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1. 머리말

최근의 사상유래 없는 글로벌 경기침체에도 불구하고 지난해 미국에서는 녹색성장분야 벤처투자 규모가 2/4분기의 15억불에서 3/4분기 28억불로 크게 증가한 것으로 나타났습니다. 이는 사람들의 일상생활이 석유와 같은 화석연료에 의존해 왔던 삶으로부터 벗어나기 위해 재생 가능한 대체자원 활용의 수요가 늘어나고 있거나 늘어날 것으로 전망하기 때문인 것으로 전문가들은 판단하고 있다. 이러한 맥락에서 식물자원을 이용하는 바이오리파이너리 기술도 화석원료를 대체하기 위한 지속성장 기술로서 폭넓게 적용될 것으로 전망되고 있습니다. 따라서 본 기고에서는 지구온난화와 글로벌 환경규제에 대비하기 위해서 범세계적으로 개발을 추진하고 있는 녹색성장 기술 중에 바이오리파이너리 기술에 대해 소개 하고자 한다 (그림1).

2.본론

'바이오리파이너리' 란 원유로부터 각종 화학제품을 생산하는 기존의 기술과 달리 석유대신 나무나 볏짚 등과 같은 식물을 원료인 바이오매스로부터 바이오화학제품이나 바이오연료 등을 생산하는 기술로 정의될 수 있다 (그림 2).

● 바이오매스(Biomass): 옥수수, 콩, 사탕수수, 볏짚, 목재류 등 식물자원
● 바이오기반 화학제품: 유기산, 아미노산, 폴리올, 바이오플라스틱 등
● 바이오연료: 바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오부탄올 등

우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 식물들은 공기 중의 이산화탄소를 먹고 자라기 때문에 석유와 달리 이산화탄소의 배출이 제로 기술이다. 또한 매년 수확할 수 있기 때문에 석유와 같이 고갈될 일 도 없다. 특히 여러 가지 대체자원 중에서 유일하게 화학원료로 쓸 수 있습니다. 왜냐하면 태양이나 수력, 원자력 등은 에너지를 생산할 수 있지만 화학제품의 원료가 될 수는 없기 때문입니다. 이와 같이 바이오리파이너리 기술은 식물자원을 원료로 사용하기 때문에 원유 의존도를 줄이고, 온실가스 등 여러 가지 환경오염물질의 배출을 획기적으로 감축시켜 지구온난화를 예방할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 그렇기 때문에 전 세계 주요 선진국들은 2000년대 초반부터 바이오리파이너리 기술개발에 대한 중장기 계획들을 발표하였습니다.

미국의 경우 2000년 바이오매스 R&D 진흥법을 제정하고 바이오에탄올과 바이오플라스틱 등 바이오기반 화학제품 생산을 통해 2030년까지 수송연료는 20%, 화학제품은 25%까지 바이오매스 원료를 사용하여 대체하려고 한다. 일본은 2002년‘바이오매스 일본’전략을 수립하고 2010년 200만톤의 바이오플라스틱 생산과 5조원의 시장 창출을 목표로 하고 있다. 산업계의 움직임도 매우 활발해 화학기업과 바이오 전문기업간 기술제휴로 바이오연료, 바이오플라스틱 및 화학제품 등을 산업바이오를 이용하여 생산하고 있다. 2003년에 발간된 미국의 매킨지 분석보고서는 2015년 전세계 화학산업 시장의 25%인 4300억불의 시장이 산업 바이오로 대체될 것으로 예측하고 있다. 하지만 우리나라에서는 일부 바이오 대기업을 중심으로 바이오화학제품이 생산되고 있고, 제한된 부분에서 연구개발을 수행 중에는 있으나 전반적으로 바이오리파이너리 연구와 기술개발은 아직 시작단계라고 볼 수 있다.
바이오리파이너리 기술의 주요 제품 가운데 하나인 바이오플라스틱은 사용 후 폐기처분될 때 자연계의 특정 미생물에 의해 분해될 수 있기 때문에 기존 석유화학 산업의 플라스틱에 비해 매우 환경 친화적이다 (그림 3).
 

도요타를 비롯한 세계 6대 자동차 회사들은 2015년까지 자동차용 플라스틱 부품을 50%이상 바이오플라스틱으로 대체하기로 공표하였다. 우리나라 자동차 회사들도 세계적인 흐름에 맞춰 바이오플라스틱의 사용을 적극 검토하고 있다. 바이오플라스틱 이외의 바이오리파이너리 적용기술의 예로 미국의 DuPont사와 Genercor사에서는 석유가 아니 옥수수 전분으로부터 연간 12만톤 규모의 1,3-propandiol을 생산할 수 있는 신규공정을 개발하였으며, 이는 석유를 이용하는 공정에 비하여 40% 적은 에너지를 이용하고 온실가스 배출을 56% 감소하는 혁신적 기술로 평가 받고 있다 (그림 4). 이와 같이 바이오리파이너리 기술은 자동차 산업이외에도 휴대전화나 텔레비전, 노트북 등 전자산업은 물론이거니와, 식품, 향료, 섬유, 의약, 농약, 페인트, 윤활유 등 우리 일상생활의 거의 모든 화학제품을 생산할 수 있는 기술이기 때문에 미래의 화학산업으로 자리매김할 것으로 기대를 모으고 있다.

3. 맺은말

석유자원이 전무한 한국에서는 정유 및 석유화학 산업의 유지 발전을 위해 원료인 원유 공급선 및 유전 확보가 중요한 국가의 전략적 목표이듯이, 바이오리파이너리 분야가 하나의 산업으로 자리 잡기 위해서는 브라질, 동남아시아, 호주 등 식물자원이 풍부한 국가와의 교류를 통한 자원 확보를 위해 노력해야 하고 국내에서 자체 자원개발에도 노력을 기울여야 할 것으로 판단된다. 마지막으로 석유 한 방울 나오지 않는 세계 3위의 원유수입국이면서, 세계 7위의 석유소비국인 우리나라가 세계 5위 수준의 정유능력을 보유한 석유화학산업으로 성장시킨 기반을 바탕으로 세계수준의 바이오리파이너리 기술을 보유한 바이오화학 산업 강국으로 도약할 수 있기를 기대해 본다.

4. 참고문헌
1. J. V. Haveren, E. L. Scott, Bulk chemicals from biomass, Biofuel Bioprod. Bioref. 2008, 2, 41.
2. J. H. Clark, F. E. I. Deswarte, T. J. Farmer, The integration of green chemisty into future biorefineries, Biofuel Bioprod. Bioref. 2009, 3, 72.
3. Dupont, Sustainability Progress Report, 2008
4. LG경제연구원, 바이오폴리머 시장의 현황과 발전 방향, 2009.06.02.
5. 황인택, 황영규, 박노중, 장종산, 바이오매스를 이용한 바이오리파이너리 전환기술, 촉매지 2008