GS칼텍스와 카이스트가 비식용 바이오매스로부터 바이오연료인 바이오혼합알코올을 세계 최고 수준으로 생산할 수 있는 새로운 균주와 공정 개발에 성공하고 특허를 출원했다고 21일 밝혔다.
GS칼텍스 기술연구소와 카이스트 이상엽 특훈교수팀이 공동으로 개발한 신기술은 부탄올 발효 과정에 사용하는 균주를 대사공학적으로 개량, 부탄올과 에탄올의 생산량을 증가시키고, 부산물로 생산되던 아세톤을 이소프로판올로 전량 전환시켜 바이오혼합알코올의 생산량을 획기적으로 증가시킨 것이다. 바이오혼합알코올은 이소프로판올, 부탄올, 에탄올 등 알코올 성분이 혼합된 바이오연료로 부탄올에 비해 옥탄가가 높고, 에탄올에 비해서는 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다. GS칼텍스는 최근 개발한 균주를 이용한 파일럿 규모의 실험에서 바이오혼합알코올 생산이 효율적으로 이뤄짐을 확인했다고 강조했다.
승도영 기술연구소장은 "고생산성 발효 공정 및 에너지저감형 분리 정제 공정을 개발하고 있으며, 카이스트 이상엽 특훈교수팀의 고효율 및 내성 향상 균주와 연계해 2014년 예상하는 상업화를 더욱 앞당길 수 있도록 노력할 것"이라고 밝혔다.
한편, GS칼텍스와 카이스트는 2008년 6월에도 공동연구를 통해 폐목재 등 비식용 바이오매스를 이용해 차세대 바이오연료인 바이오부탄올을 선택적으로 많이 생산하는 대사공학적으로 개량된 균주를 개발하는데 성공하고 특허 출원한 바 있다.
*바이오혼합알코올 : 현재까지 연료로 사용 가능한 알코올에는 탄소수가 2개인 에탄올, 3개인 프로판올, 4개인 부탄올이 있으며, 이에 대한 미생물 발효 연구가 전세계적으로 진행되고 있다. 알코올은 연료로 각각의 장단점을 가지고 있으며, 이를 보완하기 위해 몇 가지 알코올을 혼합해 사용하고 있는데 이를 바이오 혼합알코올이라 한다.
*바이오매스(Biomass) : 바이오매스는 에너지 전용의 작물과 나무, 농산품과 사료작물, 농작 폐기물과 찌꺼기, 임산 폐기물과 부스러기, 수초, 동물의 배설물, 도시 쓰레기, 그리고 여타의 폐기물에서 추출된 재생가능한 유기 물질로 현재 에너지원으로 쓰여지고 있는 목재, 식물, 농·임산 부산물, 도시 쓰레기와 산업 폐기물 내의 유기 성분 등을 일컫는다.
*대사공학(Metabolic Engineering) : 유전자 재조합기술과 관련 분자생물학 및 화학공학적 기술을 이용해 미생물에 새로운 대사회로를 도입하거나 기존의 대사회로를 제거 증폭 변경시켜 세포나 균주의 대사특성을 원하는 방향으로 바꾸는 일련의 기술을 의미한다.
*클로스트리듐균(Clostridium) : 클로스트리듐균은 공기가 없는 조건에서 다양한 바이오매스를 이용해 바이오연료로 사용 가능한 에탄올과 부탄올을 생산하는 박테리아지만 에탄올과 부탄올을 생산하면서 바이오연료로 사용할 수 없는 아세톤을 부산물로 생산하는 단점이 있다.
*부탄올(Butanol) : 부탄올은 탄소가 4개로 구성된 알코올로 리터당 에너지량이 7,323kcal로 현재 널리 사용되는 에탄올보다 높은 연료로 사용 가능한 물질이다. 특히 에탄올보다 소수성이 높아 기존 석유화학 인프라를 통해서 직접 수송할 수 있으며, 어떠한 혼합 비율에서도 휘발유와 잘 혼합될 수 있는 우수한 차세대 바이오연료다.
*이소프로판올(Isopropanol) : 탄소가 3개로 구성된 알코올이며, 연료로 사용 가능한 물질이다. 특히 에탄올과 물에 매우 잘 녹을 뿐 아니라 옥탄가가 높아 차세대 바이오연료로 중요시되고 있다.
*아세톤(Acetone) : 클로스트리듐균이 바이오매스로부터 부탄올과 에탄올 생산 과정에서 부산물로 생산하는 유기용매다. 폭발 위험이 높아 연료로 사용할 수 없다.
권용주 기자
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