'미세조류' 청정에너지 스타로 뜬다

SERI.org - 조성제 <삼성경제연구소 수석연구원 sungjae.cho@samsung.com>

면적당 바이오디젤 생산성…콩보다 100배 높아
이산화탄소 흡수율도 탁월…美기업 100여곳 연구 한창

미세조류(藻類)가 청정에너지 및 소재 자원으로 주목받고 있다. 미세조류는 광합성을 하는 수중 단세포 생물로 ‘식물성 플랑크톤’으로도 불리며, 종류가 10만여종에 이른다. 선진국들은 미세조류를 에너지와 산업 소재 원료로 활용하기 위한 연구·개발 활동을 활발히 진행하고 있다. 미국에서는 100개가 넘는 미세조류 관련 기업 및 연구소가 활동하고 있고, 에너지부를 중심으로 정부 차원의 지원도 활발하다. 엑슨모빌 바스프 등 글로벌 기업들도 미세조류 기술을 선점하기 위해 투자를 늘리고 있다.

미세조류는 에너지 분야에서 바이오연료를 만드는 원료로 활용도가 높아질 전망이다. 미세조류는 단위면적당 바이오디젤 생산성이 콩의 100배에 이를 정도로 효율적인 자원이다. 또한 비(非)식용 작물이어서 식량자원을 에너지원으로 쓴다는 비판에서 벗어날 수 있다. 물에서 생산하기 때문에 농경지를 침해하지도 않는다.

미국 바이오에너지 기업들은 미세조류로부터 바이오디젤 항공유 에탄올 등 다양한 연료를 만들어내는 기술을 개발하고 있다. 미국 해군은 2020년까지 전체 소비 연료의 절반을 대체 에너지로 충당한다는 계획을 세우고 미세조류 연료의 시험 사용을 확대하고 있다. 지난해 6월 미세조류로 생산한 연료를 이용해 헬리콥터 시험 비행을 한 데 이어 올해 3월에는 구축함 시험 운항도 성공했다.

화학 분야에서도 미세조류를 폭넓게 활용할 수 있다. 미세조류는 종(種)마다 단백질 지방 탄수화물 등 영양 성분이 달라 다양한 제품을 생산하는 원료로 쓸 수 있다. 현재 미세조류는 건강기능식품이나 사료를 만드는 데 주로 활용되고 있지만 앞으로는 화학제품이나 바이오플라스틱 분야로 활용 범위가 확대될 것으로 보인다. 미국 기업 솔라자임은 지난해 미세조류로 만든 안티에이징 화장품을 출시했으며, 알직스라는 기업은 조류 성분이 70%에 이르는 바이오플라스틱 수지를 개발했다.

이산화탄소 저감과 폐수처리 등 환경 분야에서도 미세조류를 이용할 수 있다. 미세조류는 자신의 무게 대비 두 배에 가까운 이산화탄소를 흡수한다. 성장 과정에서 이산화탄소를 흡수하기 때문에 미세조류에 기반을 둔 연료가 연소될 때 이산화탄소가 발생하더라도 미세조류로 인해 대기 중 탄소가 늘어나지는 않는다.공장 폐수 처리에도 미세조류를 활용할 수 있다. 미세조류는 폐수 속에 있는 질소나 인을 흡수하며 성장한다. 앞으로 미세조류를 이용한 온실가스 저감 및 폐수 정화 사업이 확대될 전망이다.

해결해야 할 과제도 있다. 미세조류는 아직 경제성이 부족하다. 미세조류에서 생산한 바이오디젤 가격은 석유디젤의 두 배 이상이다. 각국에서 연구를 활발히 진행하고 있지만 미세조류 바이오디젤이 본격적으로 상업화되는 시기는 2020년 이후로 예상된다.

그러나 미세조류 연구를 포기할 수는 없다. 미세조류는 천연자원 빈국인 한국도 대량으로 생산할 수 있는 생물자원이다. 대체 에너지를 개발하고 바이오 기반 기술을 확보한다는 장기적인 안목으로 투자한다면 한국은 미세조류를 이용한 해양 자원 강국으로 부상할 수 있을 것이다.

조성제 <삼성경제연구소 수석연구원 sungjae.cho@samsung.com>