바이오부탄올 대량생산기술 개발… 휘발유 대체연료 상용화 청신호

■ KAIST-GS칼텍스 등 연구

국내 연구진이 휘발유를 대체할 수 있는 고효율 친환경 바이오 연료의 대량생산 기술을 개발했다. 특히 이번에 개발된 바이오 연료는 차량 개조 없이 그대로 사용할 수 있어 상용화에 대한 기대가 크다.

이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수(사진)팀은 GS칼텍스, 바이오벤처인 바이오퓨얼켐과 함께 ‘바이오부탄올’의 대량생산 기술을 개발하는 데 성공했다고 6일 밝혔다. 연구팀은 차량을 이용한 실험으로 바이오부탄올의 성능을 확인했고, 이달 말부터 장거리 주행시험을 통해 안정성을 검증할 계획이다.

바이오에탄올 같은 기존 인공연료는 에너지 효율이 낮고 엔진을 부식시키는 등의 단점이 있어 휘발유를 완전히 대체하기 힘들었다. 반면 폐목재, 볏짚, 잉여 사탕수수, 해조류 등을 이용해 만드는 바이오부탄올은 휘발유 대비 에너지 밀도가 90% 수준이고 부식 문제도 거의 없지만 대량생산이 힘들었다.

연구팀은 미생물의 성질을 조작하는 ‘시스템대사공학’을 이용해 대량생산 문제를 해결했다. ‘클로리스트리듐 균주’라는 미생물의 유전자를 조작해 원료가 되는 식물의 발효와 분해 성능을 높인 결과 기존 바이오부탄올 제조 방법보다 생산량을 3배 이상으로 늘릴 수 있었다. 연료의 분리와 정제가 쉬워지면서 생산비용도 70% 이상 절감됐다.

연구팀은 이번 기술 개발로 바이오부탄올 생산 가격을 휘발유의 120% 수준까지 낮출 수 있을 것으로 보고 있다. 휘발유 1L에 2000원이라면 바이오부탄올은 2400원 수준인 셈이다. 석유 가격이 계속 오르고 있는 데다 바이오연료의 인프라가 구축되면 수년 내에 경제성을 갖출 것으로 기대된다.

GS칼텍스 관계자는 “바이오부탄올의 상용화를 위해 2007년부터 대학 연구소와 공동 연구 등을 통해 핵심 기술을 확보해 왔다”며 “이 교수팀의 연구로 바이오부탄올의 생산 효율성을 획기적으로 높일 수 있게 됐다”고 말했다. 이번 연구 결과는 미생물 분야의 권위지 ‘엠바이오’ 10월 23일자에 실렸으며, 9·10월호 합본호 대표 논문으로도 선정됐다.

대전=전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com