지속적인 경제발전이 가능한 바이오연료에 대하여

생물학적으로 생성된 연료로 지속가능한 발전과 환경보호를 위한 대안중 하나인 바이오연료에 가 무엇인지와 식물로부터의 바이오연료와 조류로부터의 바이오연료에 대해 알아보겠습니다. 

 

바이오연료(biofuel)란?

나무 등을 태워 모닥불로 요리할 때 연소가 가능한 연료인 바이오매스 연료를 태우고 있는 것으로 나무가 가장 일반적인 바이오매스 연료이지만 유일한 것은 아니다. 바이오매스는 연료나 발전을 위해 중요한 재생 에너지원이 되어가고 있으며 생산이 빠르게 증가하고 있다. 또한 환경 친화적인 장점으로 화석연료에 비해 제조 과정에서 매우 적은 양의 에너지를 사용하기 때문에 지속 가능한 발전과 환경보호를 위한 대안 에너지원 중 하나로 개발되고 있습니다. 

 

식물로부터 바이오연료

에탄올은 가장일반적인 바이오연료로서 가솔린 첨가제로 널리 사용된다. 쌀, 옥수수, 보리등의 곡물로부터 에탄올을 제조하는 과정으로 여전히 대부분의 에탄올은 곡물의 전분과 사탕수수등의 단당을 발효시켜 만들어진다. 에탄올을 생산하기 위해 식물을 통째로 사용하는 것은 매우 어려운 일로 나무의 주요 화학원소인 셀룰로스 분자들을 낮은 당 분자로 분해하는 것이 어렵고 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다. 이러한 점은 다양한 연구개발로 많이 향상되고 있으며 나무나 다른 셀룰로스가 많은 물질을 셀룰로스 에탄올(cellulosic ethanol)이라 부르는 에탄올로 전화시키는 상용화 규모의 바이오매스 정제소를 만드는데 도움을 주고 있다. 또한 가솔린 첨가제로 사용되는 에탄올 생산과 더불어 나무나 다른 식물들을 유전자 변형 박테리아를 사용하여 가솔린, 디젤, 제트 연료로 전환하기 위한 여러 방법이 개발 중에 있으며 식물 바이오매스를 이런 연료로 전환시키는 것은 에너지 밀도가 더 높다는 장점도 가지고 있다.

 

셀룰로스 에탄올 생산의 기본단계

1. 식물성 바이오 매스 수확한다.

2. 열처리 및 산처리를 통해 분쇄 및 액화한다.

3. 셀룰로스를 단당으로 분해시킴- 효소를 사용한다.

4. 이스트와 박테리아를 이용하여 당을 발효시킨다.

5. 에탄올을 추출하기위해 증류한다.

 

조류로부터 바이오 연료

현재 사용하는 카놀라유나 팜유, 식용유등은 식물성기름이나 동물성지방으로 만드는 biodiesel(바이오디젤)로 바이오 연료의 주요 원료이다. 수영장이나 바다에 떠있는 조류는 태양의 빛을 흡수하여 성장에 필요한 에너지와 물질로 바꾸는 것으로 12시간 내에 개체수가 2배로 증가하는 조류도 있다. 이런 성장은 기하급수적으로 생산되며 식용작물로 사용하지 않는다. 

조류가 가진 장점으로는 식품점등에서 구입할 수 있는 식물성 기름과 유사한 기름을 자연적으로 생산해서 저장한다는 점으로 기름은 더 빨리 추출되어 우리가 현재 사용하고 있는 바이오디젤, 가솔린, 제트연료 등의 로 전활 될 수 있으며 대형 석유회사들이 조류 연료를 개발하는 연구에 많은 투자를 하고 있다. 가장 빨리 성장하고 바이오 연료의 생산성이 높은 종을 찾기 위해 전 세계의 조류를 연구 중이다. 

 

마치며

바이오연료, 태양, 풍력, 지열 에너지등의 재생에너지원이 있으며 태양에너지는 태양전지나 증기터빈을 작동시키는 태양열 발전소를 이용하여 직접 전기를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 재생 에너지를 활용하는 물이나 바람의 에너지를 이용하는 수력댐 조력발전소 및 풍력터빈등이 있다. 파력발전기는 해양에 있는 에너지를 이용할 수 있는 새로운 기술이고 지열에너지는 지구 내부 열과 방사성 원소의 핵분열에 의해 생산되는 열 에너지이다. 바이오매스와 바이오 연료는 화학 에너지원을 생산하며 운송부문에 있어서도 중요한 역할을 한다. 현재 이용 중인 바이오 연료는 옥수수 기반의 에탄올과 식물성 기름으로 만들어진 바이오 디젤이 있다.