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ⓒ픽사베이


벌써 코로나19 사태가 시작된 지 1년이 넘었습니다. 이로 인해 비대면 주문이 많아지면서 버려지는 택배 상자도 급증하고 있죠. 라벨지와 테이프를 뜯고, 종이류로 배출하던 택배 상자. 이러한 택배 상자가 단순 재활용에서 더 나아가 바이오 디젤연료로 재탄생하게 되었습니다!

 

바이오디젤 연료란?
우리 주변의 쌀겨, 폐식용유, 유채꽃, 콩 등에서는 식물 기름을 추출할 수 있습니다. 바이오디젤 연료는 이 기름을 알코올에 반응시켜 경유와 유사한 성질의 물질로 가공한 후, 경유를 대체하거나 경유에 혼합해 디젤엔진에 사용할 수 있도록 만든 대체에너지입니다. 미세먼지와 온실가스의 주요 원인인 화석연료를 대체할 수 있는 친환경 연료로도 큰 주목을 받고 있습니다. 그러나 한계점이 하나 있는데요. 식물성 기름이나 폐식용유를 화학 처리해 생산하는 데 있어 화석연료만큼 원활한 원료 수급을 기대하기 어렵다는 것이죠.

이에 식량 작물 원료로부터 시선을 돌려 연간 약 1,000억t이 생산되는 ‘목질계 바이오매스’가 주목받기 시작했습니다. 목질계 바이오매스는 농사나 벌목 과정에서 부산물로 생성되며, 미생물 대사과정을 거치는 동안 친환경 수송용 연료로 전환할 수 있는데요. 경제적이며 지속 가능하다는 특징이 있어 바이오 디젤로 개발하려는 시도가 끊임없이 이뤄지고 있습니다.

택배상자로부터 얻는 목질계 바이오매스

ⓒ양은아 제작 (KIST 자료 활용)


그리고 최근, 국내 연구진이 농업부산물, 폐지, 택배 상자와 같은 목질계 바이오매스로부터 바이오 디젤 원료를 생산할 수 있는 새로운 미생물을 개발했습니다! 미생물이 어떻게 목질계 바이오매스를 디젤 원료로 만들 수 있을까요? 목질계 바이오매스에는 보통 약 65~70%의 포도당과 30~35%의 자일로스*로 구성된 당이 포함되어 있는데요. 미생물이 이 당 성분을 먹으면, 이후 대사 과정에서 바이오 디젤 원료를 생산할 수 있습니다. 그런데, 이 방법에도 하나의 한계가 있었는데요. 자연계에 존재하는 미생물들은 포도당을 먹고 디젤 원료를 만드는 데는 효과적이었지만 자일로스는 이용할 수 없던 것이죠.

*자일로스(Xylose): 목재나 짚 등에 함유되어, 목당이라고도 불리는 당 성분입니다.

ⓒ양은아 제작 (KIST 자료 활용)


국내연구진들은 이 한계를 극복하는 미생물을 개발하기 위해 노력했습니다. 그 결과, 이번에 개발된 신규 미생물은 포도당과 자일로스 모두를 효과적으로 이용해 디젤 원료로 만들 수 있답니다. 해결법은 바로 보조 효소 공급에 있었습니다. 미생물의 디젤 원료 생산과정에는 대사 작용을 돕는 보조 효소가 필수적이었으나, 대사경로에 문제가 생기면 공급에 차질이 있었습니다. 이에 특정 부위 DNA를 자르는 유전자 가위를 이용해 대사 경로를 재설계했고, 그중에서도 능력이 우수한 개체들을 선택해 재배양했습니다. 이로써 미생물의 진화 과정을 효과적으로 통제할 수 있었고 결과적으로 자일로스 이용능력도 향상되었죠. 목질계 바이오매스의 포도당과 자일로스를 모두 이용하게 된 미생물은 기존의 연구에 비해 2배 가까운 생산수율을 보여주기도 했답니다.

ⓒ양은아 제작 (KIST 자료 활용)


앞으로가 더 기대되는 바이오디젤
바이오디젤은 전세계 많은 국가가 재생연료 의무화 정책을 수립하고 있는 현재, 에너지 분야의 글로벌 트렌드로 손꼽히고 있습니다. 화석연료를 대체하는 바이오디젤 연료의 사용은 온실가스와 미세먼지 저감 효과를 가지며, 이를 통해 기후변화에도 효과적으로 대응하도록 도울 수 있습니다.

코로나19로 인해 산더미처럼 더욱더 쌓여만 가는 택배상자와 폐지, 한 해가 다르게 기후변화가 심각해지는 지금, 이렇게 많은 종이 쓰레기를 배출하는 것은 큰 걱정거리로 다가오는데요. 이렇게 버려지는 수많은 택배상자가 바이오 디젤 연료로 만들어질 수 있다니, 정말 기쁜 소식이죠? 앞으로도 꾸준할 것으로 예상되는 택배 수요만큼, 바이오디젤 연료 생산법도 꾸준히 발전하길 함께 응원해요!

 

 

 


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