바이오연료 생산량
현재: 하루 643,000 배럴 2050년: 하루 3,400 만 배럴
바이오알코올과 바이오디젤은 대표적인 바이오연료로 꼽힌다. 물론 바이오알코올이 에탄올, 메탄올, 부탄올 등으로 분류되고 이중 에탄올이 가장 많이 사용되기 때문에 바이오에탄올과 바이오디젤을 대표적인 바이오연료로 꼽는 학자들도 있다.
하지만 바이오연료, 즉 바이오에너지는 ‘바이오매스를 원료로 해서 얻어지는 에너지’라는 상당히 광범위한 개념이다.
원래 바이오매스는 생태학 용어로 살아있는 동물, 식물, 미생물의 유기물량을 의미하지만 최근에는 바이오에너지의 대상이 되는 자원이라는 의미로 사용된다. 이 때문에 농수산폐기물, 산업폐기물, 도시쓰레기 등도 포함된다.
바이오매스를 에너지원으로 이용하면 에너지를 저장할 수 있고, 재생도 가능하다. 또한 물과 온도만 맞으면 지구 어디에서나 얻을 수 있다.
특히 적은 자본으로 개발이 가능하며, 다른 에너지와 비교할 때 친환경적이며 안전하다. 하지만 바이오에너지에도 문제점은 있다. 대표적 바이오연료인 바이오알코올과 바이오디젤이 대부분 식용작물로 만들어진다는 것.
실제 바이오알코올은 사탕수수, 옥수수 등의 탄수화물을 발효시켜 생산한다. 바이오알코올은 가솔린 엔진의 연료로 사용될 수 있다. 그런데 바이오알코올은 2가지 단점이 있다. 부식성이 강해 고무패킹이나 해상에서 연료탱크로 쓰는 유리섬유도 부식시킨다는 것. 또한 단위 부피 당 에너지가 적어 상대적으로 큰 연료탱크를 써야 한다.
이 때문에 유럽에서는 주로 바이오디젤을 사용하고 있다. 바이오디젤은 식물기름을 메탄올과 섞어 반응시키면 에스테르화를 통해 바이오디젤과 글리세롤이 생성된다.
글리세롤은 비중 차이를 이용, 분리해 다른 용도로 사용하고 바이오디젤은 자동차나 비행기의 디젤기관 연료로 사용된다. 자동차 연료로 사용할 경우에는 경유에 5~30%를 섞어 사용하는데, 보통 바이오디젤 20%와 경유 80%의 혼합비율이 많다.
바이오디젤은 분자 내에 11%의 산소를 가지고 있어 연소가 원활하게 이루어진다. 하지만 이 역시 콩, 땅콩, 올리브, 면화, 유채 등 식용작물 이용에 따른 부담을 피하기 어렵다. 이 때문에 최근 들어 해조류(海藻類)를 이용한 바이오디젤 생산이 추진되고 있다.
대표적인 것이 바로 베네치아 프로젝트. 이 프로젝트는 해조류에서 추출한 바이오디젤을 활용해 발전을 한다는 것. 2억7,260만 달러가 투입된 이 발전소는 현재 해조류에서 추출한 바이오디젤을 사용할 수 있는 허가를 기다리고 있다.
해조류가 길러지는 곳은 베네치아의 운하. 만일 해조류에서 추출한 바이오디젤이 경제적으로 수지가 맞는 것은 물론 안정적인 전력공급도 가능하다는 결과가 나온다면 이 항구도시 전체에 친환경 전력을 공급해 줄 것이다.
특히 이 발전소에서 배출한 이산화탄소는 7.8m 크기의 생물반응장치 속으로 회수돼 해조류를 자라게 하는데 쓰인다. 그리고 해조류가 충분히 자라면 원심분리를 통해 해조류를 분리해 낸 다음 건조시킨다.그 다음에는 압착기로 눌러 말린 바이오매스에서 석유와 유사한 기름을 짜낸다. 이 기름을 화학적으로 처리해 바이오디젤을 얻는 것이다.
2011년이 되면 이 발전소는 외부로 이산화탄소를 배출하지 않으면서도 40메가와트의 전력을 생산할 예정이다. 이 가운데 33메가와트는 항구와 운하에 공급하고 나머지는 정박한 탱커와 유람선에 공급한다는 계획.
베네치아 프로젝트는 비용 대비 효율 면에서는 그다지 좋지 않다. 하지만 앞으로 이산화탄소 배출 총량규제 및 거래제도가 더욱 엄격해질 것을 대비한 시차원의 돌파구인 셈이다. 특히 최근에는 경제적으로 해조류를 이용할 수 있는 또 다른 기술들이 등장하고 있다.
원심분리를 위한 설비는 총 투자 비용의 34%나 차지하고 있기 때문에 더 저렴한 비용으로 해조류를 걸러내는 방법이 나온 것이다.
실제 지난 3월 오하이오 주에 위치한 해조류-벤처 시스템즈는 모세관 작용을 이용해 해조류에서 물을 빼내는 새로운 방법을 선보였다. 흡수성이 뛰어난 폴리머를 사용, 세포벽 밖으로 수분을 빼내는 것이다.
이 기술을 사용하면 바이오연료의 톤당 생산비를 기존의 875달러에서 1.92달러로 줄일 수 있다고 이 회사는 주장한다. 해조류에서 기름을 추출하고 이후 바이오디젤로 변환하는 공법도 기술 발전에 따라 비용이 덜 들게 될 것이다.
현재 미국에는 상업용 바이오디젤 공장이 많이 있다. 하지만 일부 미국 회사들은 외국으로 발을 넓혀 귀중한 전문기술을 찾아다니고 있으며, 스페인에도 100헥타르 규모의 공장을 건설해 내년 말부터 가동을 시작할 것이다.
그리고 이산화탄소 배출 총량규제 및 거래제도 같은 유인 요소 때문에 미국 내에서 해조류를 사용한 발전에는 단순한 호기심 이상의 관심이 쏠릴 것이다.
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