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바이오매스의 열적-기계적 전처리 공정

전문가 제언: ○ 근년 화석연료 자원의 고갈 우려와 함께 화석연료의 과다 사용에 따른 지구온난화가 급속하게 진행됨에 따라 화석연료를 대체하기 위한 바이오매스 자원을 활용한 바이오연료의 생산에 대한 기대가 커지고 있다. 향후 에너지 및 연료의 상당 부분이 자연자원에 의존하겠지만 자연 에너지 중에서도 바이오에탄올과 같은 바이오연료는 어느 정도의 양적 규모를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 환경부하가 적기 때문에 점점 더 중요하게 될 것으로 판단된다.

○ 이 발명(WO 2011/044282 A2)은 목질섬유소 바이오매스에 함유된 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스를 단당류로의 전환을 촉진하기 위한 수단으로서 바이오매스를 열 반응처리와 기계적 처리를 병용함으로써 산이나 알칼리를 거의 사용하지 않는 환경친화적인 전처리 방법을 제공한다. 열 반응처리 단계에서는 가압된 열 반응기에 투입된 바이오매스를 증기폭발(steam explosion)에 의해 처리한 다음 다단계 영역의 컴파운더(compounder)를 통해서 물리적으로 일정 크기로 분쇄함으로써 효소 가수분해 및 발효공정에 효율성 있는 최적조건 상태의 바이오매스를 얻는 것이 가능하다.

○ 그러나 목질계 바이오매스를 이용한 바이오연료로의 전환에는 필연적으로 리그닌 제거공정 등에 많은 양의 화석연료가 사용되기 때문에 이산화탄소 배출량 삭감의 의미가 없다고 지적되고 있다. 따라서 바이오연료가 화석연료를 대체하기 위해서는 간단한 과정에 의해 효율적으로 바이오연료로 전환할 수 있는 바이오매스 자원의 탐색이 필연적이다.

○ 특히, 경작지 면적이나 목질섬유소 바이오매스 자원이 부족한 우리나라의 경우는 무엇보다도 바이오연료 생산용 원료의 다변화가 절실하다. 해조류는 생장성이 우수하고, 에너지 전환율이 매우 높아 기존의 당질계 원료보다도 경제성이 크다. 현재 해양연구원, 부경대학교, 생산기술연구원 등 학계 및 연구소에서 미세조류 생리 및 생화학적 연구가 꾸준히 연구되어 왔다. 이러한 기반을 바탕으로 우리나라의 3면이 바다인 지형적 조건을 이용한 해조류 바이오연료 개발이 오히려 유리할 것으로 판단된다.

저자: KL Energy Corporation
자료유형: 특허정보