KAIST-GS칼텍스, '바이오부탄올' 생산균주 개발

KAIST(한국과학기술원)는 2일 GS칼텍스와 공동연구를 통해 차세대 바이오연료인 '바이오부탄올'을 생산하는 새로운 균주를 개발했다고 밝혔다.

이에 따르면 이상엽 KAIST 생명화학공학과 및 바이오융합연구소 특훈교수와 GS칼텍스 공동연구팀은 폐목재, 볏짚, 잉여 사탕수수 등 비식용 바이오매스를 이용해 바이오부탄올을 선택적으로 생산할 수 있는 균주를 개발해 특허를 출원했다.


이 기술은 바이오매스 발효과정에 사용되는 균주를 대사공학적으로 개량, 아세톤의 생산을 억제하고 부탄올과 에탄올만 6대1의 비율로 생산되도록 한 것이다. 특히 아세톤을 부탄올로부터 분리할 필요가 없어 공정비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

이는 클로스트리디움 박테리아를 사용하는 기존 방식의 단점을 개선한 것이다. 기존 방식에서는 부탄올과 아세톤, 에탄올이 6:3:1의 비율로 생산됐는데 이때 생산되는 아세톤은 연료로는 사용이 어려웠다.

바이오부탄올은 1리터당 에너지량이 7323kcal로 바이오에탄올의 에너지량 5592kcal보다 단위 부피당 에너지량이 30% 이상 높으며, 가솔린의 7656kcal와도 큰 차이가 없다. 또 바이오에탄올이 철도나 바지선, 트럭 등으로 운송해야 하는 반면 바이오부탄올은 기존의 연료수송 파이프라인을 통해 수송할 수 있다.


연구팀은 이같은 장점 때문에 바이오부탄올이 차세대 바이오연료로 각광받고 있으며, 전 세계적으로 많은 연구기관과 기업들의 개발 노력이 치열하다고 설명했다.

바이오부탄올은 1900년대 초부터 미생물 발효를 이용하여 생산되기 시작했으나, 1950년대 석유화학산업이 급속히 발달함에 따라 사양길로 접어들었다. 그러나 최근 고유가시대가 고착화되면서 석유를 일정부분 대체할 수 있는 연료로 다시 부각되고 있다.

이상엽 교수팀과 GS칼텍스는 현재 바이오부탄올 연속 생산공정 등의 조업 최적화 연구를 수행중이며, 부탄올에 대한 내성 향상 및 생산성을 더욱 높이는 균주 개발 연구를 계속하고 있다.

GS칼텍스 중앙기술연구소 정광섭 소장은 "전 세계적으로 바이오부탄올 생산을 위한 개발 경쟁이 치열한 가운데 산학 공동연구를 통해 개량된 고성능 균주를 확보, 차세대 바이오연료 개발에 유리한 고지를 차지할 수 있게 됐다"고 말했다.