[과학세계]지구를 위한 대안은 ‘바이오 연료’

지구온난화가 대량의 화석연료 사용에서 비롯된다는 사실은 잘 알려져 있다. 그렇다고 석탄이나 석유를 사용하지 않을 수는 없는 일. 뭔가 다른 해결 방법은 없는 것일까. 해결책은 의외로 간단한 곳에 있을 수 있다. 땅속에서 캐낸 화석연료가 지구온난화의 원인이 된다면, 지상에서 연료가 될 식물 등을 만들어서 활용하면 어떻겠냐는 것이다. 주로 생명현상을 이용해 식물, 혹은 미생물 등을 재배해 활용하는 방식이라 ‘바이오 연료’라고 부른다.

사실 바이오 연료도 생명현상을 이용해 만들어진 것이라 탄소가 포함돼 있다는 사실은 마찬가지이다. 즉 바이오 연료를 사용하면 똑같이 이산화탄소가 배출된다. 그렇다면 화석연료와 무슨 차이가 있을까. 바이오 연료가 의미가 있는 건 생산과정 때문이다. 예를 들어 가장 단순한 바이오 연료는 아마도 목재일 것이다. 나무를 기르고 베어내면 장작으로 사용할 수 있다. 장작 그 자체는 연료로 사용하면 분명히 이산화탄소를 배출하지만, 나무가 자라는 과정에서는 대기 중에서 이산화탄소를 흡수한다. 즉 나무가 자라나고, 다시 연료로 사용되는 과정을 모두 합쳐서 계산해 보면 배출되는 이산화탄소는 ‘제로’에 가깝게 된다. 탄소중립 연료라는 말을 쓰기도 한다. 여기서 재처리 및 운송 등의 과정에도 또 다른 에너지가 소모되는 점을 지적하는 사람들도 있다. 그러나 화석연료를 땅속에서 채굴해 사용하는 것에 비해서는 친환경적이라는 점에서는 틀림없는 사실이다. 현재 바이오 연료의 재료가 될 수 있는 ‘바이오 매스’는 연간 2000억 t이 생성되는데, 이는 전 세계 에너지 사용량의 8배에 해당한다.

바이오 연료 기술은 시대에 따라 발전해왔다. 1세대 바이오 연료는 주로 사탕수수나 옥수수 같은 식량 작물을 길러 사용한다. 당질이 많아 알코올을 뽑아 쓰기 좋기 때문이다. 2세대는 폐목재나 톱밥 등을 분해해 알코올로 얻는 방법인데, 효율이 떨어져 상용화가 어려운 것이 단점이다. 그래서 다음 차세대 바이오매스 중 하나로 거론되고 있는 것이 녹조와 적조, 즉 미세조류다. 이렇게 추출한 기름은 성분조정을 거치면 기존의 석유와 같은 물질이 되므로, 당장에라도 자동차에 넣어 사용할 수 있다. 더구나 원한다면 석유 이외에 플라스틱 등도 생산할 수 있다. 석유를 짜낼 수 있다는 말은, 그 성분을 추가로 조정해 석유 화학물질의 생산도 가능하다는 이야기이기 때문이다.

심지어 쓰레기도 바이오 연료의 재료가 될 수 있다. 2019년 관련 법이 개정되면서 ‘비재생 폐기물로부터 생산된 것은 신재생에너지에서 제외한다’고 규정됨에 따라 폐기물에너지는 무조건 재활용 에너지가 아니라고 오해하는 일이 있는데, 종이·음식 등과 같이 숲이나 농업 등에서 유래된 탄소를 포함한 재생 폐기물은 바이오 매스로 구분할 수 있다.

최근엔 이런 재생폐기물을 가공해 바이오 연료로 재활용하는 기술이 부쩍 관심을 얻고 있다. 골칫덩이인 쓰레기 문제를 해결하면서도 동시에 친환경 에너지까지 얻을 수 있기 때문이다. 일례로 음식물쓰레기의 경우 발효 등의 과정을 거치면서 가스 생산이 가능하게 되는데, 성분조정을 거치면 천연가스 등을 대체하는 것도 가능하다.

현재 바이오 연료는 아직 1세대 기술이 주로 사용되고 있으며 제한적으로 2세대 기술이 활용되고 있다. 앞으로 관련 기술이 더 발전한다면 우리 미래도 쓰레기 걱정을 한층 더 덜어낼 수 있는, 나아가 탄소중립 사회에 한 걸음 더 가가선 더 살기 좋은 세상이 되지 않을까 기대해 본다.

전승민 과학기술 전문 저술가