성덕고등학교 아침 T.E.D (Technology, Entertainment, Design) 22회 영역: 바이오연료

[1] 바이오연료는 바이오에너지를 생산해 낼 수 있는 에너지원이 될 수 있는 식물, 미생물, 동물 등의 생물체와 음식물쓰레기, 축산폐기물 등을 열분해하거나 발효시켜 만들어 낸 연료를 말한다. 우리가 보통 많이 사용하는 땅에서 파서 생산하는 석유와 달리 식물이나 미생물을 연료로 사용하는 것에 차이가 있다.

[2] 바이오연료 가운데서도 옥수수, 사탕수수, 감자, 고구마 등 녹말(전분) 작물로 만들어진 연료를 바이오에탄올이라고 한다. 이 곡물들에는 모두 포도당이 들어있는데 포도당은 인간을 포함한 대다수의 동물 뿐만 아니라 자동차에게도 좋은 에너지원이 된다. 정확히는 포도당으로 만든 에탄올이 에너지가 되는 것이다. 옥수수에서 포도당을 추출해 특정 미생물에게 먹이로 주면, 발효를 거쳐 에탄올을 만들어낸다. 이렇게 만들어진 연료가 바이오에탄올이다. 다만 바이오에탄올은 휘발유 전용 엔진에 그대로 넣을 수 없어 휘발유와 일정 비율로 섞어서 사용해야 한다.

[3] 휘발유 전용 자동차 엔진에 그대로 쓸 수 있는 바이오연료가 있다. 에너지 효율도 바이오에탄올보다 더 높은데 바이오부탄올이라고 불리는 이 연료는 볏짚 등 폐농작물, 폐목재 등으로 만든다. 생산원리는 바이오에탄올과 같다. 폐목재에 들어 있는 포도당, 목당 등의 혼합 당을 미생물로 발효해 부탄올을 만들어내는 것이다. 바이오부탄올은 곡물 가격에 영향을 미치지 않는다는 게 큰 장점이라고 할 수 있다. 버려지거나 먹을 수 없는 원료를 사용하기 때문이다. 실제 미국에서는 100% 바이오부탄올을 연료로 넣은 자동차로 그랜드캐니원, 워시텅DC 등지에서 장거리 운전에 성공했다고 한다.

[4] 바이오연료는 친환경적인 것처럼 보이지만 문제점이 하나 있는데 그것이 바로 ‘탄소환불시간’이라는 것이다. 탄소환불시간이란 화석연료를 바이오 연료로 대체해 나타나는 온실가스 증가효과를 상쇄하는 데 걸리는 시간을 말한다. ‘탄소환불시간’은 지역에 따라 그리고 작물이나 농법에 따라 1년부터 수백년까지 다양하게 나타난다. 작물별로는 유채의 경우 탄소환불 시간이 지역에 따라 1년에서 길게는 404년 , 사탕수수의 경우 8년에서 209년이나 되었다.

비록 바이오매스를 재배하기 위해 발생시킨 온실가스를 보았을 때는 환경이 파괴 되는 것 같지만 장기적으로 보았을 때 이것은 환경을 지키는 길이므로 바이오에너지에 대하여 긍정적인 측면이 더 밝다. 다만 탄소환불시간을 줄일 수 있는 방법을 과학적으로 찾아가는 노력이 필요하다.

[5] 바이오연료 생산을 위한 미생물 균주의 지속적인 개발은 농업뿐만 아닌 지방 자치 단체의 폐기물(잠재적으로는 플라스틱까지 포함하여)을 활용하는 것을 통해 바이오연료 생산 비용을 절감할 수 있다. 연료와 생산 공정 및 공급원료에 최적화된 균주의 개발은 석유 유래 연료를 직접 대체하고 기후 변화를 늦추거나 역전시킬 탄소 중립 바이오연료의 생산을 가능하게 할 것이다. 또한 효소 합성의 이점을 활용하면 석유화학 경로로는 달성할 수 없는 섬세한 조절이 가능한 연료를 만들 수 있으므로 옥탄가 또는 세탄가, 융점, 에너지 밀도와 그을음 성향에 대한 상당한 개선이 가능할 것이다.

지속가능한 발전을 위해 바이오연료가 상용화되어야 하는 이유를 조사하여 작성해 보자.

2. 현재 활발하게 연구되고 있는 바이오연료의 종류 2가지를 찾아 써보자.

MADE BY

✜ 자료조사 : 이예원, 박세정, 윤다영, 이솔미

✜ 대본작성 : 이예원

✜ PPT 제작 : 박세정, 이솔미

✜ 촬영 : 윤다영

✜ 편집 : 윤다영

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