[에너지 강국]GS칼텍스, 휘발유 대체 가능한 바이오부탄올 상업화 준비 단계

GS칼텍스는 1986년 전남 여수시에 기술연구소를 설립한 이래 주력사업인 정유 제품 품질 개선과 윤활유 신제품 개발 등을 통해 최고 수준의 제품 경쟁력을 확보해 왔다. 이어 1998년 대전 유성구에 중앙기술연구소를 완공하고 이전한 이후부터 회사의 미래 성장동력 발굴을 위한 경쟁력 확보에 매진하고 있다.

현재 석유계 수송용 연료를 대체하기 위한 바이오연료는 바이오에탄올을 중심으로 보급되고 있다. 하지만 바이오에탄올은 수분에 취약해 기존 석유계 연료 기반의 인프라를 통해 공급하려면 별도 투자가 필요하다. 고농도로 사용하려면 ‘FFV(Flexible Fuel Vehicle)’라는 특별히 제조된 차량을 사용해야 한다는 단점도 있다.

반면 바이오부탄올은 바이오에탄올에 비해 에너지 밀도가 높아 휘발유와 혼합해 사용하면 연비 손실이 적고 엔진 개조 없이도 휘발유 차량용 연료로 사용이 가능하다. 물에 대한 용해도와 부식성이 낮아 기존 연료의 수송 및 저장 인프라를 변경 없이 그대로 이용할 수 있다는 강점도 있다.

석유계 부탄올 수요는 2013년 기준 세계시장 규모 397만 t. 이 중 아시아 시장이 약 50%를 차지하며 2018년에는 490만 t 규모에 이를 것으로 추정된다. GS칼텍스가 차세대 바이오연료이자 친환경 바이오케미컬인 바이오부탄올 개발에 주력하고 있는 이유다.

국내에서는 1980년대부터 바이오부탄올에 대한 연구가 시작됐지만 2000년대 중반까지는 실험실 수준으로만 진행되다가 2000년대 후반 들어 본격적인 연구가 진행됐다.

GS칼텍스는 2007년 시작한 자체 연구를 통해 바이오부탄올 양산에 필요한 ‘발효-흡착-분리정제’ 통합 공정 기술을 확보했다. 첨단 생명공학, 대사공학, 미생물 유전자 조작 기술을 바탕으로 바이오부탄올을 생산할 수 있는 고성능 균주 개발에 성공해 세계 최고 수준의 수율 및 생산성 달성에 성공했다. 발효 생산성과 수율을 높일 수 있는 독자적인 발효 공정과 회수, 분리정제 에너지를 절감한 새로운 분리정제 공정을 자체 개발해 파일럿 규모에서 기술 검증을 이미 완료하고 상업화를 준비 중이다.

이 과정에서 40건 이상의 국내외 특허를 출원하기도 했다. 2012년부터는 비식용 바이오매스로부터 바이오부탄올을 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 또 폐목재, 임지잔재, 농업 부산물, 팜 부산물, 사탕수수대, 옥수수대, 거대억새 등 모든 종류의 바이오매스를 처리할 수 있는 기술을 개발하기도 했다.

GS칼텍스 관계자는 “바이오부탄올 사업은 이미 원가 경쟁력을 화보하고 상업화 준비 단계에 접어들었다”며 “지난해부터 시작된 준양산 단계인 데모플랜트 건설은 올해 하반기(7∼12월)에 착공될 예정”이라고 설명했다. 데모플랜트가 완공되면 상업생산을 위한 완벽한 데이터를 얻을 수 있을 것으로 전망된다. GS칼텍스는 현재 진행 중인 데모플랜트 실증 후 직접 사업화와 함께 플랜트 수출, 기술 라이선스 판매 등도 진행할 계획이다. 아울러 향후 본격적인 생산 단계에 접어들게 될 것에 대비해 바이오부탄올 생산원료의 안정적 공급처를 확보하기 위한 전략적 제휴 방안도 모색하고 있다.

김지현 기자 jhk85@donga.com