에탄올을 생산하는 기술에 투자를 집중
현재 옥수수 단일 작물에 대한 의존도가 높아, 다양한 에너지 식물 및 풍부한 산림자원의 활용을 늘리기 위한 목적
미국 전체 옥수수 생산량을 모두 에탄올로 바꾸더라도 휘발유의 20%만 대체가능
2)브라질
저가의 사탕수수를 이용한 바이오에탄올 생산에 주력
브라질 전체 수송용 연료 중 20% 점유
전세계 공급량 중 44% 점유
2005 년 42 억 갤런의 에탄올 생산 (6.4 억 갤런을 인디아 미국으로 수출 )
※국내 연구현황
○ 국내 바이오에탄올연구는 ’80년 후반부터 시작하여 현재 실증연구개발 중에 있음
○ 전분질계 바이오에탄올 R&D은 발효에 적합한 효모균주개발, 연속발효, 초임계, 막분리 기술 등을 수행, 생산 가능성을 실증하고 공정기술 개발하기 위한 실증 시험 장치가 구축, 파일럿 단계의 실증 연구는 ’92년부터 수행
○ 섬유소계 바이오에탄올 생산을 위한 전처리/당화기술은 현재 개발이 진행 중, 향후 전체공정을 아우르는 기술 개발이 절실히 요구
○ 신기능 효소의 개발 및 개량을 위한 단백질설계, 분자진화 등 단백질 공학 분야에서 상당한 경쟁력을 확보하고 있음
- 대량생산기술 등 산업적용성에서는 Novozymes(덴마크), Genencor(미국), Amano(일본) 등에 비하여 극히 영세하고 국제시장에서의 경쟁이 힘듦
○ 핵심 애로기술인 전처리와 셀룰라아제 생산에 대한 요소기술도 일부 진행
○ 식물체를 이용한 셀룰로오스 당화효소의 대량생산과 자가 가부분해 시스템 개발 및 재생 가능한 바이오매스를 이용할 수 있는 최적 효모균주 재설계 연구 중
○ 농업부산물을 활용한 바이오에탄올 생산을 위한 혐기성 미생물 유래 셀룰라아제 복합체 셀룰로좀 오믹스 연구진행 중
○ 바이오에탄올 생산을 위한 바이오매스 개발과 활용연구는 여전히 단편적인 연구수준
○ 미생물 자원의 다양성 미흡
- 국가적 차원의 바이오에너지 특화 미생물 확보 및 분류 시스템 구축 필요
- 바이오에탄올 생산을 위한 섬유소 당화 및 발효에 필수적인 균주 개발이 시작단계로 산 업화에 많은 시간이 소요
- 산업미생물 특허권 문제로 정보 공유가 어려움
- 산학연 협동 바이오에너지 네트워크를 구축하여 우수균주 개발단축 필요
○ 바이오에탄올용 균주는 처리과정과 각 과정별 용도에 맞는 균주를 특화하여 찾아야하는 복잡한 과정을 가짐
- 셀룰로오스로부터 알코올로 가는 각 과정별 기술이 정착되지 못하여 기본조건을 정하기 가 쉽지 않음
- 균주의 효율적 개발을 위해 “과정별 균주개발 프로그램과 균주조건 확립” 필요
○ 바이오에탄올 사업 활성화 미흡
- 바이오에탄올을 생산, 소비할 수 있는 시스템이 적극적으로 검토되어야 추출과정에 필수 적인 균주개발도 활발히 이루어질 것임
- 바이오에너지 산업 활성화를 위한 적극적 정책 수립 및 제도개선 필요
- 산업체와의 연결고리 강화로 유망 균주 대량생산체계 필요
※ 바이오 에탄올 생산공정 및 공정도
바이오 에탄올 생산공정
바이오 에탄올 공정도
※바이오 에탄올의 단점
①1세대 곡물계 → 세계적인 곡물가격 상승 유발
②2세대 목질계 → 리그닌 공정이복잡, 당화 수율이
③3세대 해조류 → 사업의 타당성 검토 초기 단계
※결론(느낀 점)
1. 바이오 연료는 우리가 생활하는 일상생활에서 볼 수 있는 동식물과 폐기물 등을 사용한 점에서 우리가 피부로 느낄 수 있는 화석연료의 대체에너지라고 생각할 수 있다.
2. 바이오 연료를 통해 폐기물이 유용한 에너지자원으로 회수된다는 점에서 다른 대체에너 보다 한 단계 높은 의미의 청정에너지라고 볼 수 있다.
3. 바이오디젤 원료의 안정적인 공급을 위한 적극적인 정책과 바이오디젤 경쟁력 확보를 위 해 수입 유지의 관세율 조정 등 국가를 넘어 세계적인 공감대 형성으로 환경오염의
범위를 축소시켜야 할 것이다.
4. 바이오 에탄올 공정에서 전분계 원료를 사용하다보니 곡물 가격의 상승을 야기시켰다. 이런 문제를 극복하기 위해서 목질계 원료를 도입하였지만, 아직까지 경제성이라는 벽이 부딪힌 상태이다. 이럴 경우를 대비해서 맥주발효 폐효모액 등과 같은 폐기물 중에서 재생가능한 물질을 사용하여 문제점들을 극복해 나가야 할 것이다.
5. 새로운 공정기술 개발의 필요성을 가지고 있다.
※참고문헌
1.바이오디젤연구협의회, 2004, 바이오디젤유 (안) 구축 최종보고서, 산업자원부.
2.산자부고시 제 2002-54호.
3.바이오 에너지 핵심 연구 센터
4.한국공학한림원, "바이오에너지 ", 2008.