지난 50년간 원유 생산량은 5.62배, 원자력 발전량은 421배 증가했다. 이러한 에너지 사용의 증가는 심각한 환경오염과 기후변화를 초래했다. 지구의 기온은 지난 1950년대에 비해 14.86℃에서 15.20℃로 증가했고 인공적으로 발생한 이산화탄소량은 16억 2000만 톤에서 59억 400만 톤으로 무려 3.64배 증가했다. 이러한 환경변화에도 인류의 삶에 필수적인 화석에너지는 오늘도 엄청난 양이 소비되고 있다. 하지만 최근 화석에너지가 고갈의 기미를 보이고 있다. 30년 후면 당장 가장 널리 쓰이는 석유가 바닥을 드러내기 시작한다.

화석에너지의 고갈과 환경오염에 대한 대안으로 최근 떠오른 것이 바이오연료다. 바이오연료란 식물, 미생물 등의 생물체에서 생산되는 에너지로, 휘발유를 대체하는 바이오에탄올과 경유를 대체하는 바이오디젤이 대표적이다. 바이오에탄올은 옥수수, 사탕수수 등 당질계 작물에서 추출하며 바이오디젤은 콩, 유채 등 유지계 작물에서 얻는다.

바이오연료에 관한 개발과 연구에 각국이 앞 다투어 나서고 있는 가운데 우리나라도 이를 비롯한 신재생에너지 분야에 적극적으로 투자하고 있다. 특히 바이오디젤분야에 많은 관심을 기울이고 있다.바이오디젤의 원료가 되는 동·식물성 기름은 발열량이 일반 경유와 비슷하지만 점도가 높아 내연기관용 연료로는 사용이 어려웠다. 이를 해결하고자 동·식물성 기름과 알코올을 함께 넣고 산이나 염기를 촉매로 에스테르화반응을 유도하는 기술이 개발됐다. 이 반응을 거치면 동·식물성 원유에 비해 점도가 20% 낮은 바이오디젤과 글리세린을 얻을 수 있다.

바이오디젤을 합성하는 최초의 공정은 배치식 공정이었다. 이는 글리세린층의 분리공정을 거친 후, 알코올을 제거하고 물로 세정해 최종적으로 바이오디젤을 얻는다. 이 공정은 운전이 어렵고 생산량이 적으며 생산원가가 비싸다는 단점을 갖고 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위해 연속식 공정이 개발됐다. 연속식 공정에서는 글리세린층 분리와 알코올 제거 등의 과정을 연속적으로 진행해 이전에 비해 대량생산이 가능해졌다.

하지만 바이오연료에 대한 반박도 있다. 바이오연료를 만들기 위한 곡물의 수요가 증가해 가격 상승을 초래했다는 것이다. 또, 곡물재배과정에서 필요로 하는 에너지와 환경파괴도 만만치 않다. 브라질에서는 에탄올 수요 확대로 사탕수수 재배가 확대돼 아마존이 황폐화되고 있다는 우려 섞인 목소리가 거세다. 지난 1월 그린피스는 유럽연합의 바이오연료 수요 확대로 인도네시아 열대우림 파괴가 우려된다고 경고했다.

이런 경고 속에서 ‘제2세대’ 바이오에탄올도 탄생했다. 이는 지구에서 가장 풍부한 유기물인 식물섬유 셀룰로오스를 원료로 해 원료의 약 54%를 에탄올로 재생산하는 기술이다.
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