Algae? 알게뭐야? 조류로 얻을 수 있는 바이오에너지에 대해 알아보자!

  전 세계적으로 친환경적인 에너지에 대한 관심은 점점 높아지고 있는 추세다. 태양에너지, 수소에너지, 바이오 에너지 등등 지구 환경에 해를 끼치지 않는 연료를 찾으려고 한다. 태양을 이용하여, 태양광 셀을 이용하여 전기를 생성하는 방법은 점차 세계적으로 상용화되기 시작되었다. 이번 기사는 흔히 알려져 있는 태양에너지에 초점을 맞추기 보다는 바이오 에너지에 초점을 맞추고자 한다. 바이오 에너지란, 살아있는 생물체로부터 생겨나는 에너지를 일컫는다. 나무, 곡물, 풀, 농작물찌꺼기, 음식물쓰레기 또한 바이오 에너지의 원료가 될 수 있다. 이러한 생물체, 쓰레기 등에서 나온 바이오 가스로 전기와 열을 생산하거나 바이오 디젤, 자동차 연료로 사용이 가능하기도 하다. 이제 바이오 에너지의 시작, 'Algae'라는 에너지원에 대해서 살펴보자.

 조류(Algae) 라는 단어를 들어 본 적이 있는가? 조류하면 날아다니는 새가 떠오를 것이다. 영어 단어 Algae는 대부분의 사람에게는 매우 생소한 단어로 느껴질 것이라 생각된다.

Algae는 무엇일까? Algae란 사전적 의미로 물속에 사는 하등 식물의 한 무리를 일컫는다.

 그렇다면 Algae는 어떻게 바이오 에너지와 연관성을 보일까? Algae는 밑에 보이는 [사진1]과 같이 우리가 생각하는 녹조 현상에서 볼 수 있는 사진과 비슷하다. 이런 Algae들은 어떻게 신 재생에너지가 될 수 있을지 많이 궁금할 것이다.

[사진 1. 미세 조류]

출처 – Live Science

[사진 2. 미세조류에서 신재생 에너지를 얻는 과정]

출처: Inhabitat 홈페이지

 [사진2]를 참고해보면, Algae는 식물과 유사하기 때문에 Algae를 먼저 배양을 한다. Algae의 공급원인 물과 태양만 있으면 배양이 가능하다는 점에서 기르가 매우 쉽다. 배양된 Algae를 용매를 이용하여 분해 하면 Algae는 Fats과 Sugars로 분리 된다. 그런후 용매를 증발 시키고 분리된 Fats를 변환 시키면 바이오 디젤로 사용할 수 있다. 그렇다면 Algae를 통해서 얻은 바이오 연료는 어떤 형식으로 친환경적일까? 일단 친환경 소재로 사용한다는 점에서 재생(Renewable)가능하고, 이산화탄소를 줄이고 바이오연료로 사용가능하며, 또한 온실 가스 배출물을 확실히 줄일 수 있을 점으로 부터 기대되는 에너지원이다.

 Algae를 통해서 사용할 수 있는 연료로는 에탄올(Ethanol), 바이오디젤(Biodiesel), 바이오 부탄올(Bio Butanol), 메테인(Methane)과 제트 연료(Jet Fuel)로 사용된다.

  Algae를 이용해 신재생에너지와 현대 기술을 접목시킨 OMEGA Shore Project를 살펴보자.

 OMEGA Shore는 Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae의 약자로 Algae를 길러, 오염수를 정화하고, 이산화탄소 배출을 막으면서 산소와 바이오연료를 생성하여 이상적인 생태계를 만들자는 것이다. 이 프로젝트를 NASA에서 2009년부터 진행하였는데 그 이유는 화성 때문이다. OMEGA프로젝트에 필요한 것은 물, 태양 Algae로 산소 생산과 이산화탄소 배출 억제, Algae는 음식으로써의 기능도 가능하며, 더 나아가 바이오 디젤의 생산까지 가능하다. 인간이 OMEGA 프로젝트로 화성에 거주 할 수 있는 생태계를 만들겠다는 목표로 가동된 프로젝트이기도 하다. 지구에도 적용 가능하다는 점에서 매우 매력적인 프로젝트이다.

[그림 1. OMEGA Shore Project]

출처: NASA - OMEGA Shore Project

 

 아래 [그림 2]는 CEC(California Energy Commission)에서 발표한 사진으로 해안에 위치한 도시들을 위해 바이오 연료와 바다를 정화하는 기능에 대해 발표하였다. 조류를 이용하는 만큼 OMEGA project의 최적의 장소는 해안근처 물을 배출하는 장소이다. 하지만, 이러한 기술들은 현재 완벽하게 구현해 내기 어렵다는 발표가 있어, 추후에 더 많은 연구가 요구 될 것으로 보인다. 

[그림 2. CEC OMEGA Project 모형도]

출처: Algae Industry Magazine 홈페이지

 

 우리나라는 3면이 바다로 이루어진 나라이다. 여름에는 급격한 기후 변화로 인해 녹조현상, 적조현상 등이 뉴스에서 심심찮게 보이고 있다. 만약에 이러한 OMEGA Project의 추가적인 연구가 우리나라에서도 이루어지고 많은 관심이 모인다면 육지에서는 태양에너지, 풍력에너지가 쓰이고, 해양에서는 OMEGA Project와 유사한 바이오에너지를 만들어, 신재생에너지 강국으로 도약할 수 있는 미래를 그려볼 수 있지 않을까. 결정적으로 Algae를 신재생에너지원으로 사용할 수 있는 만큼 새로운 신재생 연료의 시작을 알릴 수 있지 않을까?

 

참고문헌

1.Theearthproject 홈페이지 - All You Need to Know about Algae Biofuel (http://theearthproject.com/algae-biofuel/)

 

2.https://www.slideshare.net/Funk98/algae-biofuels OMEGA 프로젝트

3. Algae Industry Magazine - CEC OMEGA Project