캐나다, 바이오에탄올 기술

- 식용곡물에서 추출하는 바이오에탄올과 차별화 –

 

 

 

□ 기업 소개

 

 ㅇ 캐나다에서 유일하게 효소공법 기술을 보유한 Iogen Corporation은 1974년에 오타와에 설립됐으며, 셀룰로오스 에탄올 생산은 2004년에 시작했음. Iogen은 식용이 아닌 폐기되는 곡류를 원료로 해 식용곡물로 바이오에탄올을 생산해 곡물가격을 올린다고 질타받는 기업들과 차별화됨. 가솔린보다 높은 옥탄비율을 가졌으나 공해는 적은 바이오에탄올은 자동차연료로 쓰이며, 그 밖에도 Iogen의 효소는 섬유, 제지, 사료산업 등에 다양하게 쓰이며, 그 결과 지난 25년간 받은 투자액은 1억3000만 달러에 달함.

 

 ㅇ 이 기업에 투자한 대표적인 기업으로는 캐나다 연방정부(Natural Resources Canada), Royal Dutch/Shell Group, Petro-Canada, 그리고 세계적인 투자그룹 Goldman Sachs가 있으며, 캐나다 정부(Natural Resources Canada) 및 Shell과 같은 대규모 EPC 업체 등과 다양한 프로젝트를 진행하고 있음.

 

 ㅇ 현재 캐나다 재생연료협회(Canadian Renewable Fuel Association)에서 등록돼 있는 바이오에탄올 생산 플란트 리스트는 아래와 같으며, 거의 모든 기업이 옥수수나 밀을 원료로 하는 반면, Iogen만이 원가가 낮고 식용으로 쓰일 수 없는 곡물을 사용함으로써 최근 곡물을 이용한 에탄올 생산이 국제곡물가격 상승 및 자연환경 파괴를 일으킬 수 있다는 비난에서 자유로운 것이 특징

 

캐나다 바이오에탄올 플란트

출처 : Canada Renewable Fuel Association

 

□ 기술내용

 

 ㅇ Iogen사는 바이오메스에서 에탄올을 만드는 기술을 갖고 있음. 간단히 요약하면 바이오에탄올 공정과정은 (1) 사전처리, (2) 효소공법, (3) 숙성단계 이 3개의 프로세스로 나뉨. Iogen은 현재 기술로 섬유질 1톤에서 340리터의 셀룰로오스 에탄올 생성 가능

 

바이오에탄올 공정과정

출처 : Iogen 홈페이지

 

 ㅇ 바이오매스 연료의 근원은 식용이 아닌 폐기돼야 하는 옥수수 여물, 지푸라기(밀, 보리, 귀리 등), 건초, 스위치그라스 등이기 때문에 식용 곡물을 원료로 써 곡물가격을 올려 질타를 받는 여타 기업과는 차이가 있음. 이 종류의 곡물은 캐나다에서는 흔하기 때문에 농사를 짓는 농가에도 새로운 수입을 가져다 주고 있어 지역발전에 일원하고 있음.

 

 ㅇ 다음 단계는 효소를 첨가하는 것임. Iogen에서 20년에 걸쳐 개발안 이 효소는 바이오케미컬 반응을 촉진시키는 역할을 하며 자연에서 나오는 안전한 요소이기 때문에 식용으로 쓰여도 무방. 효소는 산업용과 음식용 두 가지로 나누며 ISO 9001:2000에 준해 공정하며 효소공정을 하는데 있어 공장이 자동화돼 있기 때문에 24시간 가동하는 데에 전혀 문제가 없으며 품질테스트 역시 게을리 하지 않고 있음.

 

 ㅇ 현재 Iogen사에서 수출을 하고 있는 나라는 인도, 호주, 미국, 유럽 등지이며, 개발된 효소는 제지, 동물사료, 섬유산업 등에서 다양하게 사용됨.

 

 ㅇ 다음 중요한 단계는 숙성과정으로 효소를 첨가해 사전처리를 거친 공급 원료는 당(sugar) 상태가 되는데, 이를 숙성시켜 증류하면 셀룰로오스 에탄올이 만들어짐.

 

□ 적용분야

 

 ㅇ GM, Ford와 같은 주요 자동차 제조업체들은 85%까지의 에탄올 성분(E85)을 태울 수 있게 자동차를 만들고 있으며, 유럽에서 E85 자동차가 더 많지만 미국에서도 점점 늘어나는 추세. 또한 옥탄비율로 보았을 때 일반 가솔린은 85-93 rating인데 반해 E85는 100-105 사이이므로 대형차 및 파워가 센 자동차에도 쓰일 수 있음.

 

 ㅇ 캐나다 연방정부(Natural Resources Canada)에서는 Iogen의 기술력을 바탕으로 2010년까지 35%가량의 자동차가 에탄올이 함유된 가솔린을 지원할 수 있도록 하는 것을 목표로 함.

 

 ㅇ 종이/제지분야에서는 Iogen의 효소가 표백에 쓰이는 클로린 화학성분(chlorinated chemicals)의 사용을 줄이며 이에 따라 생산비용 역시 줄게 됨.

 

 ㅇ 섬유산업에서는 Iogen사의 효소가 옷감의 색깔을 옅게 하거나 부드럽게 만들어 주는 역할을 함.

 

 ㅇ 동물사료 제조시, 이 효소는 닭과 돼지들의 음식물 소화력을 향상시키며, 이 효소를 이용해 만든 사료 브랜드로는 BioBrite, Denabraide, Fibrilase가 있음.

 

셀룰로오스 에탄올의 라이프사이클

출처 : Iogen 홈페이지

 

□ 기대 효과

 

 ㅇ 바이오매스에서 추출한 효소를 이용한 셀룰로오스 에탄올은 가솔린과 같은 기존 연료에 비해 옥탄비율은 더 높지만 그린하우스 가스(GHG)를 현저히 낮춤으로써 환경오염을 방지

 

 ㅇ 화석연료를 수입하는데 쓰이는 비용을 절감하며 가솔린과 합쳐져서 쓰일 수도 있기 때문에 연료의 공급을 늘리면서도 비용은 낮추는 역할

 

 ㅇ 지역경제 부양. 식용이 아니고 대부분 버려지는 자연에서 나오는 공급원료를 쓰기 때문에 이러한 농작물을 제배하는 농작인에게 새로운 수입처가 생기는 것이며, 이는 곧 지역경제의 발전 및 내수경제성장으로 이어짐.

 

 ㅇ 캐나다에서 처음으로 바이오매스를 이용한 에탄올 제조에 성공했으며, Shell과 합작해 상업화된 에탄올 플란트가 운영됨. Iogen과 같은 기술을 만들어 내려는 기업들로는 DuPont, John Deere, Genencor, Novozymes, Abengoa 등이 있음.

 

□ 기술협력

 

 ㅇ 현재 Iogen은 스위스의 F.Hoffmann-La Roche Ltd와 동물하료 효율성을 위한 효소 제작기술을 협력하고 있으며, 캐나다 앨버타주의 Petro-Canada와는 바이오매스를 이용한 에탄올의 상업화를 주요 자동차 제조사와 함께 협력 중이며, 캐나다 연방정부 연구기관과도 효소의 단백질 엔지니어링 테크닉에 관련해 협력하고 있음.

 

 ㅇ 이 회사는 현재 많은 협력요청 및 투자문의를 받고 있으나 이 회사와 협력 가능한 회사는 매우 드물었으나 앞으로 자신과 기술 및 관심이 같아 상호 협력적인 관계가 가능하다면 긍정적으로 검토할 것이라고 함.

 

 

자료원 ; IOGEN 홈페이지, Canada Renewable Fuel Association, KOTRA 밴쿠버KBC 보유자료 종합