차세대 제조공법 및 원천기술 확보…상용화 가능성 열려
곡물계 에탄올 대체할 경제성 확보 플랜트 수출도 청신호
[이투뉴스] 세계 최초로 해조류(홍조류)로 바이오에탄올을 만드는 실증플랜트가 국내에 완공됐다. 전 세계에서 유일하게 우리나라가 원천기술을 확보하고 있는 차세대 바이오에탄올 제조공법을 확보, 상용화와 플랜트 수출 가능성도 열렸다.
바이올시스템즈(대표 김인식)는 24일 전남 고흥군 도양읍 해조류바이오에탄올 연구센터에서 박병종 고흥군수, 임영묵 전라남도 녹색성장정책실장, 김승남 국회의원 등이 참석한 가운데 ‘해양바이오연료 생산을 위한 파일럿플랜트 준공식’을 가졌다.
이번 파일럿플랜트 구축사업은 산업자원통상부와 한국에너지기술평가원이 104억원을 투입해 지원하는 신재생에너지 기술개발 전략과제 중 하나다. 주관기관은 원천기술에 대한 전용실시권을 갖고 있는 바이올시스템즈가 맡았으며, 고흥군청, 퓨어테크피엔티, 탑스브릿지 등이 참여기관으로, 한국생산기술연구원이 위탁기관으로 참여했다.
2009년부터 시작된 이 사업은 전처리, 당화, 발효, 증류 및 무수화 설비 등을 도입, 해조류로부터 99.5% 무수에탄올 제품생산까지의 전체 공정라인을 구축했다. 아울러 상용플랜트용 기본엔지니어링도 완성됐다.
파일럿플랜트 시험운전 결과 해조류 바이오에탄올 생산수율은 원료 투입량 대비 20% 내외로, 연구실 내 실험 수율과 유사한 수준을 보였다. 실운전 수율이 이상적 환경을 전제로 하는 연구실 수율에 육박했다는 것은 기술 상용화에 매우 고무적이라고 바이올시스템즈는 밝혔다.
해조류 바이오에탄올의 생산단가는 옥수수 바이오에탄올과 사탕수수 바이오에탄올의 중간수준인 리터당 0.36∼0.6달러 수준으로 산출돼 곡물계 바이오에탄올을 대체할 충분한 경제적 가능성이 있는 것으로 분석됐다.
◆곡물계 바이오에탄올 대체 경제성 확보
바이오에탄올 시장은 전 세계적인 공급확대정책으로 2000년 이후 연평균 20.4%씩 성장해왔다. 그러나 바이오에탄올 주원료인 옥수수와 사탕수수 생산량이 이를 따라가지 못해 곡물가격이 급등하고, 농장 확대를 위한 삼림개발로 환경파괴에 대한 우려가 일었다.
이에 세계 각국은 새로운 바이오에탄올 원료를 발굴하기 위해 경쟁적으로 연구개발에 나서고 있으며, 이 중 대표적인 것이 2세대로 불리는 목질계, 3세대로 불리는 해조류다.
특히 바다공간을 활용하는 해조류는 비식용 작물이고 연 4∼6모작을 통해 대규모 양식이 가능해 저렴하게 원료를 조달할 수 있다는 것이 장점이다. 또 CO2 포집량이 곡물에 비해 3∼7배에 달할 정도로 친환경적이며, 홍조류의 경우 탄수화물 함량이 옥수수 못지않게 높아 공정비용에서 가격경쟁력이 높다는 것도 강점으로 꼽힌다.
김인식 바이올시스템즈 사장은 “곡물계 바이오에탄올이 근본적인 한계에 부딪히면서 목질계 또는 해조류계 바이오에탄올이 대안으로 떠오르고 있다”며 “해조류 바이오에탄올 실증공장 완공으로 우리나라가 해조류바이오에탄올 분야에서 독보적인 위치에 오르게 됐다”고 말했다.
관련 업계는 세계 바이오에탄올 플랜트의 신·증설 수요는 2020년까지 200조원으로 추산하고 있다. 향후 새로 지어질 바이오에탄올 플랜트 중 10%만 해조류바이오에탄올 기술을 채택하더라도 20조원의 플랜트 수출이 가능하다는 계산이다.
아울러 독점적이고 배타적인 원천기술을 보유하고 있는 만큼 플랜트 수출 후에도 안정적인 로열티 수입이 예상된다. 바이오시스템즈는 효율적인 사업추진을 위해 엔지니어링 및 플랜트 시공분야에서 국내 대기업들과 전략적 제휴관계를 구축한 상태다. 주요 협력기업으로는 남양이앤이, 퍼멘텍, 태흥테크, 창해엔지니어링, 한성에프앤씨, 부성엔지니어링 등이 참여했으며, 상용플랜트의 기본엔지니어링은 코오롱글로벌에서 수행했다.
이번 실증공장은 특히 전체 설비의 90% 이상을 국산화했다는 점에서 의미가 크다는 설명이다. 특히 핵심설비라 할 수 있는 전처리 및 당화설비를 관련 중소기업들과 협력하여 독자개발(특허출원 완료) 한 것은 물론 당화장치의 경우 일반적으로 통용되는 간접가열방식에서 과감히 벗어나 스팀직분사형으로 제작했다.
스팀직분사형 당화기는 당화기 내 온도를 130도까지 높이는데 걸리는 시간이 15분 내외에 불과해 1시간 30분이 넘게 걸리는 간접가열방식에 비해 공정비용과 생산시간을 획기적으로 단축할 수 있다. 당화수율 역시 원료가 당화기 내부에 눌러붙는 등의 문제점이 없어 간접가열방식에 비해 오히려 높은 결과를 보였다.
전라남도와 고흥군, 바이올시스템즈는 앞으로 실증플랜트를 운전을 통해 공정최적화를 도모하고, 추가적인 R&D 결과를 실증플랜트에서 검증하여 상용화를 최단기간 내 완료한다는 계획이다. 김 대표는 “상용플랜트 엔지니어링을 2014년까지 보완·완성하고, 2015년 첫 상용플랜트 수주를 목표로 하고 있다”고 밝혔다.
채덕종 기자 yesman@e2news.com
<ⓒ이투뉴스 - 글로벌 녹색성장 미디어, 빠르고 알찬 에너지·경제·자원·환경 뉴스>
<ⓒ모바일 이투뉴스 - 실시간·인기·포토뉴스 제공 m.e2news.com>
채덕종 기자
yesman@e2news.com