한국, 바다에서 '바이오수소' 생산기술 개발… 세계 최고 수준

 

한국, 바다에서 '바이오수소' 생산기술 개발… 세계 최고 수준 연합뉴스     제철소 일산화탄소 -> 녹색에너지 '수소'로 전환 해양연구원, 플랜트 준공·실용화 박차   태평양 심해저 열수구(熱水口)에서 분리한 고세균(archaea)을 이용해 세계 최고 수준의 생산성을 가진 바이오수소를 실증 생산하는 기술이 개발됐다.   국토해양부는 한국해양연구원 강성균 박사 연구팀이 진행한 ’해양 초고온 고세균 이용 바이오수소 생산기술 개발’의 연구 성과를 20일 발표했다.   특히 개미산(formate)이나 일산화탄소를 원료로 바이오수소를 생산하는 기술로는 세계 최고 수준이라고 이번 연구 성과에 대한 의미를 부여했다.   국내 제철소에서 배출하는 부생가스의 주성분인 일산화탄소(CO)를 고세균을 이용해 수소로 전환함으로써 환경 물질을 저감하고 신재생에너지를 생산하는 효과를 기대할 수 있다고 설명했다.   한국해양연구원은 섭씨 80도 안팎인 태평양의 심해저 열수구에 서식하는 ’써모코커스 온누리누스(NA1)’라는 고세균이 수소를 생산해내는 대사작용을 지난 2010년 9월 규명해낸 바 있다.   이번 연구성과를 활용하면 국내 대형 제철소 3개소의 제련과정에서 연간 발생하는 일산화탄소 300만t중 자체발전을 위한 열원으로 사용되거나 대기중에 배출하는 200만t은 바이오수소를 생산하는데 활용할 수 있을 것으로 연구팀은 전망했다.   연구팀은 이번 성과를 바탕으로 본격적인 실증생산 연구를 추진하기 위한 플랜트동을 지난 19일 준공했다. 2018년까지 대량 생산 기술을 개발하면 일산화탄소를 활용한 바이오수소 생산이 가능해져 국내 수소 수요의 5%인 연간 1만t(1천억원)을 대체할 수 있을 것으로 예상하고 있다.   수소 1만t은 4만가구의 1년 전력 소비량(가구당 월평균 전력 소비량을 300kwh로 했을 때) 또는 수소 자동차 5만대의 1년 운행 가능량과 맞먹는다.   연구팀은 2015년까지 수소 생산성 향상 연구를 완료할 계획이다. 이 연구가 완료되면 수소 생산 단가를 현재 ㎏당 7∼20달러에서 2∼3달러로 낮출 수 있을 것으로 보고 있다.

죽음의 가스 이용해… 국내연구진 일냈다 해양연구원 신기술 개발… 해양 고세균 NA1 이용 최고 15배 생산성 높여 2018년 대량 생산 목표… 공해 방지 비용 줄이고 국내 수요 5% 대체 가능 박관규기자 ace@hk.co.kr     '죽음의 가스 일산화탄소를 원료로 미래에너지 수소를 만든다.' 일산화탄소는 자칫 목숨을 앗아갈 수 있는 대표적 유해가스다. 그런데 제철소는 쇠를 녹이기 위해 주로 석탄 등 화석연료를 사용하기 때문에 일산화탄소 배출을 피할 수가 없어 환경오염 방지시설을 설치하고 유지하는데 막대한 비용을 투입하고 있다. 이제까지 골칫거리였던 일산화탄소를 해양극한미생물을 이용해 미래의 신재생에너지로 전환하는 실용화 기술이 국내 연구진에 의해 개발돼 주목을 받고 있다.   국토해양부는 태평양 심해저 열수구(熱水口)에서 얻은 해양 고세균(NA1)을 이용해 세계 최고 수준의 생산성을 갖춘 '바이오수소 실증생산 기술'개발에 성공했다고 20일 밝혔다. 이 기술은 'NA1'이 일산화탄소를 흡입해 수소, 이산화탄소 등을 배출시키는 원리를 바탕으로 한다. 국내 연구진이 개발한 기술은 기존의 혐기성 박테리아를 이용한 수소 생산법 보다 최고 15배나 수소 생산율이 높아 수년 내 실용화가 가능하다.   앞서 19일 한국해양연구원은 경기 안산시의 해양바이오연구센터에서 '해양바이오 수소 실증 생산 플랜트동 준공식'을 갖고 바이오수소 생산과정 시연에 성공했다. 이는 고세균 NA1을 이용해 일산화탄소와 물로부터 수소를 만드는 과정이다. 현재는 일산화탄소 100㎏을 투입해 하루 10㎏의 바이오수소를 생산할 수 있는 기술과 시설이 개발된 상태다.   앞으로 이 기술이 실용화되면 제철소 용강로에서 배출되는 일산화탄소 함유량 60%인 전로가스(LDG)가 바이오수소의 주원료로 사용될 수 있다. 포항ㆍ광양ㆍ당진제철소 등 우리나라 3대 제철소의 1년간 총 일산화탄소 배출량인 200만톤 이상의 일산화탄소를 모두 처리하게 되는 셈이다. 국토부 관계자는 "지금까지 전세계에서 개발된 수소생산 미생물 기법 가운데 가장 우수하다"며 "제철소 배출가스로 수소를 생산할 수 있게 됨에 따라 대기오염도 줄이고 신재생에너지도 생산해 녹색성장에 큰 기여를 할 것"이라고 말했다.   이번 연구를 주도한 한국해양연구원 강성균 박사 연구팀은 해양바이오수소 실증생산을 위해 국내최초로 5ℓ, 30ℓ, 300ℓ 고온 혐기 바이오수소생산 생물반응기의 설치를 마쳤다. 연구팀은 본격적인 실증생산연구를 위해 수소 대량생산 시스템을 만드는 2단계에 돌입할 예정이다.   목표인 2018년까지 대량생산기술 개발이 완료될 경우, 국내 수소 수요의 약 5%(연간 1만톤 생산ㆍ고순도 수소 경우 1,000억원 규모) 정도를 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 이는 수소자동차 5만대를 1년 동안 운행하거나, 연료전지를 활용해 전기를 생산했을 경우 4만가구가 1년 동안 쓸 수 있는 규모다.   또 이 기술 실용화가 완료되면 수소 생산 단가를 현재 ㎏당 7∼20달러에서 2~3달러 정도로 낮출 수 있어 경제성도 확보된다. 권도엽 국토부 장관은 "수소는 앞으로 자동차, 연료전지 등의 녹색에너지원으로 수요가 급증할 전망"이라며 "바이오수소가 조기에 시장에 공급될 수 있도록 실용화 연구 투자를 강화할 계획"이라고 말했다.