'쓰레기 에탄올'로 고유가·식량난 넘는다

-곡물 아닌 '쓰레기'로 자동차 연료용 에탄올 생산
-생산비, 1갤런당 1달러...고효율 저비용
-GM과 협력, 올 연말 대량생산 체제 돌입




지난1월, 릭 왜고너 제네럴 모터스(GM)회장은 디토로이트에서 열린 '2008 북미 국제 오토쇼'에서 '코스카타(Coskata)'라는 회사와 손잡고 쓰레기에서 추출한 연료를 조만간 상용화할 것이라고 밝혀 화제가 됐다.
당시 왜고너 회장은 "바이오연료의 실용성을 높이고, 석유의존도를 줄일수 있는 획기적인 기술"이라고 강조했다.

'쓰레기 에탄올'기술 상용화를 눈앞에 둔 코스카타는 시카고 서쪽 자동차로 40분정도 떨어진 워런빌에 자리잡은 이제 갓 2년된 벤처기업.
아르곤 국립연구소에서 대체에너지를 연구하던 인력들이 그레이트 포인트 벤처스 등 벤처캐피털의 투자를 받아 세웠다.

↑ 코스카타의 바이오에탄올 제조에 사용되는 원료들. 나무조각 식물줄기 뿐 아니라 타이어 플래스틱 등 탄소를 포함한 거의 모든 물질이 원료로 사용가능하다.

코스카타가 자리잡은 나지막한 1층 건물 내부는 일반 화학실험실과 별반 다를 것이 없어 보인다. 하지만 이곳의 실험실에서는 식물은 물론, 폐플라스틱, 타이어. 쓰레기 등 탄소를 포함하고 있는 거의 모든 물질에서 에탄올을 뽑아내는 '마법'이 진행중이다.
윌리엄 로 코스카타 사장은 "1갤런의 에탄올을 만드는데 들어가는 비용은 1달러에 불과하다"고 말했다. 소비자 가격은 휘발유보다 최대 30% 이상 싸게 공급이 가능할 것으로 보고 있다.

↑ 코스카타의 바이오 에탄올 제조 개념도.

코스카타의 에탄올 제조공정은 3단계로 나뉜다.
원료유기물(feed stock)은 합성가스로 만드는 '가스화(gasfication)'단계를 거친뒤 미생물을 이용한 '바이오 발효(biofermentation)'과정을 통해 에탄올로 바뀐다. 이어 '분리 정제(separation)'를 거치면 순도높은 연료용 에탄올이 탄생한다.
웨스 볼슨 코스카타 부사장은 "3단계 공정을 거쳐 에탄올을 추출하는데 실제로 걸리는 시간은 2분 남짓"이라고 말했다.


오클라호마대학의 랠프 태너(Ralph Tanner) 교수가 발견한 '클로스트리디아(clostridia)'라는 미생물의 일종이 이 공정의 핵심이다.
로 사장은 "심해에서 발견되는 이 미생물은 일산화탄소를 먹고 순수한 에탄올만을 배출하기 때문에 기존의 바이오 에탄올 제조공정보다 생산효율이 높다"고 설명했다. 심해에 존재하는 이 미생물은 산소와 접촉하면 즉시 죽기 때문에 인체나 생태계에 미치는 부작용이 전혀 없다는 것도 장점이라고 덧붙였다.

↑ 가스화-발효-분리의 3단계 공정을 거쳐 생산된 바이오에탄올 샘플.

아르곤 연구소는 코스카타의 에탄올이 기존 휘발유에비해 이산화탄소 배출량은 84% 줄이면서도 동일한 생산 비용으로 7.7배의 에너지를 만들수 있다고 평가했다.
미생물을 활용하기 때문에 공정에 필요한 에너지의 92%는 원료물질에서 자체적으로 발생하고 나머지 8% 정도만 제공해주면 된다는 설명이다.

특히 기존의 바이오 에탄올과 달리 옥수수 사탕수수 같은 곡물이 아닌 농업 쓰레기, 나무 조각, 쓰레기 등 탄소화합물을 원료로 에탄올을 추출한다.
따라서 바이오연료로 인해 빈곤국의 식량위기가 심화되고 곡물가격이 급등하는 등 부작용을 막을수 있다.

↑ 미 일리노이주 시카고 인근에 있는 코스카타 본사의 바이오 에탄올 실험 생산 시설 내부.

GM의 자본을 유치, 상용화에 가속력을 얻은 코스카타는 올해말까지 펜실베이니아주에 시험공장을 완공해 생산에 들어갈 예정이다. 생산된 에탄올은 1차로 GM의 밀포드 테스트 센터에서 시험을 거쳐 실제 판매될 계획이다. 이후 2011년까지 5000만~1억 갤런을 시판한다는게 코스카타의 계획이다.

현재 연간 100만대 이상의 가솔린·에탄올 연료 겸용(Flex Fuel) 차량을 생산할 정도로 이 분야에서는 가장 앞서나가고 있는 GM은 2012년에는 내수용 차 생산량의 절반을 가솔린·에탄올 겸용차로 교체할 계획이다. 에탄올 연료 충전소 확대와 더불어 일반 소매점에서도 에탄올 연료를 판매할수 있도록 관련 기업들과 논의를 진행중이다.
볼슨 부사장은 "코스카타의 기술은 GM뿐 아니라 모든 회사에 열려있으며 한국 일본 중국 브라질 호주 러시아 등의 기업과 상용화에 대해 논의가 진행되고 있다"고 말했다.

↑윌리엄 로 코스카타 사장

미국 정부가 지난연말 공표한 '에너지 독립 및 안보법안'은 바이오연료 사용량을 2012년 75억갤런, 2022년에는 360억갤런으로 높이도록 하고 있다. 360억 갤런 가운데 기존의 곡물추출 바이오연료가 150억갤런, 셀룰로스 및 바이오메스 추출 에탄올이 210억갤런을 차지할 것으로 미 정부는 전망하고 있다.

로 사장은 "단순히 수익만을 위해서가 아니라 온실가스를 줄이고 환경문제를 해결하며 소비자들의 부담을 덜어주자는게 코스카타의 비전"이라며 "2030년이면 전체 바이오 에탄올 시장의 3분의1을 코스카타의 에탄올이 기여할수 있을 것"이라며 "
고 자신했다.