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"이게 우리 보물창고입니다."
지난 3일 대전 GS칼텍스 기술연구소에서 만난 신용안 수석연구원은 '배양실험실'에 늘어선 냉동고를 가리키며 말했다. 냉동고 안에는 목재나 옥수수 등을 발효시켜 바이오부탄올로 변신시킬 미생물이 보관돼 있다. GS칼텍스는 지난 8년여의 끈질긴 연구 끝에 바이오부탄올 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 확보했으며 2년 내 수익 창출을 시작할 수 있을 것으로 점쳐진다.
GS칼텍스 직원들은 배양실험실 바로 옆의 유전자실험실에서 미생물의 유전자를 조작한다. 이렇게 개조된 미생물들은 폐목재·볏짚·사탕수수대 등 다양한 원료에서 나오는 여러 가지 당을 발효할 수 있는 능력을 갖추게 된다. 한 가지의 당만을 발효할 수 있는 기존 미생물과 비교하면 '슈퍼 미생물'인 셈이다. GS칼텍스는 이 미생물이 만들어 낸 바이오부탄올 사업에서 회사의 미래를 찾고 있다.
연구실 옆의 파일럿 생산동에서는 실제 바이오부탄올의 시범 생산이 이뤄지고 있었다. 우선 폐목재나 사탕수수대, 동남아 각국에서 공짜로 가져온 야자열매 부산물 등 바이오매스 원료를 잘게 분쇄한 후 건조한다. 건조된 바이오매스에서 당을 추출하는 과정을 거쳐 발효기에 미생물과 함께 투입한다. 이어 증류를 거치면 최종적으로 무색의 액체인 바이오부탄올이 생산된다.
바이오부탄올은 휘발유 같은 연료나 접착제ㆍ페인트 등 화학제품의 원료로 쓰인다. 바이오부탄올은 석유에서 뽑아낸 부탄올보다 40% 이상 저렴하다. 우리나라에서 소비되는 휘발유 중 3%만 바이오부탄올로 바꿔도 연간 100만톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있다.
주목할 만한 점은 바이오부탄올을 상업화할 기술을 갖춘 기업은 GS칼텍스까지 전 세계 5곳뿐이라는 사실이다. 듀폰과 영국 석유회사 BP의 합작사인 부타맥스, 지보(GEVO), 영국 기업인 코발트와 그린바이올로직스가 전부다. 그나마 부타맥스와 지보는 연료로만 쓸 수 있는 바이오부탄올(ISO부탄올) 생산 기술만 갖고 있다. 연료와 화학원료로 동시에 쓸 수 있는 고성능 바이오부탄올(노멀 부탄올)의 경쟁자는 세 기업뿐인 셈이다.
3개사 사이에도 기술 격차가 존재한다.
신 연구원은 "코발트와 그린바이올로직스는 옥수수·사탕수수 등 식용으로도 쓸 수 있는 원료로 바이오부탄올을 생산하는 수준의 기술만 갖추고 있다"고 설명했다. 이는 원가가 비싼데다 식량을 원료로 사용한다는 점에서 부정적인 시각도 있다.
GS칼텍스는 이르면 내년 말까지 바이오부탄올 생산 공장을 전남 여수에 지을 예정이다. 이는 지난달 문을 연 전남 창조경제혁신센터와 함께 이 지역의 바이오화학 산업 토대를 만드는 역할을 하게 될 것으로 전망된다.
GS칼텍스는 공장 가동을 통해 본격적인 상업화를 준비하고 해외로의 기술 수출도 추진한다는 방침이다. GS칼텍스의 한 관계자는 "20년 내 GS칼텍스 기술로 지어진 바이오부탄올 공장이 전 세계에 최소 10개 이상이 되도록 할 것"이라며 "앞으로 국내뿐만 아니라 미국·동남아 등 다양한 지역에 공장을 짓는 방안도 검토할 예정"이라고 밝혔다. 바이오부탄올을 포함한 바이오화학 시장은 오는 2020년 전 세계 화학 시장의 약 9%인 160억달러(약 18조원) 규모로 성장할 것으로 전망된다.
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