[과학강국 기술대국]탄소 순환형 경제 체제 핵심, `바이오연료`

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창조경제를 견인한다 (8)바이오 연료

바이오매스 기술은 인류의 탄생과 함께 시작됐으며 느리지만 지속적으로 발전되어 왔다. 그야말로 인간 삶과 밀접한 관계를 갖고 있는 가장 오래된 기술 중 하나다. 일례로, 우리 선조는 볏짚이나 나무를 땔감으로 사용해 아궁이에 불을 지펴 밥을 짓거나 겨울철 난방 문제를 해결했다. 이렇게 볏짚이나 나무를 연소시키는 과정에서 발생하는 열에너지를 활용하는 것은 바이오매스의 직접 이용이고 열에너지를 밥 짓는 데 사용한 것은 한 차원 높은 바이오매스 전환이다.

바이오매스 전환은 물리·화학적 혹은 생물학적으로 일어날 수 있는 것으로 이것도 오랫동안 우리 가까이에 있어 왔다. 물론 우리 선조는 과학적 원리를 알지 못했지만 말이다. 목재를 구워 숯을 만들거나 풀과 볏짚을 썩혀 퇴비를 생산하는 것, 곡물을 발효시켜 술을 주조하는 것 등이 모두 고전적 형태의 바이오매스 전환 예다.

◇바이오매스 기술과 바이오연료

최근 바이오매스와 전환 기술이 조명을 받는 이유는 바이오연료가 지속가능성과 친환경 특성을 지녔기 때문이다. 바이오연료는 다양한 바이오매스를 다양한 전환 공정을 통해 생산하는 수송연료를 통칭하는 용어로, 좁게는 바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오부탄올 및 바이오항공유와 같은 액체 연료만을 뜻한다. 넓게는 바이오가스(수소, 메탄)까지 포함한다. 바이오연료는 기본적으로 완전한 의미의 탄소 순환형 시스템 구축을 가능케 한다.

연료 사용 과정에서 배출되는 이산화탄소가 광합성을 통해 새로운 바이오매스로 환원되는 과정이 계속 순환되기 때문이다. 땅속에 묻혀있던 탄소 물질이 이산화탄소로 바뀌어 계속 배출되기만 하는 화석연료와 근본적인 차이가 여기에 있다. 최근 상용화가 가속화되고 있는 셰일가스와 비교해도 마찬가지다.

진보된 시추기술 개발과 함께 대량으로 매장된 셰일가스의 활용도가 점점 높아짐에 따라 화석연료 사용 기간을 향후 100년 이상으로 늘린다고는 하나, 이도 화석연료인 고로 근본적인 해결책이 될 수 없다. 그 추출하는 과정에서 발생하는 다양한 환경 문제들도 무시할 수 없고 2015년부터 시행되는 탄소배출권 거래제도에 의한 경제 부담도 녹녹치 않다.

바이오매스 에너지와 같이 친환경적이며 탄소 순환형 자원이 결국 최후 승자가 될 수밖에 없는 것이다. 이러 이유로 세계 선진 각국에서는 바이오매스 자원 관련 연구에 많은 노력을 기울이고 있으며, 이에 한국도 예외는 아니다. 특히 우리나라의 관련 연구자들은 바이오매스 기술을 현재 경제의 주축인 자동차와 전자산업과 같이 지속가능한 성장 동력으로 만들겠다는 야심찬 목표를 갖고 연구에 임하고 있다.

◇세계 열강이 주목하는 바이오연료

2010년에 유엔 산하 세계식량기구(FAO)와 경제협력개발기구(OECD)가 발표한 `2010~2019년 세계 농업생산 보고서`에 따르면 세계 식량 생산과 곡물 가격에 영향을 미칠 최대 변수로 유가와 에탄올 등 바이오연료를 지목했다.

미국은 2000년 `바이오매스 연구개발 육성법` 제정을 비롯한 에너지 등의 관련법에 근거하여 바이오매스 분야의 연구개발에 대한 투자를 꾸준히 확대해 왔고, 2009년 미국 에너지부(DOE)는 관련 예산을 증액하였으며, `바이오매스 프로그램`을 통해 바이오매스 공급에서부터 전환, 최종 수요까지 바이오매스 기술개발 전반에 대한 연구 프로그램을 구성, 연구비를 지원하고 있다. 이웃 나라인 일본도 바이오매스를 지속가능하고 재생 가능한 자원으로 평가해 관련 정책을 꾸준히 추진, 2002년 `바이오매스 일본 종합전략`을 근간으로 전폭적인 개발을 지원하고 있다. 또한 문무성 산하 CREST(Core Research for Evolutonary Science & Technology)로 대규모 연구비를 지원 중이다.

아시아 최대의 바이오매스 생산국인 중국은 이미 세계 3위의 바이오에탄올 생산량을 확보하고 있으며 2007년 `바이오매스에너지 산업 발전계획`을 발표해 국가적 지원을 확대했다. 우리나라는 미래창조과학부가 중심이 돼 각 부처 특성에 맞는 바이오매스 연구를 지원하고 있다. 정부지원의 대표적인 예가 미래부가 지원중인 글로벌 프론티어사업 차세대바이오매스연구단(ABC)이다.


바이오매스

원래 수상·육상 생명체, 특히 광합성에 의해 자라는 모든 유기성 물질, 예컨대 조류와 나무를 일컫는다. 그러나 최근에는 지속가능한 성장이라는 기조 하에 에너지 자원과 산업 소재 원료라는 산업용도에 의미의 초점이 모아졌다. 바이오매스는 기후변화 주범인 이산화탄소를 탄소원으로 이용하며 에너지원으로 공짜인 태양빛을 활용해 만들어져 진정한 의미의 지속가능 자원이라 할 수 있다. 풍력에너지와 태양에너지와 같은 타 대체에너지 기술들과 달리, 전기 이외에 액체연료 및 산업소재를 생산할 수 있다는 특장점이 있다.

바이오매스 에너지의 사용촉진 청사진

류경동기자 ninano@etnews.com