온실가스로 친환경 미생물 비료로 만든다
메탄 자화균을 미생물 비료로
환경 오염의 주범, 온실가스
2050 탄소중립은 무엇인가
[객원 에디터 4기 / 하민솔 기자] 최근 온실가스 중 하나인 메탄을 이용해 친환경 미생물 비료로 만들 수 있는 기술이 개발되었다.
현재 북극과 남극에 위치한 빙하가 비정상적으로 녹아내리고 홍수와 가뭄을 비롯하여 이상 기후, 태풍 등으로 인한 피해가 막심하다. 이런 기후변화와 지구 온난화로 세계 곳곳에서 혹독한 대가를 치르고 있으며 이들의 주원인은 바로 온실가스다.
온실가스는 지구의 대기 중에 가스 상태로 장기간 체류하며 태양에서 나오는 열을 흡수하거나 재방출하여 온실효과를 유발하는 물질이다. 교토의정서에 따라 감축해야 하는 여섯 가지 온실가스는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황 등이 있다.
이산화탄소는 에너지 사용, 화석연료의 연소 등으로 인해 배출되고, 메탄은 가축 사육, 음식물 쓰레기, 쓰레기 더미 등에서, 아산화질소는 석탄, 폐기물 소각 등에서 나온다. 또한, , 수소불화탄소는 에어컨 냉매 등에서 배출되고 과불화탄소는 반도체 세정제 등에서 배출된다. 육불화황은 전기제품과 변압기 등의 절연체로 사용된다.
온실가스의 문제는 체류기간이다. 이산화탄소는 최소 5년에서 200년이라는 긴 시간 동안 체류하며 육불화황은 무려 3,200년을 체류한다.
온실가스에 대한 다양한 해결책이 제시되고 있는 가운데, 최근 축산과 농사 과정에서 발생하는 온실가스인 메탄을 친환경 미생물 비료 플랫폼 기술을 통해 작물생산 촉진 호르몬으로 전환시킬 수 있는 기술이 개발되었다.
메탄은 매년 약 2000만 톤이 넘게 배출되며, 축산에서 약 800만 톤, 벼 재배에서 약 600만 톤이 발생한다고 한다. 메탄자화균은 상온, 상압 조건에서 유기사, 올레핀 및 알코올 등의 고부가가치 산물로 전환할 수 있는 미생물이다.
메탄자화균은 실제로 단백질 사료 등에 활용되고 있다. 경희대학교 이은열 교수팀은 메탄 바이오 전환에 유일하게 활용할 수 있는 미생물 메탄자화균의 대상 경로를 개량해 대기 중 메탄을 식물 성장을 돕는 호르몬으로 전화할 수 있도록 설계했다. 실험에서 대조군에 비해 메탄자화균이 포함된 미생물 비료를 처리한 새싹 신장률과 뿌리 신장률이 각 2배와 3.6배로 높아진 것으로 나타났다.
이 기술은 메탄 전환을 통해 토양의 탄소 순환을 제어하면서 동시에 메탄 수준을 줄이고 식물호르몬을 제공해 농업을 위한 새로운 기술로 발전할 수 있다. 또한 질소 비료를 대체하여 사용될 수 있다는 가능성을 보여주고 있다.
온실가스가 유발하는 온실효과가 기후변화 또는 지구온난화의 가장 큰 원인이다. 온실효과는 대기 중 온실가스에 의해 지구 표면 가까이 열이 갇히는 것을 뜻한다. 온실효과는 우리가 생산과 소비 활동을 하기 위해 온실가스를 배출하면서 생겨난다. 생산과 소비 활동을 하기 위해 산업화가 진행되면서 온실가스를 많이 배출하는 공장이나 자동차 등이 많이 생겨나고 있다. 또한 화석연료의 사용도 큰 문제 중 하나이다. 화석연료는 다양한 교통수단을 이용하기 반드시 필요하지만 화석연료 역시 각종 오염물질을 배출하고 대기 오염으로 이어진다.
이에 대해 세계 각국에서 온실가스를 줄이기 위한 노력이 계속되고 있다. 2016년에는 ‘파리기후변화협정 (Paris Climate Agreement)’이 탄생했는데, 이는 지구온난화가 지속되는 것을 막기 위해 온실가스를 줄이자는 전 지구적 합의안이며 해당 협약에서는 평균 온도 상승을 1.5도를 넘지 않도록 노력하는 것을 목표로 삼고 있다.
우리나라 역시 2020년 정부에서 ‘지속 가능한 녹색사회 실현을 위한 대한민국 2050 탄소중립 전략’이라는 보고서를 발표했다. 정부의 탄소중립 전략은 이러하다. 첫째, 깨끗하게 생산된 전기와 수소의 활용을 확대시킨다. 둘째, 에너지 효율의 혁신적인 향상이며 셋째, 탄소 제거 등 미래기술의 상용화이다. 넷째는 순환경제 확대로 산업의 지속가능성을 제고하며 다섯 번째는 탄소 흡수 수단을 강화시키는 것이다. 또한 정책에서는 온실 감소 감축 이행평가 기준과 생활 인프라의 녹색전환을 포함하고 있다. 이를 위해서 공공시설의 에너지 소비를 줄이고, 에너지를 자체 생산할 수 있도록 기반을 구축하고 있다.
