미 페트로알지사, 연 400만불 규모 라이센스 판매
건설 현장에서 없어서는 안 되는 시멘트 생산은 지구의 이산화탄소 총배출량의 5%를 차지한다. 철강과 정유산업 다음으로 많은 배출량이다. 작년에 결성된 세계 지속가능 시멘트 이니셔티브는 시멘트 생산 공정에서 이산화배출을 25% 감축하는데 동의했다. 서명한 18개 회원사는 전세계 시멘트 생산량의 30%를 담당한다.
기후변화의 심각성으로 볼 때 시멘트 공장 굴뚝에서 나오는 이산화탄소는 CCS(탄소포집및 저장)기술로 제거되어야 한다. 그러나 이를 이용해 오히려 생산적인 바이오연료로 바꾸는 프로젝트가 캐나다에서 진행되고 있다. 캐나다에 본부를 둔 ‘폰드 바이오퓨얼’은 온타리오의 성 마리아 시멘트 공장 옆에 400만불을 들여 알지농장을 설치했다. 알지에게 주입될 이산화탄소 파이프라인이 이미 건설됐다. 이 농장에서 생산될 바이오연료는 다시 시멘트 생산 공정으로 투입되고 알지를 건조하는데 필요한 열은 공장에서 나오는 폐열을 이용한다. 이 프로젝트는 온타리오 주정부의 자금 지원을 받아 진행되고 있다.
알지를 발전소나 시멘트 공장 굴뚝에서 나오는 고농축된 이산화탄소로 알지를 길러서 알지 바이오연료를 생산하는 아이디어는 새로운 것은 아니다. 1978년부터 미 에너지부(DOE)는 석탄 발전소에서 나오는 이산화탄소를 이용해 알지 교통수단에 사용할 바이오연료 연구에 많은 지원금을 투자 했다. ‘수경 식물 프로그램(Aquatic Species Program)’으로 불렸던 이 프로그램은 수심이 낮은 못에 이산화탄소를 연못의 바닥으로 주입하고 알지가 표면에서 자라게 했다. 그러나 이 프로젝트는 1996년에 결국 폐지됐는데 이유는 알지를 햇빛에 노출시키기 위해 연못을 계속 확장해야 하고 확장된 시설에 설치하는 펌프와 가스의 주입을 위한 에너지 경비와 설치 및 유지비가 너무 높아 경제성이 없었기 때문이었다.
알지는 햇빛을 에너지원으로 하는 단세포 식물로 농축된 이산화탄소와 물 속에 녹아 있는 질소와 인을 영양분으로 하여 자란다. 그러므로 고농도의 무기질이 녹아있는 공장 폐수나 도시 하수에서 잘 자라며 성장속도가 상당히 빠르다. 알지가 가지고 있는 화학성분은 착색제, 식품보조제로 식품가공이나 제약에 사용된다.
미국 화학 소사이어티의 저널 ‘환경 과학과 기술’은 알지로 바이오연료를 생산하는데 드는 탄소발자국이 옥수수, 카놀라 스위치 그래스를 이용한 것보다 높다는 기사를 발표했다. 이 기사는 곧 알지바이오매스 산업계에서의 심한 반발을 야기시켰다. 이들은 그 기사의 결론이 ‘오래된 데이타’에 근거한 ‘잘못된 추측’이라고 비난했다. 그러나 이 보고서는 또한 알지의 생산 과정에서 질소나 인이 인공적으로 주입되지 않는 폐수를 사용하고 발전소나 교통수단에서 배출되는 이산화탄소를 이용할 경우에는 탄소 절감 효과가 있음을 지적했다.
알지 생산에서 기술적인 도전은 시설의 설치 및 유지비를 낮추면서도 알지의 세포 파괴가 올 수 있는 하이드로 다이나믹 스트레스를 줄여서 생산효율을 높이는 것이다. 알지는 두개의 다른 방법으로 길러진다. 하나는 개방형 연못 방법이고 다른 하나는 바이오리액터 방법이다. 바이오리액터 방법은 간단히 말해서 이산화탄소를 주입할 수 있는 투명한 플라스틱 튜브를 공중에 걸어 놓고 이 튜브에서 알지가 광합성 작용을 최대한으로 있는 인공 환경을 만들어 주는 것이다.
메사추세스에 본부를 둔 그린퓨얼 테크놀로지는 2004년 MIT와 공동으로 바이오리액터 방법을 사용하여 알지 수확을 용이하게 하는데 성공했다. 이들은 바이오리액터 방법으로 생산 시설 공간을 줄이고 제어장치를 통하여 바이오리액터에 들어가는 가스의 양이나 유량 온도 등을 최적화시켜 에너지 소비와 설치 및 유지비를 줄일 수 있었기 때문이었다.
이 성공으로 회사는 매사추세스, 아리조나, 뉴욕주의 발전소에 더 큰 규모의 시설을 설치했고 뉴욕타임즈 등 각종 미디어의 주목을 받았었다. 그린퓨얼 테크놀로지는 2001년부터거의 7000만불의 지원금을 모으는데 성공했고 스페인의 한 시멘트회사와 9200만불에 라이센스 계약도 이루어냈다. 그러나 무슨 이유에선지 작년 5월 파산 선고를 하고 회사는 문을 닫았다. 이 회사 사이몬 업힐(Simon Uphill) 사장은 “재정적인 어려움”이라고 언론에 그 이유를 말했다.
현재 두 개의 다른 방법의 알지바이오연료 생산이 진행되고 있다. 캐나다의 폰드 바이오퓨얼은 시멘트 공장 옆에 알지 농장을 만들어 개방형 연못 방법으로 진행하고 플로리다의 페트로알지(Petroalgae) 회사는 바이오리액터 방법을 성공시켜 지난 1월 연 400만불 규모의 라이센스 계약을 체결했다. 페트로알지의 라이센스를 산 회사는 이집트와 모로코에 알지바이오연료 시설을 설치할 것이라고 바이오퓨얼 다이제스트가 발표했다.
시멘트 공장이나 발전소의 굴뚝에서 대기 중으로 뿜어내는 이산화탄소가 녹색의 알지바이오연료로 바뀌어져 다시 연료로 투입된다는 것은 생각만 해도 기분 좋은 일이다.
