바이오매스, 고마운 재생에너지

 

우리가 따뜻한 실내에서 편안한 잠자리에 들 수 있는 데에 석탄과 석유의 도움이 큰데요. 하지만 이런 석탄과 석유가 없던 옛날에는 어땠을까요? 산에서 베어온 나무와 바닥에 떨어진 낙엽들을 모아 태운 것이 그것들을 대체했답니다.

 

바로 이러한 원리가 ‘바이오매스’라는 재생에너지를 새로이 주목받게 했습니다. 바이오매스는 자연에서 얻어진 에너지로 사용 가능한 모든 식물, 미생물 등의 생물체를 말하는데요. 난방뿐 아니라 전기에서 자동차 연료로까지 사용되는 바이오매스. 화석 연료를 대신하기에 더없이 좋은 에너지원이랍니다.

 

 

재생에너지 바이오메스?

 

 

바이오매스란 앞에서 설명한 것처럼 생물체로부터 유래한 유기물을 의미합니다. 여기에는 동식물과 미생물, 그와 관련된 부산물 및 폐기물 등을 포함하는데요. 바이오매스를 열분해 시키거나 발효시키면 천연가스의 주성분인 메테인, 에탄올, 수소 등의 에너지를 얻을 수 있답니다. 이는 석유를 대체할 훌륭한 재생에너지원입니다.

 

 

화석 연료 VS 바이오매스

 

자연에서 얻어진 유기물로 석유나 석탄의 역할을 대신할 수 있는 바이오매스. 그렇다면 바이오매스만의 특별한 무엇이 있는 걸까요? 석유를 굳이 대체할 필요가 있을까요? 이 궁금증에 대한 해결을 뒤이어 제시하겠습니다.

 

화석 연료의 유한성

 

 

화석 연료는 현재 우리 생활에서 뗄 수 없는 에너지원 중의 하나입니다. 가정에서건 학교, 회사에서건 우리는 화석 연료의 도움 없이 이동을 하거나 편히 쉴 수가 없습니다. 이는 인구의 증가와 산업화에 따라 그 쓰임이 더욱 커졌지요.

 

하지만 화석 연료는 그 양이 한정되어 있어 언젠가는 고갈되고 맙니다. 연료가 다 떨어질 때를 생각하지 않은 채 무분별하게 사용하는 것에 대해 이제는 조치가 필요합니다.

 

바이오매스의 지속가능성

 

 

이런 문제점들을 보완해줄 수 있는 것이 바로 바이오매스입니다. 바이오매스는 생물체로부터 에너지를 얻어오기 때문에 생물체의 생장이나 재배를 통한 지속적인 생성이 가능합니다. 즉, 고갈의 염려가 없는 지속 가능한 에너지인 것입니다.

 

화석 연료의 이산화탄소 발생

 

 

한 편, 화석 연료는 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 다량 발생시키는데요. 자연에서의 1도 상승은 북극의 얼음을 반년 만에 녹아내리게 하는 엄청난 파급력을 가집니다. 이외에도 기상이변과 사막화, 멸종 생물 종의 증가 등의 피해를 야기한답니다.

 

바이오매스의 광합성 작용

 

 

반면 바이오매스는 생성 단계에서 광합성을 하므로 이산화탄소를 감소시킵니다. 이는 지구 상의 이산화탄소의 농도를 낮추는데 기여하여 지구 온난화의 문제까지도 해결해주는데요. 단순히 연료 사용량을 줄이는 것과는 차별화된 효과를 가져옵니다.

 

뿐만 아니라 화석 연료 이외에 석유 기반의 화학 소재(합성섬유, 산업용 플라스틱, 식품 첨가물 등)를 대체할 수도 있어 바이오매스를 차세대 에너지로 주목하고 있답니다.

 

진화를 거듭하는 바이오매스

 

바이오매스는 동식물과 미생물로부터 유래한 유기물이기 때문에 그 종류 또한 상당합니다. 예컨대 옥수수에서부터 해바라기, 음식물 등 모두 에너지원으로 전환이 가능한데요. 이러한 바이오매스는 각각의 장단점을 보완하며 1, 2, 3 세대로 진화하고 있습니다.

 

1세대, 곡물과 식물유

 

 

바이오매스의 1세대는 옥수수, 사탕수수와 같은 곡물과 식물유입니다. 이 바이오매스는 연료를 연소시킬 때 발생하는 이산화탄소가 다시 광합성 과정을 통해 바이오매스를 생산하는데 사용되기 때문에 환경오염을 일으키지 않습니다. 그리고 공정이 비교적 간단한데다가 생산비용이 저렴합니다.

그러나 이를 경작하는 사람이 많아지면 삼림을 훼손시켜 오히려 탄소 배출량을 증가시키고, 곡물의 수가 줄어드는 만큼 곡물가격의 폭등 문제로 이어집니다. 또한, 한정된 경작지로 인해 1세대 바이오매스를 얻기 위해서는 경작지를 확대해야만 합니다.

 

2세대, 폐목재와 식물 줄기 등의 목질계

 

 

바이오매스의 2세대는 목질계입니다. 이 바이오매스는 비식용 작물과 재활용 원료를 이용하므로 1세대 바이오매스의 식량 문제에서 자유롭습니다. 따라서 미래에 휘발유를 대체할 수 있는 수송연료로 인정받고 있지요.

그러나 생성과정에서 꽤 복잡한 과정을 거쳐야 하기 때문에 아직은 효율성이 떨어지는 단점을 가집니다. 1세대에서 안고 있던 경작지 한계의 문제점도 해결하지 못하죠. 활용의 다양성이 주는 장점 이전에 가격 경쟁력의 부족으로 아직은 상업화되기에 어려움이 있답니다.

 

3세대, 해조류

 

 

바이오매스의 3세대는 해조류입니다. 최근에는 이러한 3세대를 이용한 바이오 에너지 생산방법이 유용한 대체 에너지원으로 떠오르고 있는데요. 김, 다시마 등 바다에 서식하는 대형 해조류는 2세대에서 거치는 처리 공정이 생략되어 효율적입니다. 또한 성장 속도뿐만 아니라 이산화탄소의 흡수율도 높아, 단위 면적당 생산할 수 있는 바이오연료의 양이 기존의 바이오매스에 비해 훨씬 높습니다.

 

삼면이 바다인 우리나라에서는 그 활용 가치와 잠재력이 더욱 커 상용화를 위해 많은 연구를 진행 중인데요. 그러나 아직까지 미세조류를 이용한 바이오 디젤 생산 공정의 단가가 석유 기반 디젤 공정에 비해 높기 때문에 상용화까지는 아직 어려움이 있는 상황입니다.

 

지금까지 친환경 재생에너지인 바이오매스에 대해 알아보았습니다. 이산화탄소 배출이 적고 미래의 새로운 자원이자 지구를 살리는 바이오매스! 아직까지는 각 세대에 가지고 있는 단점으로 인해 완벽한 대체 에너지원으로 자리 잡지 못하는 것이 사실입니다. 그러나 점차적으로 발전하는 바이오매스에 따라 석유와 도시가스처럼 널리 사용되는 날이 반드시 오겠죠? 그럼, 바이오 매스로 더욱 건강해지는 지구를 기대하며 포스팅을 마칩니다.