식물, 동물, 미생물 등의 유기 생물체
사용 후 소멸 화석 연료와 달리 바이오매스 자연에서 손쉽게 구해
[에너지단열경제]정두수 기자
자연에서 얻어지는 에너지로 사용할 수 있는 모든 종류의 식물, 동물, 미생물 등의 유기 생물체로 바이오에너지의 에너지원을 뜻한다.
생물연료라고도 불리는 화학적 에너지다.
단위 시간 및 공간 안에 존재하는 특정 생물체의 중량 이나 에너지량을 의미하기도 한다.
바이오매스를 가장 손쉽게 활용하는 방법은 직접 태우는 것이다.
바이오매스를 가공하여 바이오 연료로 만들면 훨씬 더 폭넓은 이용이 가능하다.
특히 미생물을 이용하면 메탄올, 에탄올, 바이오 디젤유 등의 액체 연료와 수소, 메탄 같은 기체 연료를 만들 수 있다.
바이오매스는 에너지 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 차세대 에너지원으로 손꼽히고 있다. 재생과 재활용이 모두 가능하며 친환경적이고 언제 어느 곳에서나 쉽게 얻을 수 있다는 이점이 있다.
화석 연료는 한 번 사용하면 소멸되지만 바이오매스는 식물을 기르면 다시 얻을 수 있는 등 자연에서 손쉽게 구할 수 있다.
화석과는 달리 연소할 때 오염물질도 배출되지 않는다.
바이오매스인 죽은 나무나 나뭇잎 등을 태울 때 생기는 이산화탄소는 식물이 썩을 때 나오는 양과 크게 차이가 없는 것으로 알려지고 있다.
일반 목재, 건설자재 폐기물, 농작물, 음식물 쓰레기, 폐식용유 및 가축의 분뇨를 사용한 가스 등 다양한 원료를 사용할 수 있다는 점은 최대 장점이다.
도시 쓰레기, 도시 배설물, 수산계 바이오매스 등의 이용도 연구되고 있다.
하지만 경제성이 높지 않고 2차 가공이 필요해 보편적으로 활용되고 있지는 않다.
바이오 에너지를 생산할 때 넓은 면적의 토지가 필요하며, 지속적으로 한 종류의 생물체만을 이용하여 에너지를 생산할 경우 생물의 다양성을 파괴할 수 있다는 점은 최대 단점이다.
바이오 작물을 키울 때 농약이나 제초제를 사용하여 동물의 서식지를 파괴할 우려도 있다.
현재 바이오매스 가운데 대표적인 것은 알코올과 바이오가스다.
사탕수수나 옥수수와 같은 식물들의 녹말을 발효시키면 알코올을 얻을 수 있다.
이 알코올은 자동차의 연료로 사용할 수 있으며 이 알코올과 가솔린을 혼합하여 만든 가솔린은 자동차 연료나 화합 공업용 원료가 된다.
실제로 브라질에서는 사탕수수에서 추출한 알코올을 자동차 연료로 사용하는 연구에 성공한 바 있다.
식물체나 동물체가 진공상태에서 썩으면 성분의 66%가 메탄으로 전환된다.
이 과정을 무기호흡이라고 하며 이렇게 만들어진 메탄 즉 바이오가스는 가정에서 조리용, 난방용, 조명용 연료로 사용할 수 있다.
바이오매스로부터 얻어지는 에너지는 용도나 형태에 따라 바이오가스, 바이오 에탄올, 바이오디젤, 메탄올, 수소 등으로 분류할 수 있다.
이는 난방의 원료나 자동차의 연료 등으로 이용 가능하다.
화석 연료의 고갈과 원자력의 낮은 안정성 및 높은 비용 등의 문제를 해결할 수 있는 대체 에너지 중 하나로 평가받고 있다.
바이오매스의 종류는 다양하다.
곡물과 식물, 폐목재, 식물 줄기와 같은 목질계, 해조류, 동물의 분뇨나 음식물 쓰레기, 유기성 폐수 등이 있다.
이를 열분해하거나 발효하는 과정을 거쳐 바이오 에너지로 채취한다.
퇴비나 사료, 각종 플라스틱과 같은 제품으로 전환하여 사용할 수도 있다.
목질계 바이오매스는 탄소중립 에너지원이라고도 불리는데 일생 동안 광합성을 통해 대기 중의 탄소를 흡수하고, 벌채된 뒤 연료로 연소되며 다시 탄소를 배출한다.
한편 식물로부터 전기를 얻을 수 잇는 연구가 상당히 진행되고 있다.
다크틸 대학에서는 식물의 광합성 과정에 관여하여 당분을 만드는 데 사용되는 전자를 끌어오는 데 성공했다.
광합성을 하는 동안 태양광은 식물 내부에서 물을 산소와 수소 분자로 분리시킨다.
이때 전자가 생성되는데, 여기서 생성된 전자는 식물이 당분을 생산하는 것에 사용된다.
틸라코이드라 불리는 물질은 태양광을 모으고 에너지를 저장하는 역할을 한다.
[저작권자ⓒ 에너지단열경제. 무단전재-재배포 금지]
