[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.