[미리보는 '금요일에 과학터치'] 미세조류 광합성 통해 친환경 경유 생산

미세조류 모습.

현재 인류가 당면한 큰 문제점 중 두 가지를 꼽는다면 급격한 산업화로 인한 '화석연료의 고갈'과 이산화탄소 발생량 증가로 인한 '환경오염 문제'라 할 수 있을 것이다. 이 때문에 세계 각국이 화석연료를 대처하고 환경오염 문제를 해결할 수 있는 신재생에너지 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.

거대 석유회사인 브리티시 페트로리움이 2009년 밝힌 자료에 따르면 화석연료가 고갈되기까지 남은 시간은 많지 않다. 석탄은 119년(8천260억t), 천연가스는 62.8년(187조5천억㎥), 석유는 45.7년(1조3천300억 배럴)이 남아 있을 뿐이라는 것이다. 화석연료 사용으로 배출되는 이산화탄소가 급증하면서 지구 온난화 현상도 가속화하고 있다.

인류는 특히 바이오에너지에 대한 투자와 개발에 열을 올리고 있다. 그중 여름철 하천 등에 녹조현상을 일으키며 지구 어디서나 적응하여 자라고 조건만 맞으면 폭발적으로 성장하는 '미세조류'(micro algae)에 눈길이 모인다. 미세조류 바이오에너지 사업은 고갈 위기의 화석연료를 대체할 수 있는 유일한, 현실적 대안으로 대두되고 있다.

조류(Algae)는 30억 년 전부터 진화, 광합성 수생생물로 이산화탄소를 흡수한다. 현재도 지구 대기 산소의 50% 이상을 생성하고 있다. 그 가운데 미세조류는 수중에 서식하는 식물성 플랑크톤. 광합성을 하는 원핵과 진핵 미생물을 총칭하며 전 세계적으로 20~30만 종이 분포하고 있는 것으로 알려져 있다.

미세조류는 생존력이 뛰어나 극지방, 적도, 사막 등 열악한 환경에도 적응해 살아남을 뿐 아니라 빠른 것은 조건만 맞으면 5~6시간 만에 두 배로 분열할 정도로 폭발적으로 성장한다. 미세조류가 함유하고 있는 TAG(triacyle glycerol)라는 지질 성분은 간단한 화학반응으로 글리세롤과 디젤로 분리되며, 상용 디젤과 혼합하여 일반 경유차의 연료로 사용 가능하다.

이 같은 특징 때문에 미국항공우주국(NASA) 또한 미세조류를 활용하는 데 큰 관심을 갖고 있다. 지난해 한국을 찾은 조나단 트렌트 미국항공우주국 소장은 '제3회 글로벌녹색성장포럼'의 개막 특별세션에서 생활하수나 폐수 등을 영양분으로 미세조류를 증식시켜 대체에너지로 사용하는 '오메가 프로젝트'를 설명했다. 당시 트렌트 소장은 바다에 부유식 설비를 설치하면 증식된 미세조류가 바다에 방류되더라도 물고기의 먹이가 돼 환경오염 우려가 없을 뿐 아니라 대량 생산 체제가 갖춰지고 태양열 등을 설비 운영 에너지로 활용하면 경제성도 뛰어날 것이라고 주장했다.

경북대 신바이오소재연구소도 바이오에너지 개발을 위해 땀을 쏟고 있다. 연구소의 주요 연구 내용은 ▷북극과 남극에서 채집한 미세조류의 저온 적응 메커니즘과 관련 유전자 분석 ▷미세조류의 생리 특성과 지질 함량 및 지질 성분 분석 ▷전사 유전체 분석과 무균 순수 분리 ▷미세조류의 대량 배양과 디젤화 공정의 최적화▷바이오에너지의 대량 생산과 상업화로 화석연료를 대체할 녹색 에너지 개발 등이다.

이번 강연에서는 대기 중 이산화탄소를 흡수, 광합성 작용을 통해 경유를 생산하는 친환경 미생물인 미세조류에 대해 자세히 소개한다. 또 미세조류를 활용해 바이오에너지를 생산하기 위한 세계 각국의 연구현황, 사계절이 뚜렷한 우리나라에서 미세조류 에너지 산업이 성공하기 위한 전제 조건과 그 가능성에 대해 살펴볼 예정이다.