비식용 바이오매스 활용…생산공정 최적화 및 비용 절감
바이오연료를 생산하는 새로운 균주가 개발됐다.
GS칼텍스 중앙기술연구소와 KAIST 생명화학공학과 및 바이오융합연구소 이상엽 특훈교수는 폐목재, 볏짚, 잉여 사탕수수 등 비식용 바이오매스를 이용한 바이오부탄올 균주를 개발하는 데 성공, 특허를 출원했다고 지난 2일 밝혔다.
바이오부탄올은 탄소 4개로 구성된 알코올로 지난 1900년대 초 미생물 발효를 이용해 생산되기 시작했으나, 1950년대 석유화학산업이 발달하면서 사양길에 접어들어 남아프리카공화국 등에서만 1980년대까지 발효, 생산되다 중단됐다.
GS칼텍스와 KAIST에 따르면 클로스트리디움 박테리아를 사용해 부탄올을 생산하는 전통적인 발효방식은 발효시 대사 특성으로 부탄올과 아세톤, 에탄올이 각각 6:3:1의 비율로 생산되는데 이때 생산되는 아세톤은 연료로 사용이 곤란한 단점을 갖고 있었다.
이번에 개발된 균주 기술은 바이오매스 발효과정에 사용되는 균주를 대사공학적으로 개량, 아세톤의 생산을 억제하고 부탄올과 에탄올로부터 분리할 필요가 없어 공정비용을 절감할 수 있다.
또 이번에 개발된 바이오에탄올은 1ℓ당 에너지량이 7323kcal로 현재 널리 사용되고 있는 바이오에탄올 에너지량 5592kcal보다 단위 부피당 에너지량이 30% 이상 높으며 가솔린의 7656kcal와 큰 차이가 없다.
GS칼텍스 연구팀과 KAIST 연구팀은 현재 바이오부탄올 연속 생산공정 등을 위한 최적화 연구를 수행하고 있으며, 부탄올에 대한 내성 향상 및 생산성을 높이기 위한 균주 개발연구를 진행하고 있다.
정광섭 GS칼텍스 중앙기술연구소 소장은 “전 세계적으로 바이오부탄올 생산을 위한 경쟁이 치열한 상황에서 산학 공동연구를 통해 개량된 고성능 바이오부탄올 균주를 확보함으로써 차세대 바이오연료 개발에 유리한 고지를 차지하게 됐다”고 밝혔다.
한편 바이오부탄올은 흡수성이 적어 상(相)이 분리되는 문제나 부식성의 문제가 없어 기존 연료수송 파이프라인을 통해 수송할 수 있는 장점이 부각, 차세대 바이오연료로 각광받고 있다. 또한 전 세계적으로 치열한 연구개발이 진행 중이다.