최덕광<원자력학 박사>

에탄올과 땅콩기름으로 포드 모델T의 엔진을 처음으로 돌렸으니 바이오연료(biofuel, BF)는 가장 오래된 승용차 연료였다. 싼 개솔린의 사용으로 80년은 잊혔다가 석유류도 비싸지고 환경오염문제도 심각한 지경이라 BF를 널리 쓸려고 애쓰고 있다. 땅으로 생산 되며, 고갈되는 땅속 화석연료를 쉽게 대체하는 유일한 수단이고 재생 가능한 에너지원이라 단연 매력적이다.

미국은 개솔린에 에탄올을 평균 10% 섞고 있고 브라질 같은 나라는 그 사용량이 50%가 넘는다. 디젤경유에도 디젤BF를 20%넘게 사용하는 곳이 유럽에는 많다. BF는 화석연료에 비해 독성이 적고 열량은 비슷하며 CO2의 배출을 75%까지 줄인다. 완전연소로 해로운 매연도 거의 없어 그 사용을 늘리면 더 환경 친화적이다. 미국은 2050년까지 전 차량연료의 80%를 BF로 충당한다는 것이 목표다.

다양한 BF들 중 농작물의 옥수수, 밀, 사탕수수로 발효, 증류시켜 생산되는 에탄올이 지금은 대종을 이루고 있다. 하지만 부족한 식량사정이나 곡물가격의 상승도 유발하고 생산비가 높아 이 곡물 에탄올에의 의존에는 한계가 있다. 활발한 지금의 연구는 당분이 들어있어 미생물 번식과 발효가 가능한 목재, 수숫대, 갈대, 볏짚, 해조류(algae) 등의 섬유소(cellulose)를 분해 작용 해 에탄올을 생산해 보자는 것이다. 생화학을 에너지 생산에 접목해 비용도 줄이고 양도 늘리는 시도인 것이다.

아직 이 섬유소의 분해로 대량의 에탄올 추출은 하지 못하고 있어 미국 EPA가 성급히 정한 혼합사용 할당치를 충족하지 못하고 혼란을 초래하고 있기는 하다. 하지만 쉬 기술적 성과가 있을 것으로 학계에서는 본다. 계획은 이 섬유물질 에탄올 생산을 전체 에탄올의 75%까지 늘린다는 것이다.

에탄올은 개솔린과 혼합하고 디젤BF는 경유와 혼합한다. 야자 등 기름열매, 유채, 콩 등에서는 알코올보다 점성과 발화점이 높은 탄화수소의 디젤BF를 생산한다. 그 양을 늘려 혼합비율을 현재 평균 2%에서 20%까지 높여 사용한다는 것이다. 아직 디젤BF의 원료 부족으로 경유에 비해 갤런당 70센트 이상 비싸 차후 생산비 절감이 대중화에 관건이 된다.

소, 돼지의 동물성 유지와 버려지던 각종 식물성 폐기기름들도 좋은 BF원료가 되고 있어 환경정화에 큰 도움이 된다. 유지를 메탄올과 섞고 촉매인 가성소다를 첨가해 규산염으로 세척하면 맑은 디젤BF을 생산하게 되고 부산물로 글리세린을 얻는다. 특히 동물성 유지의 디젤BF는 추출수율이 높고, 포화지방산의 함량이 많아 산화에 안정하며 경유와의 혼합에 아주 적합하다.

커네티컷(CT)주는 청정하고 재생할 수 있는 소위 1등급 에너지원으로 BF도 꼽고 있다. 땅도 좁고 곡물과 기름기의 작물도 없는 곳이기에 폐 유지로 디젤BF의 생산에 힘을 쏟고 있다. 동북부에서 규모와 효율이 제일인 디젤BF.생산 공장(연 1천만 갤런)을 뉴헤이븐의 해변가 오일저장공단 옆에 세우고 막 가동을 하고 있다.

또 폐기된 석탄발전소를 이용 CO2의 흡수와 생성의 평형이 유지되는 바이오매스(속히 성장하는 삼림이나 폐기 목재와 농산품 찌꺼기 등)를 태워 전력을 생산할 준비도 여러 곳에서 하고 있다. 쓰레기 매립지나 하수처리장에서 나오는 가스도 좋은 발전용 BF가 된다.

CT주도 에탄올이나 디젤BF의 사용을 증가함으로써 유류 수입의 감소에 일조하고 온난화가스와 매연 기타 환경오염물질 저감에 노력함은 당연하다. 기술적인 문제도 원료수입도 잘 풀려 BF의 대량생산에 차질이 없었으면 한다.