[재미난 융합과학 이야기] 미세 조류에서 바이오디젤을

배양 후 용매·촉매 거쳐 기름 생산
지구온난화 막는 친환경 연료 각광

바다에서 자라는 조류는 크기에 따라 미역과 다시마 등과 같은 거대 조류와 클로렐라 등과 같은 미세 조류로 나뉜다. 해양 연구원들은 이 중에서 지질(기름) 성분이 많은 미세 조류를 바이오디젤의 원료로 주목하고 있다.

바이오디젤은 식물성 기름과 동물성 지방, 식용유 등을 메탄올과 반응시켜 얻은 기름의 일종으로, 석유에서 얻는 경유와 성질이 매우 비슷하여 경유를 대체하거나 경유와 혼합하여 디젤 엔진에 사용할 수 있는 친환경 연료이다.

이러한 바이오디젤은 꽃이나 곡식에서 추출하거나 폐식용유 등을 이용하여 생산하는데, 이러한 방법은 작물을 재배하기 위한 넓은 면적의 토지가 필요하고, 식용작물을 이용할 경우 식량 고갈의 문제를 일으킬 수도 있다.

그러나 미세 조류는 물과 이산화탄소, 태양에너지를 이용하여 광합성을 함으로써 육상식물보다 빠르게 자라고 황무지나 해안가에서 대량으로 배양할 수 있어 넓은 면적의 토지가 필요 없다. 또 화석연료를 사용할 때 발생하는 이산화탄소를 소모함으로써 지구 온난화를 일으키는 이산화탄소의 양을 줄일 수도 있다.

미세 조류에서 바이오디젤을 얻으려면 먼저 이산화탄소와 햇빛, 물을 이용하여 미세 조류를 배양해야 한다. 이렇게 얻어진 미세 조류에서 헥산과 같은 유기 용매로 기름을 추출한다. 이 기름을 적당한 용매와 촉매를 사용하여 바이오디젤로 전환할 수 있다.

이러한 식물성 플랑크톤을 활용하여 바이오 연료를 생산하는 기술을 연구하기 위한 국내 최대 규모의 연구단지가 경남 하동에 세워졌다. 이곳에서 연구하는 연구원들은 해양자원을 개발하고 해양환경을 보존함으로써 바다가 지닌 잠재력을 활용하기 위해 힘쓰고 있다.

FAO(유엔식량농업기구)는 향후 2030년까지 액체 바이오 연료가 전 세계 도로 교통 연료 수요의 4∼7% 정도를 담당할 것으로 전망하고 있다. 미국과 유럽연합(EU), 일본, 브라질 등 많은 나라들이 바이오 연료 생산에 박차를 가하고 있는 상황에서 우리나라 역시 바이오 연료에 대한 지속적인 연구 개발 투자가 필요하다.

뿐만 아니라 국내의 대기업과 중소기업 모두 저탄소 녹색성장의 일환으로 미세 조류로부터 에너지 생산에 대한 참여 의지가 크게 확대되고 있으므로 산업화를 위한 연구가 가능하다.

미래엔 올리드과학팀