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녹조 적조 미세조류에서 얻은 기름으로 전투기를?

  • 2014.08.11.
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여러분, 바이오매스에 대해 아시죠? 에너지원으로 활용되는 식물, 미생물 등의 생물체 말입니다.

현재 전 세계의 많은 나라에서 이 생물체를 열분해하거나 발효 혹은 분해시켜 메탄이나 에탄올, 수소 등의 연료를 얻는 방법을 연구하고 있습니다.

그중 미세조류는 가장 인기를 얻고 있는 바이오매스 연구 대상입니다. 이에 따라 국내에서도 최근 미세조류를 이용해 바이오 연료를 얻으려는 실험을 진행하고 있죠.

바이오매스에 대해 살펴보면서 미세조류를 활용한 최근 국내 연구 현황에 대해 알아보겠습니다.

 

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광합성에 의해 생성되는 조류(藻類)와 미생물 이외의 식물 자원 등을 일컫는 말입니다

최근에는 그 경계가 넓어졌습니다

산업 활동 후 발생하는 톱밥, 볏짚 등의 농·임업 부산물, 하수 슬러지(sludge) 등의 유기성 산업 슬러지, 음식 및 농수산 시장에서 발생하는 쓰레기, 축산 분뇨 등까지 바이오매스 자원이라고 볼 수 있습니다.

 

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화석연료는 지금까지도 여러 에너지원 중 큰 비중을 차지하고 있습니다.

화석연료는 연소 과정에서 탄소를 배출하기 때문에 지구온난화의 주요 원인이 되고 있습니다.

게다가 얼마 남지 않아 고갈될 위기에 처해있죠. 그래서 바이오매스 연구가 시작되었습니다. 연구가 본격화된 계기는 1978년 말 제2차 석유 파동 이후부터로 볼 수 있습니다.

그럼 왜 학자들은 바이오매스를 에너지원으로 주목하게 되었을까요?

그 이유는 아래와 같이 다양합니다.

 

① 바이오매스 에너지는 저장할 수 있습니다.

② 바이오매스는 녹조류, 폐목재류, 쓰레기 등 자원이 풍부해, 지구 어느 곳에서나 얻을 수 있습니다.
게다가 지구상에서 1년간 생산되는 바이오매스의 양이 석유의 전체 매장량과 맞먹는다고 합니다.
과하지 않게만 사용한다면 고갈될 염려도 없습니다.

③ 에너지를 얻는 과정에서 환경오염을 일으키지 않습니다.
폐기물 등을 활용하기 때문에 친환경적으로 에너지를 생산할 수 있는 장점도 있습니다.

④ 생성할 수 있는 에너지의 형태가 다양합니다. 에탄올, 메탄올 가스, 수소 등을 얻을 수 있습니다.

 

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바이오매스는 연구기간과 과정에 따라 보통 1~3세대로 분류됩니다.

1세대 바이오매스는 사탕수수나 옥수수 등의 곡물을 원료로 사용했습니다.

식용 재료로 에너지를 만드는 것이 과연 적합한지에 대한 의문이 생기면서 2세대 바이오매스가 각광받기 시작했죠.

2세대 바이오매스는 톱밥이나 폐목재를 이용합니다. 재료에서 셀룰로오스를 분해해 알코올을 만들 수 있죠.

하지만 이 역시 생산 효율이 떨어지는 문제가 있습니다.

최근에는 3세대 바이오매스로 미세조류를 사용하는 추세입니다.

 

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미세조류는 녹조 또는 적조라고 부르는 수중에서 광합성을 하는 생물입니다.

미세조류가 강이나 바다에 급증하면 수중 생태계에 악영향을 미칠 수 있습니다. 물속에 햇빛이 투과되지 못하게 막기 때문이죠.

하지만 녹조 또는 적조를 연료로 만들면 많은 유익을 얻을 수 있습니다.

미세조류는 성장 속도가 빠릅니다. 추출해내는 기름 함량도 많습니다.

무엇보다 미세조류로 만든 바이오 연료는 휘발유나 항공유의 성분과 비슷합니다.

기존의 주유소 시설을 거의 그대로 활용할 수 있는 이점도 있죠.

 

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KAIST의 양지원 교수팀은 지난 2010년부터 미래창조과학부 지원 사업의 일환인 ‘차세대 바이오매스 연구단’을 맡아 미세조류를 키우고 있습니다.

지금껏 4년간 미세조류를 연구해온 양 교수팀은 최근 ‘한국 토종 전투기(FA-50)에 우리가 개발한 바이오 항공유를 넣고 하늘을 날겠다’는 계획을 밝혔습니다.

바이오매스 에너지를 만들면 원유 수입 없이 항공유를 확보할 수 있으니, 에너지 자립도도 높이고 우리나라의 영공도 수호할 수 있는 것입니다.

 

양 교수팀이 말한 소형 경전투기 ‘FA-50’은 시간당 약 4톤의 기름을 연소합니다.

차세대 바이오매스 연구단은 올해 한 신재생에너지 벤처기업과 함께 경남 하동에 물 100톤 용량의 수조 16개와 10톤 용량의 수조 20개를 설치해 총 1,800톤 용량의 미세조류 생산 시설을 마련했습니다.

연구팀은 현재 미세조류 배양을 위해 수온과 일조량 등을 조절하면서 시험 운영하고 있습니다.

양 교수는 오는 9월에 기름을 생산하기 시작하면 내년 여름쯤이면 전투기를 띄울 만큼의 항공유를 확보할 수 있을 것으로 예상하고 있습니다.

미세조류 배양 여건만 제대로 갖춰지면 10년 안에 미세조류 통한 기름이 상용화될 수도 있다고 합니다.

 

 

연구가 잘 진행된다면 내년 여름, 미세조류에서 얻은 기름으로 전투기가 뜨는 광경을 볼 수도 있을 것입니다.

이처럼 미세조류 뿐만 아니라 다양한 바이오매스 자원에 대한 연구가 계속 이뤄진다면 인류의 미래 에너지 문제를 해결하는 데 많은 도움이 될 것입니다.

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