녹조의 원인 미세조류, 유용한 에탄올로 변신

[객원 에디터 3기/ 문시연 기자] 여름철 뉴스를 보면 녹조와 적조 현상에 관해 흔히 접할 수 있다. 녹조와 적조는 물고기 등 물에 서식하는 생물을 죽여 생태계를 파괴하는 원인이 되고 있다. 미세조류는 녹조와 적조의 주요 원인으로 알려졌지만 클로렐라 같은 일부 미세조류는 바이오 연료로 사용되는 등 긍정적인 면도 있다.

미세조류는 빛을 이용해 성장하는 광합성 미생물로 지구상의 산소를 생산하는 역할을 한다. 미세조류는 빛과 물, 이산화탄소를 통해 광합성을 하고 산소와 당을 만든다. 이렇게 만들어진 당은 성장에 필요한 만큼만 사용한 후 남은 당으로 세포 내에 지질 또는 녹말의 형태로 축적한다. 

미세조류는 온난화의 주요 원인인 이산화탄소를 줄이는 데 기여할 수 있다. 미세조류 1톤당 약 2.83t의 이산화탄소를 흡수할 수 있다고 한다. 탄소 저감 시스템화로 미세조류를 활용하는 사업도 미래 전망이 밝으며 인류가 환경 위기에서 벗어날 수 있도록 많은 도움을 줄 수 있다.

바이오 연료로 활용되는 녹말을 많이 보유하고 있어서 미세조류를 통한 바이오 연료 생산기술이 주목받고 있다. 바이오 연료는 생물자원으로부터 얻는 천연연료다. 바이오 연료 중 가장 널리 알려진 바이오에탄올은 녹말 작물에서 포도당을 얻은 뒤 이를 발효시켜 만든다. 바이오에탄올은 생물학적으로 분해할 수 있을 뿐만 아니라 독성이 적어서 석유를 대체할 수 있는 청정에너지 자원으로 주목을 받고 있다.

바이오에탄올의 기본 원리는 포도주나 맥주 등 술을 빚는 것과 유사하다. 원료에 포함된 녹말을 포도당으로 전환한 뒤 효소와 함께 발효시켜 에탄올을 추출한다. 특히 미세조류는 발효할 수 있는 다당류를 많이 포함하고 있다.

화석연료와 달리 환경오염물질이 전혀 없고 식물로부터 연료를 얻기 때문에 언제든지 재생할 수 있다. 특히 일산화탄소와 같은 환경오염물질을 배출하는 휘발유와 달리 유해 물질을 전혀 배출하지 않아 미국, 일본, 독일, 브라질 등 세계 각국에서 차량용 대체 에너지로 각광받고 있다. 조류를 이용한 바이오 원유는 화석연료에 대한 잠재적인 재생 가능한 에너지로 연구 중이다. 조류는 빠르게 성장하고 바이오 석유로 전환할 수 있기 때문에 미래의 중요한 에너지원이 될 것이다.

미세조류의 장점에도 불구하고 배양을 통한 바이오 연료 생산 과정에서의 높은 생산원가가 사업화의 가장 큰 걸림돌로 꼽힌다. 2005년부터 2012년까지 미국의 많은 기업이 투자를 받아 미세조류 유래 바이오디젤 생산을 시도했지만, 대다수가 애초의 목표치를 달성하지 못했다. 미세조류 광합성 효율을 높이는 방안을 찾는다면 그만큼 관련 사업 전망도 밝아질 것으로 본다.