[신재생에너지] ⑧ 바이오 에탄올의 원리

 

재생 가능한 에너지, '바이오 에너지'란 무엇일까요? '바이오 에너지'는 생명을 의미 하는 ‘BIO’와 ‘ENERGY’가 결합된 말로, 앞서 소개해드렸던 태양, 풍력, 해양 에너지와는 상당한 차이점을 가지고 있습니다. '바이오 에너지'는 말 그대로 살아 있는 생물을 활용하여 만든 에너지입니다. 녹색 식물을 이용한 바이오 에너지! 오늘은 '바이오 에너지'의 생성 원리와 장단점에 대해서 알아보도록 할까요?

바이오 에너지는 크게 '바이오 에탄올'과 '바이오 디젤'로 나눌 수 있습니다. 오늘은 먼저 '바이오 에탄올'에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 바이오 에탄올은 곡물에서 당(糖)을 추출해서 만듭니다. 사탕수수, 밀, 옥수수, 감자, 보리, 고구마 등 녹말이 함유된 작물들을 이용하는 것이 대표적입니다. 이밖에도 관목으로 사용하는 카사바나 농경지에서 흔히 볼 수 있는 볏짚에서도 바이오 에탄올을 생성할 수 있다고 합니다.

곡물에서 추출하는 당(糖)이란 일반적으로 우리에게 잘 알려진 포도당을 의미합니다. 산소가 없는 상태에서 포도당을 미생물로 발효하여 에탄올을 얻습니다. 술을 만드는 과정을 생각하면 보다 이해하기가 쉬운 데요. 실제로 포도주나 양조 맥주 발효 과정을 떠올려보면 그 과정이 유사합니다. 발효 과정을 거쳐 알코올을 생성하고, 술을 만들 듯이 에탄올을 생성하는 것입니다.

발효 후에는 술과 마찬가지로 에탄올이 물에 섞인 수용액 형태가 됩니다. 농도는 25% 내외라고 하는데요. 도수로 비교를 해보면 소주보다는 높고, 양주보다는 낮은 편입니다. 마시면 안되겠지만 말이죠^^

25%의 에탄올 수용액을 바이오 에너지, 즉 바이오 에탄올로 활용하려면 나머지 75%정도의 수분을 제거해야 합니다. 증류가 필요한데요. 높은 온도로 가열해서 증류를 거치면 에탄올 농도를 96%까지 높일 수 있습니다. 그렇다면 농축한 증류 에탄올을 자동차의 연료로 곧바로 사용해도 될까요? 정답은 ‘예’입니다만, 일반적으로는 원유에서 생산한 휘발유의 옥탄값을 증가시키는 첨가제로 사용하고 있습니다. 

 

앞서 소개하여드렸 듯 바이오 에탄올은 재생 가능한 에너지입니다. 그만큼 앞으로의 전망도 밝은 편이지요. 사탕수수가 많이 생산되는 브라질에서는 차량의 70% 정도가 바이오 에탄올을 연료 첨가제로 사용할 정도라고 합니다. 하지만 사탕수수의 생산 원가가 비싼 나라에서는 아직 꿈 같은 이야기입니다.

그럼에도 불구하고 바이오 에탄올을 첨가하면 휘발유만 사용할 때보다 일산화탄소 배출량이 줄어듭니다. 대한민국에 맞는 바이오 에탄올 작물을 찾아내고 에탄올 발효, 증류하는 과정에서 소모되는 에너지의 양을 줄일 필요가 있습니다. 이어지는 다음 9화에서는 바이오 디젤에 대해 알아보고, 바이오 에너지를 사용하기 위해 개선해야 할 부분들에 대해 짚어보도록 하겠습니다.

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