전북대학교 한지훈 교수팀(화학공학부 에너지공정공학연구실)이‘바이오리파이너리 기술’에 대한 통합평가 기법을 제시하는 연구 성과를 발표해 세계 학계 주목을 받고 있다.

이 연구는 바이오리파이너리 기술의 지속가능성을 초기에 정확하게 평가해 이 산업에 대한 불확실성을 없애 바이오산업 생태계 구축을 위한 정책 입안 등에 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다.

이러한 연구의 우수성을 인정받아 에너지 및 환경 분야의 저명 학술지인 ‘에너지&인바이러멘탈 사이언스 (Energy & Environmental Science, IF=33.250)’ 최신호에 표지 논문으로 게재됐다. 이 저널은 피인용지수 기준으로 자연 공학 계열 최고 학술지인 네이처, 사이언스, 셀(IF:36~43) 등에 버금가는 세계 최고 수준이다.

다수의 제품을 동시에 생산하는 바이오리파이너리 공정은 제품의 다양성, 기술의 복잡성 등을 수반하며, 이는 타당성 평가 시 신뢰도를 낮추는 주요 원인이 된다.

따라서 이번 연구에서는 3가지 기존 타당성 평가 연구(기술경제성 평가, 전주기환경성 평가, 불확실성 평가) 기법을 연계시킨 통합평가 기법을 개발해 10가지 실사례에 적용했다.

연구팀은 대표적 목질계 바이오매스인 옥수수 줄기(corn stover)로부터 수송 연료인 에탄올과 다양한 화학제품(아디프산(adipic acid), 카프로락탐(caprolactam), 펜탄디올(pentanediol), 무수프탈산(phthalic anhydride), 푸란디카르복시산(furandicarboxylic acid))을 동시에 생산하는 바이오리파이너리 공정의 전 주기에 대해 경제성(economic potential)과 온실가스 감축(mitigation potential)을 정량화 했다.

또한 최종적으로 경제환경성을 모두 고려한 경제·환경적 잠재력(economic mitigation potential)을 추정하고 불확실성의 반영을 통해 개별 사례에서 개발된 바이오연료의 화석연료에 대한 대체 가능성을 평가했다.

이번 연구에서 제안된 10개의 실사례 중 에탄올 및 푸란디카르복시산(furandicarboxylic acid)를 동시에 생산할 때 최적의 결과가 얻어진다는 것을 확인했다고 연구진은 밝혔다.

또한 병목점 평가를 통해 향후 바이오리파이너리 기술의 타당성 확보를 위해서는 공정의 스케일을 증가시킴과 동시에 수율을 향상시킬 수 있는 전환기술의 개발이 요구된다는 점도 제시했다.

한지훈 교수는 “이번 연구는 향후 온실가스 저감을 위한 주요기술로서 주목받고 있는 바이오리파이너리 공정의 개발, 의사결정 및 정책결정의 주요 근거가 되는 타당성 평가 결과의 신뢰도 문제를 해결하기 위한 돌파구를 마련한다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “향후 바이오리파이너리 공정 이외에 유사 분야인 미활용 탄소원 자원화 기술의 실용화를 앞당기는데도 크게 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

/장은성 기자