볏짚으로 가는 자동차 달려온다

옥수수나 사탕수수와 같은 농작물이 아닌 나뭇가지나 볏짚 등 버려지는 식물섬유에서 대체연료를 추출하는 ‘제 2세대 에탄올’ 개발 열기가 세계적으로 뜨겁다. 이 분야 선두주자인 바이오가솔의 개발 책임자가 아셈 환경장관회의 참가자들에게 나뭇조각에서 에탄올을 얻는 방법을 설명하고 있다.

대체연료의 산실, 덴마크 ‘바이오가솔’ 가보니

나뭇조각·커피찌꺼기로 ‘2세대 바이오에탄올’ 생산
곡식사용·산림벌채로 인한 온난화 가속 문제 비켜나
경제성 높고 친환경적…2010년부터 상업화 예정

볏짚에서 자동차 연료를 생산한다는 벤처기업 바이오가솔 공장에 들어서자 주정공장의 발효냄새가 났다. 무슨 냄새냐고 묻자, “돈 냄새”라는 답변이 돌아왔다.

지난달 26일 찾은 코펜하겐 근교 덴마크공대 구내에 위치한 이곳은 이른바 ‘제 2세대 바이오에탄올’을 생산하는 세계 최초의 공장이다. 세계 시장을 석권하고 있는 풍력발전기에 이어 덴마크 정부가 유력한 차세대 환경산업으로 꼽고 있는 분야다.

이날 공장은 펠렛 형태의 나뭇조각을 원료로 에탄올을 만들고 있었다. 이 회사가 바이오에탄올을 만드는데 쓰는 원료목록에는 이밖에 볏짚, 밀집, 버드나무, 옥수숫대, 당분을 짜낸 사탕수수 깍지, 커피찌꺼기 등이 들어있다.

바이오에탄올은 석유의존을 줄일 대체연료로 주목받고 있다. 바이오디젤이 콩과 유채 등에서 짠 지방을 알코올과 결합시켜 만든 연료라면, 바이오에탄올은 사탕수수나 옥수수 등에서 얻은 당분을 발효시켜 얻은 에틸알코올(에탄올)로서 휘발유와 섞어서 쓴다.

현재 미국·브라질·중국 등에서 많이 생산하고 있는 제 1세대 바이오에탄올은 원료로 곡물 등 농작물을 써, ‘곡식을 차 연료로 쓴다’는 윤리문제 뿐 아니라 원료작물의 대량생산을 위한 산림벌채를 유발해 지구온난화를 가속시킨다는 비난을 받고 있다. 실제로 제 3차 아셈환경장관회의는 지속가능하지 않은 바이오연료가 환경에 끼치는 악영향을 우려하는 내용을 결의문에 포함시켰다.

유럽·미국·중국 등에서 최근 개발에 열을 올리고 있는 ‘제 2세대’ 바이오에탄올은 지구에서 가장 풍부한 유기물인 식물섬유(셀룰로스)를 원료로 써 이런 문제를 일으키지 않는다.

2세대 바이오에탄올 제조 공정

덴마크공대 비르깃 아링 교수는 지난해 차세대 바이오에탄올 생산법을 개발한 뒤, 직접 이 벤처기업을 차렸다. 현재 시험공장에서 밀짚 1t에서 에탄올 300ℓ를 생산하고 있다. 이 회사 사업개발 책임자인 닐스 랑바드는 “내년부터 연산 1천만ℓ 규모의 시범공장을 운영한 뒤 2010년부터 상업생산에 들어갈 예정”이라며 “생산단가가 ℓ당 0.31달러로 휘발유보다 싸 경제성이 있다”고 말했다.

공정은 크게 전처리와 발효과정으로 나뉜다. 전처리는 원료를 물에 불려 잘게 썬 뒤 고온·고압 상태에서 산소를 가해 딱딱한 목질(리그닌) 구조를 깨뜨려 다당류가 빠져나오게 하는 과정이다. 여기서 나온 포도당과 목당을 발효공정에서 에탄올로 만든다. 원료의 54%가 에탄올로 바뀌는 높은 효율을 보인다. 부산물로 수소와 메탄가스 그리고 땔감용 목질이 나온다. 공정에서 나온 폐수는 전량 재이용된다.

바이오가솔의 핵심기술은 70도의 높은 온도에서 이뤄지는 목당 발효공정이다. 랑바드는 “아이슬란드 간헐천에서 채집한 호열박테리아를 활용해 높은 에탄올 변환율을 달성했다”고 소개했다.

바이오에탄올 최대 생산국은 미국으로 지난해 185억ℓ를 주로 옥수수를 원료로 만들었고, 브라질은 주로 사탕수수로 178억ℓ를 생산했다.

륑뷔(덴마크)/조홍섭 환경전문기자 [e-mail]