대체 에너지로 부상하는 속성 성장 나무

▒ 美 퍼듀대학, 6년 안에 27m까지 아주 빨리 자라며 휴경지에서 작물처럼 재배할 수 있는 나무를 개발 중   이 속성 나무는 증가하는 환경문제를 해결하고, 고갈되는 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지 자원으로서 연구결과가 주목된다.    연구진은 수송연료를 대체할 수 있는 물질을 쉽고 값싸게 생산할 수 있는 나무를 만들고 있다. 대체연료로 각광을 받는 에탄올을 제조하기에 필요한 물질은 셀룰로오스이지만, 나무의 세포벽을 구성하는 리그닌이 셀룰로오스의 추출을 방해한다. 따라서 미국 에너지성의 바이오 환경연구부는 리그닌의 변형 방법 및 변형에 따른 나무의 특성 영향 등을 검토하도록 14만 달러를 지원하고 있다.    에너지성의 전체 목표는 수송용으로 사용되고 있는 화석연료의 30 %를 2030년까지 바이오매스를 기반으로 생산되는 대체 연료로 전환시키는 것이다. 현재 수송 연료로 사용되는 에탄올은 1,400억 갤런 중에 3 %도 안되는 40억 갤런(2005년 기준)이다. 그런데 미국에서 생산되는 전체 옥수수의 13 %가 에탄올 생산을 위해 사용되었다. 만약 미국의 인디애나주가 옥수수 기반 에탄올 생산만을 지원한다면 미국은 옥수수를 수입해야 할 것이라고 전문가들은 말하고 있다.     따라서 옥수수는 화석연료 문제를 해결하는 대체 방법 중 하나에 불과하기 때문에 특정 재배 지역에 잘 적응하고 바이오 연료로서 적합한 생산성이 높은 새로운 식물종이 필요하다고 연구진은 강조하고 있다. 그래서 연구진은 유력한 대체 자원으로 인식되고 있는 교잡종 미루나무를 유전적으로 변형시켜 셀룰오로스가 발효되어 리그닌이 당으로 분해되는 것을 방해하지 못하게 하여 최종적으로 에탄올 생산을 용이하게 만드는 연구를 진행하고 있다.   리그닌 성분을 변화시키거나 세포벽에서의 양을 줄여주면 효소가 접근하기 쉬워지면서 셀룰로오스를 당으로 보다 효율적으로 분해할 수 있다. 그리고 현재 목재에서 나오는 물질 중에 리그닌이 25 %를 차지하고 있는데, 리그닌이 에탄올 생산에 필요한 에너지를 생산하는데 이용되고, 다른 대체 연료로 전환되지 못했던 점을 극복하고 연료나 다른 물질로 사용될 수 있을 것이라고 연구진은 밝히고 있다. 그리고 미루나무의 유전적 변형이 식물의 세포벽을 어떻게 변화시켰는지를 연구하면서 변형된 수목이 야생 수목에 전파되지 않도록 불임화시키는 방법도 연구하고 있다고 밝혔다.   연구진에 따르면, 바이오 연료의 기반으로서 미루나무 교잡종 및 유사 수목을 사용하는 것은 환경, 농민, 경제에 다수의 이점이 있다. 옥수수에 비하면 미루나무는 관리를 위해 매년 농약을 칠 필요가 없고, 토지를 단단하게 관리할 필요도 없어 유지비용이 적게 드는 작물이다. 더욱이 농지보다는 포플러 식재지에서 야생동물의 다양성은 훨씬 더 커질 수 있다. 전문가들은 미루나무를 일반 작물처럼 열을 지어 심을 것을 제안하고 있으며. 미국의 에너지성과 농림성은 황무지 또는 휴경지로 분류된 수천만 에이커에 이 나무들을 심을 수 있다.  또한 미루나무 속은 약 30 종인데 플로리다와 같은 아열대에서부터 알래스카, 북캐나다, 유럽 같은 아한대 지역까지 다양한 기후대에서 자랄 수 있다. 이에 비해 옥수수는 단지 일부 지역에서, 비교적 짧은 기간동안만 재배된다.   현재 미국으로서는 연중 생산이 가능한 바이오 에너지의 필요성을 강하게 느끼고 있으며, 이러한 위기 의식을 바탕으로 많은 지역에서 연중으로 자랄 수 있는 잠재 연료원 작물로서 면적당 생산량이 증가되고 톤당 에탄올 생산량이 확대된 작물을 찾고 있다. 연구진은 현재 상태에서 교잡 미루나무를 사용하면 목재의 톤당 70 갤론의 연료를 생산할 수 있을 것이라 예상하고 있으며, 대략 10 톤의 미루나무가 매년 생산될 수 있는데 이는 700 갤론의 에탄올 생산으로 연결될 수 있다. 현재 매년 에이커당 4.5 톤이 생산되는 옥수수를 이용해 400 갤론의 에탄올을 생산할 수 있다. 그런데 리그닌 성분을 변화시키면 연간 수율을 에이커 당 1,000 갤론으로 올릴 수 있다는 장점이 있으며, 휴경지 1억1천1백만 에이커에 심는다면 매년 미국에서 소비되고 있는 수송 연료의 80 %를 대체할 수 있다.   수송용 연료로 사용되는 화석 연료를 대체하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있으며, 그중 저렴하고 기존의 수송연료와 혼합하여 사용할 수 있는 바이오 연료(바이오 디젤, 바이오 에탄올 등)들에 대한 연구가 전세계에서 활발히 진행되고 있다. 그러나 바이오 물질들은 연중 생산이 어렵고 생산 및 운반 비용이 기존의 연료에 비해 상대적으로 높기 때문에 대량으로 활용하기에는 아직도 많은 시간이 필요할 것으로 인식되어 왔다. 그러나 미루나무 교잡종과같이 재배 기간이 짧고, 에너지 밀도가 높으며, 관리 비용이 거의 들지 않는 에너지 작물이 개발된다면 빠른 시일내에 화석 연료를 대량으로 대체할 수 있을 것으로 예상된다. 특히 전국토의 70 %가 산림지대인 우리나라에서는 속성 나무 생산을 통한 대체 연료 생산이 더욱 유리할 수 있을 것이다. Source: New Energy Report <출처> Techno Leaders' Digest(TLD)