.
하지만 우리가 먹고 쓰다 버리는 각종 쓰레기, 가을날 떨어지는 낙엽, 목장에 넘쳐 나는 축산 분뇨에 대해서도 이런 말을 수 있을까요?
정답은‘그렇다.’입니다. 매년 가을이면 거리를 물들이는 빨갛고 노란 낙엽들과 풀, 가축분뇨 등은 그냥 버려지는 것이 아니라 퇴비, 정화조 살충제, 메탄가스 등으로 재활용되는데요, 이처럼 나무, 풀, 열매, 잎, 뿌리 등 광합성에 의해 생성되는 식물자원을 우리는 ‘바이오매스(Biomass)’라고 부릅니다.

과연 식물자원들이 어떤 과정과 원리를 통해 천연 에너지가 되는지 알아보겠습니다.

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어릴 적에 시골 할머니 댁에 가면 아궁이에 지푸라기나 장작불을 지펴 밥을 짓고, 방을 따듯하게 했던 기억이 있습니다.
쉽게 말하면 이런 모든 행위들이 바이오매스를 활용한 것이라 볼 수 있습니다.바이오매스란 본래 살아 있는 동․식물 또는 미생물의 유기물을 일컫는 생태학용어입니다. 그러나 최근에는 신재생에너지의 중요성이 부각되면서 식물은 물론 농․임업 부산물과 음식물쓰레기, 축산 분뇨까지 모두 바이오매스에 포함시키고 있습니다. 바이오매스를 열분해하거나 발효시키면 천연가스의 주성분인 메테인, 에탄올, 수소 등의 에너지를 얻게 되는데, 이것이 바로 친환경 에너지 ‘바이오매스’입니다.

그렇다면 지구에서 생산되는 바이오매스의 양은 얼마나 될까요?
1년 동안 생산되는 바이오매스의 총량은 지구상의 석유의 전체 매장량과 비슷하며, 무엇보다 해마다 계속 만들어지기 때문에 고갈될 염려도 없다고 합니다.

 

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지난 1978년 제2차 오일쇼크가 일어난 후로 세계 각국은 바이오에너지를 산업자원으로 활용하기 위한 연구를 활발히 해오고 있습니다.
특히 브라질은 사탕수수와 뿌리식물의 일종인 카사바에서 에탄올을 추출해 자동차 연료로 사용하는 등 바이오매스 에너지를 꾸준히 상용화해왔습니다. 현재는 브라질 전체에서 소비되는 자동차 연료의 약 40%를 에탄올로 충당하고 있다고 합니다.

또, 스웨덴 등 북유럽 국가에서는 바이오매스 주유소가 등장하기도 했으며, 미국은 다시마의 일종인 ‘켈프’라는 해초에서 메테인을 추출하는 연구를 적극 진행 중입니다.

 

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이렇게 전 세계가 바이오매스 연구에 매진하는 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.
첫째는 앞서 말한 무한한 생산 가능성 때문이고, 둘째는 바이오매스가 생산과 소비 과정에서 이산화탄소를 흡수해 지구 온난화 문제에도 도움을 주기 때문입니다. 실제로 지난 2009년 9월 미국의 컬럼비아대학교에서는 바이오매스를 가스로 전환하는데 이산화탄소가 가장 효율적이라는 연구 결과를 내놓았습니다.

당시 실험에는 석탄과 함께 해변의 잡초, 소나무 잎, 고형 폐기물 등의 바이오매스와 질소, 수증기, 이산화탄소 혼합가스 등이 사용되었는데요, 실험 결과 바이오매스를 휘발성 제품으로 전환하는 촉매로 이산화탄소 혼합가스가 가장 높은 효율을 보였다고 합니다. 이는 연간 수천 메가톤의 이산화탄소를 처리함과 동시에 바이오매스를 얻어낼 수 있기 때문에 바이오매스를 진정한 의미의 신재생에너지라고 볼 수 있는 것입니다.

 

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물론 바이오매스를 얻기 위해서는 감수해야 하는 부분도 있습니다. 바이오매스를 에너지로 사용하려면 그만큼 넓은 면적의 토지와 농작물이 필요합니다. 하지만 아이러니하게도 지구는 기상이변과 급속한 경제성장으로 세계에 흩어져 있는 경작지가 감소되고 있고, 그에 따라 농작물 생산량도 점점 줄어들고 있습니다.

그래서 이에 대한 대안이 연구되고 있습니다. 국내 차세대 바이오매스 연구단 단장인 양지원 교수는 바이오매스 1세대를 곡물, 2세대를 목재, 3세대를 해조류로 구분하고 있는데요, 이 가운데 인류가 가장 손쉽게 확보할 수 있는 자원은 2세대 바이오매스 원료인 ‘목재’입니다. 하지만 목재에서 바이오매스 원료를 얻기 위해서는 매우 복잡한 처리공정과 적지 않은 비용이 들기 때문에 아직까지 목재를 활용한 2세대 바이오매스는 제대로 활용되지 못하고 있습니다. 그래서 우리나라에서는 현재 미세조류에서 바이오 원료를 추출하기 위한 경제적이고 친환경적인 기술 개발에 나서고 있는데, 3세대 바이오매스인 해조류는 생장속도가 빠른데다 지질성분이 다량 함유돼 있어 바이오 디젤과 바이오 에탄올로의 전환도 쉽고 환경파괴 위험도 적다고 합니다.

고양시에서는 오는 3월말 지역에서 발생하는 음식물쓰레기를 안정적으로 처리할 수 있는 ‘고양바이오매스 에너지시설’이 완공된다고 합니다. 신재생에너지 바이오매스를 보면 ‘세상에 중요하지 않는 것은 없다’는 말을 실감할 수 있는데요, 하루빨리 미세조류를 이용한 바이오매스 추출 기술이 상용화되어 석유를 대신할 수 있는 친환경에너지가 풍부해졌으면 좋겠습니다.

 

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