3. ๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ(Microalgae)
๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ์ ๋ํด ์กฐ๊ธ๋ง ๋ ์ด์ผ๊ธฐํด ๋ณด๊ฒ ์ต๋๋ค.
1) ์์ฐ ๊ณผ์ (Production Cycle)
Algae ๋ฐฐ์์ ์ํด์๋ ๋ฌผ, ํ์, CO2 ์ด์ธ์ ์ง์, ์ธ, ์ ํฉ ๋ฑ ์์(nutrients)๊ฐ ํ์ํฉ๋๋ค.[1]
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋๋ ๋ฐฐ์์ด ๋๋ฉด, oil๊ณผ ๊ธฐํ ์์ฝ, ํํ, ์ฌ๋ฃ ๋ฑ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ค๋ฅธ ๊ณต๊ธ ์๋ฃ(feedstock)๋ก ๋ถ๋ฆฌ๋์ด ์ถ์ถ๋๋ ๊ณผ์ ์ ๊ฑฐ์น๊ฒ ๋ฉ๋๋ค.
2) ๋ฐฐ์
๋ฐฐ์์์ค์ ์ข ๋ฅ๋ ํฌ๊ฒ ์๋กํ ์ฐ๋ชป, ๊ด์๋ฌผ ๋ฐ์๊ธฐ, ๋ฐํจ ํฑํฌ๋ก ๋๋ ๋ณผ ์ ์์ต๋๋ค.
์๋กํ ์ฐ๋ชป(Pond)์ ๊ฐ๋ฐฉํ ๋ฐฐ์์์คํ ์ผ๋ก ๋จ๋ ๋๋ ๋ช ๊ฐ์ channel์ด ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์ํํ๋๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ฉ๋๋ค. ๊น์ด๋ 0.3m ์ ๋๋๋ฉฐ, Algae์ ์ฆ์ฐ์ ์ํด ๊ณต๊ธ๋๋ CO2๊ฐ ๋๊ธฐ ์ค์ผ๋ก ์์ค๋๋ฏ๋ก ๊ดํฉ์ฑ ํจ์จ์ด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ๋ค๋ ๋จ์ ์ด ์์ต๋๋ค.
๊ด์๋ฌผ๋ฐ์๊ธฐ(photobioreactor)๋ ์๋กํ ์ฐ๋ชป๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ํ์ํ ๋ฐฐ์์์คํ ์ ๋๋ค. Algae ๋ฐฐ์ง ์ ์ฅ๊ธฐ(medium reservoir)์ ๊ด์์ง๊ธฐ(solar collator)๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ฉฐ ํ์๊ด์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋๊ท๋ชจ scale up ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ ์๋ฉ๋๋ค.
๋ฐํจํฑํฌ(fermentation tank)๋ Plastic ๋๋ steel ์ฌ์ง์ tank์์ algae๋ฅผ ๋ฐฐ์ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋๋ค. ๊น์ด 2m ์ด์์ผ๋ก ์๋กํ ์ฐ๋ชป๋ณด๋ค ๊น์ต๋๋ค.
3) ์ถ์ถ
๋๋ ๋ฐฐ์๋ algae๋ dewatering์ผ๋ก algae์ ๋ฌผ์ ๋ถ๋ฆฌํ ํ ํฅ์ฐ(hexane)์ผ๋ก ๋ฐ์์ํค๋ ๊ณผ์ ์ ๊ฑฐ์ณ algae oil์ ์ถ์ถํ๊ฒ ๋ฉ๋๋ค.[2]
| ๊ณต์ | ๊ณต์ ๋ด์ฉ | ์ฌ์ฉ์ฅ๋น | ๋น๊ณ |
| ๋ถ๋ฆฌ | ๋ฐฐ์๊ธฐ์์ Algae์ ๋ฌผ์ ๋ถ๋ฆฌ | ํํฐ | . |
| ๊ฑด์กฐ | ๋ถ๋ฆฌ๋ Algae๋ฅผ ๊ฑด์กฐ๊ธฐ์์ ๊ฑด์กฐ | Dryer | ๋ฐ์ด์ค์ํ์ฌ ๊ณต์ ์ ๊ฑด์กฐ ํ ๋ณ๋์ ๊ณต์ ์ ์ํจ |
| ๋ฐ์ | Algae๋ฅผ ํฅ์ฐ๊ณผ ๋ฐ์์ํด | ์ ์ฅํฑํฌ | . |
| ๋ถ๋ฆฌ | ๋ฐ์๋ Algae์์ ํฅ์ฐ์ด ํฌํจ๋ oil๊ณผ algae cake๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌ | ์์ฌ๋ถ๋ฆฌ๊ธฐ | ์ค์ผ๊ณผ cake๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌํ๋ ๊ณผ์ ์ผ๋ก cake๋ ํฅ์ฐ ๋ถ๋ฆฌ๋ฅผ ์ํ ๊ณต์ ์ ๊ฐํจ |
| ์ฆ๋ฅ | Oil์์ ํฅ์ฐ์ ์ ๊ฑฐ | ์ฆ๋ฅ๊ธฐ | ํฅ์ฐ ์์ ์ ๊ฑฐ ๋ฐ ํฅ์ฐ ํ์ |
| ์ถ์ถ | ํฅ์ฐ์ ์ ๊ฑฐํ crude oil ์ถ์ถ | ์ ์ฅํฑํฌ | . |
์ด๋ฌํ ๊ณผ์ ์ ํตํ๊ฒ ๋๋ฉด Algae์์ ์ฝ 40%์ oil, 50%์ algae cake(์ฌ๋ฃ ๋ฑ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ) ๋ฐ 10% ๋ถ์๋ฌผ(loss)์ด ๋ฐ์ํ๊ฒ ๋ฉ๋๋ค.
4) ๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ vs ๊ณก๋ฌผ(Corn, soybean)
Algae ์์ฐ์ ์ํ land ํ์ ๋ฉด์ ์ bio ethanol ์์ฐ์ ์ํ corn ๋๋ soybean ์์ฐ ๋ฉด์ ๋๋น ํจ์ฌ ์ ์ต๋๋ค.
๋ฏธ๊ตญ์์ ์์ฐ ์ค์ธ bioenergy ์๋ฌผ์ ํ ์ง๋ฉด์ ๊ณผ ๋น๊ต[3]ํ๋ฉด ์๋์ ๊ฐ์ต๋๋ค.
| Crop | Total Land in Cultivation(㎢) | Alage Land Required(㎢) |
| Sugarcane | 227,250 | 22,700 |
| Oil palm | 138,547 | 9,896 |
| Maize | 1,580,300 | 26,338 |
| Rapeseed | 308,053 | 2,282 |
| Total | 2,254,150 | 61,216 |
| Total(%) | 100% | 2.7% |
๊ทธ ์ธ์ Corn ๋๋ soybean ๋ฑ ์ ๋ถ(starch)์์ oil์ ์์ฐํ๋ ๊ฒฝ์ฐ ํด๋น ๊ณก๋ฌผ๊ฐ๊ฒฉ์ ์์น์ ๋ฐ๋ฅธ ์์ต์ฑ์ด ์ ํ๋ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๊ธฐ์๋ฌธ์ ๊ฐ ์กด์ฌํ๋๋ฐ ์์์ผ๋ก ์ฐ๋ฃ๋ฅผ ๋ง๋ ๋ค๋ ์ค๋ฆฌ์ ๋ ผ๋์ด ๋ฐ์ํ ์ ์์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ์์ ์์ฐํ๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ด๋ฌํ ๋ ผ๋์์ ํ ๊ฑธ์ ๋ฒ์ด๋ ์ ์๋ค๋ ์ฅ์ ์ด ์์ต๋๋ค.
5) ๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ๋ฅผ ํ์ฉํ ๋ฐ์ด์ค ๋์ ค ๊ธฐ์ ์ ์์ฉํ
ํ์ง๋ง ์ค์ํ ๊ฒ์ ์์ฉํ ๊ฐ๋ฅ์ฌ๋ถ์ผ ๊ฒ๋๋ค. ๋ฏธ๊ตญ, ๋ ์ผ, ์ด์ค๋ผ์ ๋ฑ ์ธ๊ณ ๊ฐ๊ตญ์ ๊ธฐ์ ๋ค์์๋ ์ด๋ฏธ ์์ฉํ๋ฅผ ํ๊ณ ์์ต๋๋ค.
์์ฉํ ์๋ฅผ ๋ค๋ฉด, ๋ฏธ๊ตญ์ Algae ๊ธฐ์ ์ธ Solarzyme Inc.์์ bio diesel์ ์์ฐํ์ฌ ๋ฏธ๊ตญ ํด๊ตฐ์ 283,000โ์ ๋ฉํํ์๊ณ , ํญ๊ณต์ฌ์ธ United Airline์๋ ์ ์ฌ์ ํญ๊ณต์ (renewable jet fuel)์ 2014๋ ๋ถํฐ ๋งค๋ 20MN gallons(์ฝ 70,000MTs) ๋ฉํํ๊ธฐ๋ก ๊ณ์ฝ ์ฒด๊ฒฐ(non-binding)ํ์์ต๋๋ค.
๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ ๋ฐ์ด์ค๋งค์ค๊ฐ ํ์ฌ ์๊ท๋ชจ๋ก ์์ฐ๋๊ณ ์์ง๋ง 2030๋ ๊น์ง ์ ์ฒด ์๋์ง ๊ณต๊ธ์ 2.5%๋ฅผ ์ฐจ์งํ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋ฉ๋๋ค.
6) ์์ฉํ ๋ฌธ์ ์
๊ทธ๋ผ ์ด๋ ๊ฒ ์ข์ ๊ฑธ ์ ๋ณ๋ก ์ํ๋๊ฐ๋ผ๋ ์ง๋ฌธ์ ํ ์ ์์ต๋๋ค. ๊ฒฐ๊ตญ ๊ฐ๊ฒฉ๋ฌธ์ ์ ๋๋ค. ๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋ฐ์ด์ค ์ฐ๋ฃ๋ ํ์์ฐ๋ฃ ๋ณด๋ค ๊ฐ๊ฒฉ๊ฒฝ์๋ ฅ ์์ต๋๋ค.
๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋ฐ์ด์ค ๋์ ค ์์ฐ ๋น์ฉ์ USD 1.48~5.38/โ[4]์ธ๋ฐ, ํ๊ตญํด์์ฐ๊ตฌ์ ๊ธฐ์ ์ ๋น์ฉ์ 3,500์/โ์ ๋๋ค. 2013๋ ๊น์ง 2,000์ ์ดํ๋ก ์์ฐ๋จ๊ฐ๋ฅผ ๋ฎ์ถ๋ ๊ธฐ์ ๊ฐ๋ฐ์ ๋ชฉํ๋ก ํ๊ณ ์์ต๋๋ค.
์์ ๊ฐ USD 80/๋ฐฐ๋ด์ผ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ฐ์ด์ค ๋์ ค ์์ฐ ๋น์ฉ์ USD 0.55/โ๋ฅผ ๋์ผ๋ฉด ๊ฒฝ์ ์ ๊ด์ ์์ ์ฑ์ฐ์ฑ ์๋ค๊ณ ํฉ๋๋ค.
๊ฐ์ฅ ํจ์จ์ ์ธ ์์๋ ฅ์ ๋ฌผ๋ก ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ ํ์์ฐ๋ฃ ๋ณด๋ค ๋ฎ์ ์์ฐ์ฑ์ ํ์ฌ ๋ชจ๋ ๊ทธ๋ฆฐ ์๋์ง์ ๊ณตํต ๋ฌธ์ ์ ์ ๋๋ค.
7) ํ๊ตญ์์์ ๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ ์ฌ์
๋ค์ ์ค๋๋ ์๋ฃ์ด์ง๋ง ์ฐธ๊ณ ์ผ์ ํ๊ตญ์์์ ๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ ์ฌ์ ์ ์ดํด๋ณด๋ฉด ๋๋ต ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
์ ๋ถ๋ 1998๋ ๊ต์ก๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ถ์ 21์ธ๊ธฐ ํ๋ก ํฐ์ด ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ์ฌ์ ์ ์ผํ์ผ๋ก ์ง์์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌ ๋ฐ ์์ฐ ์ถ์งํ๊ณ ์์ต๋๋ค. 2011๋ ์ ์๋์ง ๋ฐ ์ฌ์์๋์ง ๊ฐ๋ฐ•์ด์ฉ•๋ณด๊ธ ์ด์ง๋ฒ ์ ์ ์ผ๋ก ์ง์๊ฒฝ์ ๋ถ์์ ์ง์์ ํ๊ณ ์์ต๋๋ค. ๋ํ 2011๋ ํด์ธ์์๊ฐ๋ฐ์ฌ์ ๋ฒ ๊ฐ์ ์ ๋ฐ๋ผ ๋์ ์์์ algae bio diesel์ด ์ถ๊ฐ๋์ด ๋ฌด์ญ๋ณดํ๊ณต์ฌ์ ํด์ธ์์ํ๋๋ณดํ ๋์์ด ๋์์ต๋๋ค.
๊ณต๊ณต๊ธฐ๊ด์์๋ ํ๊ตญํด์์ฐ๊ตฌ์, ์๋์ง๊ฒฝ์ ์ฐ๊ตฌ์, ํ๊ตญ์๋ช ๊ณตํ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฑ์์ algae ์์ฐ ๋ฐ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์งํ ์ค ์ ๋๋ค. KAIST, ์ธํ๋ํ๊ต, ๊ฒฝ๋ถ๋ํ๊ต ๋ฑ์์ pond์ algae ๋ฐฐ์ ์ค์ด๋ผ๊ณ ํฉ๋๋ค.
๊ธฐ์ ๋ค ์ค์๋ TAC, ๊ทธ๋ฆฐ์๋์ง์ฝ๋ฆฌ์, NLP ๋ฑ์์ algae ๋ฐฐ์ ๋ฐ ์ฐ๊ตฌ ์ค์ ๋๋ค. 2011.11์ ๋จ๋ถ๋ฐ์ ์์ NLP์ ๊ณต๋์ผ๋ก algae ๋ฐฐ์ ์ค์ฆ์ฐ๊ตฌ๋จ์ง ์ค๊ณต์ ๊ฐ์ตํ์์ต๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์์๋ 2015๋ ์ค๊ณต์์ ์ธ ์ผ์ฒํ๋ ฅ๋ฐ์ ์์์ ๋ฐฐ์ถ๋๋ CO2๋ฅผ ์ ์ํ์ํฌ ์์ ์ด๋ผ๊ณ ํฉ๋๋ค.
==========
[1] The Promise and Challenge of Algae asRenewable Sources of Biofuels, U.S. Department of Energy, 2010.09.08
[2] ‘๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ ๋ฐ์ด์ค๋์ ค ๋ฐ์ ์ ํน๋ณ์์ฐํ๋,’ ๋จ์์, 2011.12์; TAC ์ธ์ฉ
[3] The Promise and Challenge of Algae asRenewable Sources of Biofuels, U.S. Department of Energy, 2010.09.08; FAO 2007 data ์ธ์ฉ
[4] [์ฐพ์๋ผ, ์๋์ง ๋ธ๋ฃจ์ค์ ] ํด์กฐ๋ฅ•๋ฏธ์ธ์กฐ๋ฅ๋ '๋ฐ์ด์ค ์ฐ๋ฃ์ ๅฏถๅบซ,' ํ๊ตญ์ผ๋ณด, 2011.04.25; ํ๊ตญ์๋์ง๊ธฐ์ ์ฐ๊ตฌ์ ์ธ์ฉ