[뉴 프런티어] 메탄, 바이오 연료로 자원화…경제성·친환경 '두 토끼' 잡는다

경희대 나노바이오공학연구실

매장량이 풍부한 셰일가스는 차세대 에너지원으로 주목받으면서 효율적인 채취 방법에 대한 연구개발이 꾸준히 이뤄졌다. 이 덕분에 기술 향상이 가속화해 가격 경쟁력도 높아졌다.

수년 전부터 기존 에너지시장을 이끌어온 석유를 대체할 만한 파급력과 중요성을 인정받으면서 ‘셰일혁명’을 이끌었다. 문제는 셰일가스의 주성분인 메탄이 지구 온난화의 주범으로 알려져 있다는 것이다.

‘양날의 칼’이 된 메탄을 인류에게 유리한 방향으로 활용할 수 있는 해법이 있다. 메탄을 먹고 자라는 균인 ‘메탄자화균’을 이용해 친환경 바이오연료 및 고부가가치 소재를 만들어내는 것이다. 대사공학적으로 개량된 미생물을 활용, 메탄을 바이오 연료나 바이오 소재로 전환하면 경제적 이득은 물론 지구 온난화 경감에도 도움이 된다.

이 같은 사실에 주목해 정부는 2015년 ‘C1 가스 리파이너리 사업단’을 출범, 메탄의 바이오전환 기술 개발에 나섰다. 경희대 나노바이오공학연구실(책임교수 이은열·사진)은 바이오 총괄을 담당하면서 메탄가스에서 친환경 바이오연료 및 고부가가치 소재 생합성 기술을 개발하는 데 착수했다.

연구실은 연구를 통해 학계에 보고되지 않은 새로운 균을 선별했다. 또 대사 특징을 분석, 응용해 세계 최고 수준의 메탄올 생산성을 확보했다. 기능성 화장품 및 항암제 소재에 활용되는 2차 대사산물을 합성하는 대사 경로까지 분석했다. 현재 가스 발효로 배양한 균체 자체를 동물·어류용 사료로 사용하는 연구도 진행 중이다.

이은열 교수는 “음식물 찌꺼기와 같은 유기물을 처리할 때 발생하는 바이오가스뿐 아니라 독도 부근에 대량 매장돼 있을 것으로 추정되는 메탄하이드레이트에도 적용할 수 있을 것으로 기대한다”며 “메탄의 생물학적 전환 기술의 활용 가능성은 무한하다”고 강조했다.

세계적으로 메탄의 바이오전환 기술에 대한 연구는 기초 단계에 머물러 있다. 관련 연구 정보가 매우 제한적이고 기반 기술 또한 부족하다.

요즘 들어 새로운 차세대 시퀀싱 기술과 바이오인포매틱스 기법을 이용한 멀티오믹스(Multi-OMICS) 분석 기술 등을 융합하면서 관련 연구가 활발히 진행 중이다. 연구실은 이 같은 흐름에 발 빠르게 대응하고 있다.

중국이나 일본, 유럽보다 한발 앞서 연구를 진행하고 있어 세계적 수준의 연구 결과를 확보할 것으로 기대된다. 이 교수는 “메탄의 바이오전환 기술은 ‘온실가스의 자원화’라는 새로운 패러다임을 제시하고, 화학산업 구조 개선과 국가 경제 발전에 기여하는 미래지향적 원천기술이 될 것”이라고 자신했다.

최승욱 미디어전략부장 swchoi@hankyung.com