[기고/박진원]신재생에너지 바이오기술 개발은 플랜트 강국 통로

박진원 연세대 화공생명공학부 교수 지식경제부 바이오/폐기물에너지 PD

천연자원이 부족한 우리나라는 신재생에너지를 개발해 석유 석탄과 같은 화석연료를 대체하도록 부단히 노력해야 한다. 폐목질계, 농산부산물 등과 같은 바이오매스를 이용한 바이오에너지는 태양광 풍력 등과 함께 친환경적인 신재생에너지원이다. 그러나 안타깝게도 바이오에너지 개발에 있어서 우리나라는 열대우림 또는 광활한 산림 영토를 가진 다른 나라보다 매우 불리하다. 바이오에너지는 대부분 바이오매스로 불리는 원료에 의존하기 때문이다. 우리 강산은 휴식의 즐거움을 주기도 하지만, 동남아와 브라질 아마존지역의 밀림, 북미지역의 침엽수군락 등과 비교할 때 국내의 바이오매스 생산량은 화석연료를 대체할 여력이 안 된다. 또 발생폐기물(생활, 건설, 사업체)에서 폐목재를 전량 회수하더라도 소규모 석탄화력발전소 1곳 수준에 그친다.

따라서 바이오매스가 풍부하나 이용기술이 열악한 외국에서 바이오에너지를 확보하는 것이 올바른 선택이다. 해외 원유·가스광구를 개발하고 외국 유연탄광산을 확보하는 것과 똑같은 논리이다.

바이오에너지 생산기술은 매우 다양하지만 바이오디젤, 바이오에탄올 생산공장은 원천기술, 엔지니어링, 다양한 시공경험과 함께 플랜트 기술력을 요구한다. 바이오매스 원료의 다양한 전처리, 복잡한 반응, 그리고 최종생성물의 분리 등의 일관 공정이 석유화학 플랜트공정과 유사성이 있다.

한편 우리나라는 장기적인 시공 경험으로 최근 플랜트 기술력 강국에 합류했다. 플랜트-엔지니어링 해외 플랜트 수주는 650억 달러(약 73조 원·2012년 기준)로 주종 수출품목인 자동차, 조선, 반도체의 각 수출액을 능가하며 우리나라의 플랜트 세계시장의 점유율은 2012년 7.4%로 세계 6위로 추정된다. 우리나라 플랜트 수주 분야는 화학공장, 정유공장, 제철소, 일반공장, 원유시설, 가스처리시설 발전설비 등 다양하다.

비식용 바이오매스로부터 수송용 바이오연료를 생산하는 원천기술은 선진국이 물론 앞서 있지만 현재 가스·석유와 비교하여 경제성을 가지는 상용화된 기술은 아직 선진국에도 없다. 미국과 같은 선진국은 상용화 전 단계인 대규모의 바이오알코올 실증연구시설을 여러 개 가지고 있으므로 2, 3년 내 상용화 단계로 접어들 것이다. 우리나라는 선진국 수준에 뒤지지만 기초·원천기술연구에 이어 파일럿 규모의 시제품 개발을 수차례 시행하였으며 비식용 바이오매스로부터 하루 1t 이상의 바이오알코올을 생산하는 실증 연구개발(R&D)을 민관합동으로 기획하고 있다. 작년 12월 지식경제부가 발표한 5년 동안 2500억 원 지원 내용의 바이오매스(옥수수 사탕수수 등 식물, 폐목재, 해조류 등) 이용 바이오화학 육성계획’은 이런 시대적 흐름과 일맥상통한다고 본다.

현재 전 세계에 수없이 존재하는 석유·화학공장들은 석유자원이 고갈되는 가까운 미래에 바이오매스 이용공장으로 점차 변신할 것이다. 이 말은 현재는 존재하지 않지만 바이오매스 관련 플랜트 건설과 관련 엔지니어링 산업이 미래에 일어날 것이란 의미이다. 플랜트 산업과 연관성이 깊은 신재생에너지 바이오연료 생산공정의 원천기술을 확보하여 한국의 수준 높은 플랜트 건설기술과 연결하면 미래의 한국형 모델산업을 만들 수 있다. 국내 유수 기업들이 동남아, 남미, 북미, 시베리아 등 바이오매스 원산지에서 순수 국산기술로 바이오연료 해외플랜트를 건설하는 날을 그려본다.

박진원 연세대 화공생명공학부 교수 지식경제부 바이오/폐기물에너지 PD