비행기 연료 '택배상자 폐기물'로 만든다

머니투데이

류준영 기자

KIST 하정명 박사팀에서 개발한 석유대체연료 대량생산기술로 제조한 바이오항공유/사진=KIST

제지 산업의 리그닌 폐기물로부터 생성된 리그닌 오일을 수첨분해하여 바이오항공유 대량 생산/자료=KIST

그동안 높은 점도 때문에 석유 대체 연료로 전환하기 어려웠던 폐목재 오일로부터 바이오항공유를 생산할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 하정명 박사팀이 폐목재로부터 항공유급 연료를 대량 생산하는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

연구팀에 따르면 목재, 풀과 같은 식물체의 20~40%를 차지하는 성분인 ‘리그닌’은 펄프를 생산하는 제지공정에서 폐기물로 대량 배출된다. 최근 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 인터넷 쇼핑이 부쩍 늘면서 택배 수요가 급증했고, 관련 종이박스 생산량도 함께 늘고 있는 추세여서 학계는 리그닌을 활용할 기술 개발에 더 관심을 기울이고 있다.

이 리그닌을 열분해하면 오일을 생산할 수 있다. 하지만 끈적한 점성 때문에 석유 대체 연료 등으로 전환하기 어렵다. 이 때문에 제지 공장에선 리그닌 폐기물을 고품질 연료나 화학제품의 원료로 사용하기보다 낮은 품질의 보일러 연료 등으로 활용하고 있는 실정이다.

리그닌 폐기물에서 바이오항공유 생산끈적한 점성을 가진 리그닌 오일은 수소 첨가 분해후 원 리그닌 오일과 혼합하여 수소 첨가 업그레이딩으로 석유 대체 바이오항공유를 생산할 수 있다/자료=KIST

연구팀은 리그닌 오일의 점도를 낮추기 위해 수첨 분해를 활용해 수첨 분해 리그닌 오일을 제조하고, 제조된 오일을 기존의 끈적한 리그닌 오일과 7대 3 비율로 혼합해 점도를 7분의 1 수준으로 감소시켜 산업용으로 사용할 수 있게 했다. 수첨분해는 석유화학산업, 정유산업 등에서 연료로 사용하기 어려운 중질유를 분해하기 위해 사용하는 기술을 말한다.

KIST 하정명 박사팀에서 개발한 석유대체연료 대량생산기술로 제조한 바이오항공유/사진=KIST

이렇게 제조한 혼합오일은 수첨분해에 다시 활용해 연속 공정에 의한 석유 대체 연료 대량 생산이 가능하게 됐다. 또 최종 생산된 연료는 항공유처럼 휘발유나 경유에 비해 어는 점이 낮고 에너지 밀도가 높아 바이오항공유로 활용하기 적합하다고 연구팀은 설명했다.

하 박사는 “국제항공기구(ICAO)는 항공 산업에서 발생하는 온실가스를 감축하기 위해 오는 2027년부터 규제를 시행할 계획”이라며 “항공유 온실가스 감축 규제에 대응하는 대체 연료 기술을 확보한 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지 컨버전 앤 매니지먼트’(Energy Conversion and Management) 최신호에 게재됐다.