[미래로 뛰는 한국기업]미래의 친환경 에너지…바이오부탄올 개발 주력

GS칼텍스 대전 중앙기술연구소에서 연구진이 바이오부탄올을 연구하고 있다. GS칼텍스 제공

GS칼텍스는 생산 기반이 위치한 전남 여수에 1986년 기술연구소를 설립한 이래 주력 사업인 정유 제품 품질 개선과 윤활유·폴리머 신제품 개발 등을 통해 최고 수준의 제품 경쟁력을 확보해 왔다. 이후 1998년 대전 유성구에 기술연구소를 완공하면서 회사의 미래 성장 동력 발굴을 위한 경쟁력 확보에 매진하고 있다.

친환경 바이오부탄올에 주목

현재 석유계 수송용 연료를 대체하기 위한 바이오 연료는 바이오에탄올을 중심으로 보급되고 있다. 하지만 바이오에탄올은 수분을 쉽게 흡수하고 금속 제품을 쉽게 부식시키는 특성 때문에 고농도로 사용하기 위해서는 차량을 개조해야 한다. 기존 석유계 연료 기반 인프라를 통한 공급 또한 불가능해 별도 인프라 투자가 필요하다는 단점도 있다.

반면 바이오부탄올은 바이오에탄올에 비해 에너지 밀도가 높아 휘발유와 혼합해 사용 시 연비 손실이 적고, 엔진의 개조 없이 휘발유 차량용 연료로 사용이 가능하다. 물에 대한 용해도와 부식성이 낮아 기존 연료 수송 및 저장 인프라를 그대로 이용할 수 있다.

바이오부탄올은 일상생활에서 밀접하게 쓰이는 재료의 원료로 사용된다. 잉크, 본드, 페인트 등에 쓰이는 점착제(粘着劑), 반도체 세정제, 식품·비누·화장품 등에 향을 주기 위해 쓰이는 착향료 또는 기타 용제 등의 원료로 사용돼 친환경 케미컬로 주목받고 있다. GS칼텍스가 차세대 바이오 연료이자 친환경 바이오케미컬인 바이오부탄올 개발에 주력하는 이유다.

꾸준한 연구개발로 기술력 확보

최근 중국에선 바이오부탄올은 고가의 식용 원료 사용 및 품질 문제 등 여러 기술적 한계로 인해 본격적인 상업화에 어려움을 겪고 있는 것으로 알려졌다. 실제로 고가의 식용 원료인 옥수수, 카사바 등을 사용해 중국에서 상업 생산을 하고 있는 공장의 상당수가 가동에 어려움을 겪고 있다. 지난해를 기준으로 실질적인 생산량은 없는 것으로 보고되고 있다.

국내에서는 1980년대부터 바이오부탄올에 대한 연구가 시작됐으나 2000년대 중반까지는 실험실 수준으로만 진행되다가 본격적인 연구는 2000년대 후반 이후 진행됐다.

GS칼텍스는 2007년 이후 8년여에 걸친 연구개발 끝에 바이오부탄올 양산에 필요한 ‘발효-흡착-분리정제’에 이르는 통합 공정 기술을 확보하며 40건 이상의 국내외 특허를 출원했다. 그 결과 폐목재, 농업 부산물, 팜 부산물, 사탕수숫대, 옥수숫대, 거대 억새 등 모든 종류의 저가 목질계 바이오매스로부터 혼합당을 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 이를 토대로 기존 석유계 부탄올 대비 획기적인 원가 경쟁력과 기술을 확보했다.

기술 상업화 눈앞에

바이오부탄올 기술 개발은 환경부 및 산업통상자원부의 국책 과제 연구비에서 일부 지원을 받아 이뤄졌다. 2014년 8월에는 산업부의 신기술 인증을 받기도 했다.

GS칼텍스는 바이오부탄올 연구개발 과정에서 중소기업과의 동반 성장도 추구했다. 개발된 공정의 설계와 장치 및 부품 제작의 국산화를 위해 기술 개발 초기 단계부터 중소기업을 참여시킨 것이다. 향후 해외 플랜트 수출 등으로 사업이 확장되면 국내 관련 중소기업 또한 글로벌 시장에서 동반 성장의 기회가 생길 것으로 기대된다.

현재 GS칼텍스의 바이오부탄올 기술은 상업화를 위한 준비 단계에 접어들었다. 준양산 단계인 데모 플랜트는 올해 상반기(1∼6월)에 착공될 예정이다. GS칼텍스는 현재 진행 중인 데모 플랜트를 실증한 뒤 사업화와 함께 플랜트 수출, 기술 라이선스 판매 등도 진행할 계획이다. 아울러 향후 본격적인 생산 단계에 접어들게 될 것에 대비해 바이오부탄올 생산 원료의 안정적인 공급처를 확보하기 위한 전략적 제휴 방안도 모색하고 있다.

이샘물 기자 evey@donga.com