폐기물에서 얻는 바이오에탄올

KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』 2010-04-23

폐기물에서 얻는 바이오에탄올 화석 연료 매장량이 고갈되어 가는 속도와 그것을 태움으로써 환경에 가해지는 피해에 대한 우려가 커져가면서, 지속가능한 연료의 개발이 더욱더 매력적인 주제가 되어왔다. TMO 리뉴어블스(TMO Renewables)의 최고 경영자인 Hamish Curran은 생물연료( biofuel) 의 미래와TMO가 개발한 생물량(biomass)와 도시 폐기물을 에탄올(ethanol)로 변화시키는 새로운 기술에 대해서Chemistry World에 말했다. 그 회사의 처리시연시설(process demonstration unit, PDU)은 던스폴드 파크(Dunsfold Park) 에 있는 서리(Surrey) 녹지 전원지대에 자리잡고 있는데, 이곳은 헤리어 수직 이착륙기(Harrier Jump Jet)가 디자인되고 만들어진 영국 항공우주산업터였었다. 그 장소는 또한 탑기어스튜디오(Top Gear studio)을 개최하고, 그 이착륙장은 스틱(Stig)을 위한 놀이터와 그 쇼를 위한 시험 궤도로서 쓰이고 있다. TMO는 깍은 잔디, 나무 톱밥, 종이, 부엌에서 나오는 폐기물, 곡물의 겉껍질과 밀짚과 같이 밀에서 나오는 폐기물들과 같은 생물량- 고탄소함유 유기물질들-을 취하여 그것들을 액체 연료, 바이오에탄올(bioethanol)로 바꾼다. 생물연료를 생산하는 전통정인 방법들은 옥수수와 같은 공급원료들(feedstocks)을 효소를 사용해 포도당(glucose)과 같은 단당으로 분해하고 난 다음에 이들 당들을 며칠 동안 이스트(yeast)에 기반해서 발효시켜 에탄올을 생산한다. 연구진에 따르면, 공급원료들을 준비하고 전처리하는데 에너지와 돈이 쓰이기 때문에 이 방법은 시간이 오래 걸리고 비경제적이다. 대조적으로, TMO의 과정은 고온에서 긴 사슬을 가진 당들을 소비할 수 있는 호열성 미생물들(thermophilic microorganisms)과 관련된다. 그것들은 처음에 생물량을 긴 사슬을 가진 당들로 분해하고, 그 다음에 성장을 위해 그것들을 흡수한다. 이 과정은 인간이 음식을 당으로 변환시키고 부산물로서 젖산(lactic acid)을 생산할 때와 유사하다. 그 미생물들에서 부산물은 에탄올이다. 이들 건조 공급연료들은 건조하고 큰 규모로 그 처리공정의 한 끝에서 시작하는데, 여기서 행해지는 모든 기발한 공학은 그 물질을 액화시켜 그 벌레들을 행복하게 해주는 식량의 좋은 흐름으로 바꾸어, 행복한 벌레들이 에탄올을 만들도록 설계되어있다고 Curran은 말했다. 모든 산업적 처리공정들과 같이 TMO의 공정도 실험실에서 시작했지만, 그 회사는 그것을 더 큰 규모의 산업적 응용들을 위해 쉽게 규모를 키울 수 있었다. 던스폴드파크PDU(Dunsfold Park PDU)는 고객들에게 그들 자신의 특정한 생물량 공급원료들을 처리해 에탄올로 바꾸어 그 기술이 그들의 사업에 맞을지에 대한 즉각적인 자료들을 만들어낼 기회를 제공한다. Curran은 경기침체로 인해 TMO의 고객들이 힘들어하고 있다고 설명했다. 그들과 같은 기술에 투자하기 위해 필요한 자금을 구하는데 어려움을 겪고 있다고 그는 말했다. 여전히 실험실에 머물러 있는 기술로부터 전망을 만들고 있을 지도 모르는 다른 회사들은 가지고 있지 않은 경쟁적인 우위를 PDU가 제공해준다고 그는 말했다. 그러나 TMO의 기술은 시장에 출시되었고, 그 회사는 그것을 개발하기 위해서 여전히 크게 투자하여, 2008년에 450만 파운드의 손실을 입었다. 그러나 경기침체와 계속 적자가 나는 그 사업의 성질에도 불구하고 투자자들은 TMO의 기술이 성공할 것이라고 확신하여 지난 해 그 회사의 주식을 1100만 파운드를 샀다. Curran은 대부분의 이 자금이 이 기술에 투자하도록 고객들을 유인하는데 사용될 것이며, TMO는 이미 미국과 중국에서 상당한 수익을 얻고 있다고 말했다. Curran은 식량과 연료 논쟁에서TMO가 이해관계가 있는 방관자라고 설명했다. 그 기술은 에탄올을 만들기 위해서 곡물의 식량 부분을 사용하지 않고, 그렇기 때문에 그 논쟁에 의해서 영향을 받지 않는다. Curran은 밀과 쌀의 원자재 가격이 급등하여 생물연료들(biofuels)을 비난하는 조직화된 운동이 있었던 2008년과 2009년에 과잉흥분반응(hysteria)에 의해서 주도된 생물연료들에 반대하는 이례적으로 성공적인 운동들이 있었다고 설명했다. 실제로 그 가격 상승은 에너지 가격의 상승과 곡물에 대한 증가된 수요로 이끈 곡물 흉작에 의한 것이었다. 이런 시각은 올해 공개된 영국 정부 보고서에 의해서 지지되었다. 코펜하겐 기후 회의(Copenhagen Climate conference)가 기후 변화와 탄소 방출에 대한 합의에 이르는데 실패한 것에 대해 , Curran은 그 결과에 그다지 실망하지 않았다고 설명했다. 중국이 탄소 방출을 줄이는데 참여하고 싶어한다는 사실은 세계를 위한 큰 진보였다고 그는 제안했다. 세계의 가장 큰 경제국가들 중의 하나와 주요한 진보를 만들었고, 우리가 중국에서의 사업 개발에 매우 바쁘기 때문에 이런 류의 해결책들에 관련하여 큰 욕구가 있다는 것을 보였다고 생각한다고 그는 말했다. Curran은 생물연료들이 우리의 광물 매장 고갈에 대한 즉각적인 해답이라고 믿었다. 현재로서 우리가 사람과 짐으로 가득찬 차들을 이리저리 운전할 수 있는 유일한 방법은 액체 형태에서 에너지를 얻는 것이다. 기름은 한정된 자원이고 그것이 점점더 희귀해질 것이기 때문에 그것은 점점 더 비싸질 것이다. 국가적으로 그들이 에너지의 수출자였을때 잘 했었으나, 이제는 수입자가 되었고, 국지적으로 자란 농업 폐기물로부터 연료를 만들 수 있다면, 에너지를 절약하는 문제에 영향을 줄 수 있을 것이라고 그는 말했다. [그림] 서리(Surrey)에 있는TMO 리뉴어블스 시연 공장 100419_Bioethanol.jpg 출처 : http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2010/April/19041001.asp