미세조류 기반 이산화탄소 생물전환 기술 석탄화력발전 현장 적용 실증 착수
태안화력발전소에 미세조류 적용 5톤 규모 이산화탄소 생물전환 플랜트 준공

▲ 왼쪽부터 우보엔지니어링 안계현 대표, 태안 2발전 박현철 발전처장, 태안 기술지원 박상용 처장,
태안발전 권유환 본부장, 서부발전기술본부 김경재 본부장, KCRC 센터 박상도 센터장, 한국에너지기술연구원 서용석 부원장,
한국에너지기술연구원 류호정 본부장, 고려대학교 심상준 교수, 한국에너지기술연구원 유정균 박사 

공과대학 화공생명공학과 심상준 교수 연구팀은 5월 14일(화) 오후 2시 한국서부발전 태안발전본부에서 ‘이산화탄소 포집 및 전환(CCU) 실증 플랜트 준공식’을 가졌다.

이날 준공식에는 심상준 교수를 비롯해 코오롱에코원 이수영 대표, 한국이산화탄소포집및처리연구개발센터(KCRC) 박상도 센터장, 서부발전 김경재 기술본부장, 한국에너지기술연구원 서용석 부원장 등 관계자들이 참석했다.

이번에 준공된 플랜트는 ‘Korea CCS 2020사업’을 통해 확보된 미세조류 기반 이산화탄소 생물전환 기술에 대한 현장 적용 검증 및 경제성 평가를 위해 지난 해 11월 착공하여 약 6개월 동안 건설 및 시운전을 완료했다.

[ Korea CCS 2020 사업 개요 ]
◇ 국가CCS종합추진계획상의 과기부 미션이행을 위해 '20년까지 $30/톤-CO2 이하의 원천기술 개발을 목표로 혁신적 포집, 저장, 전환기술 개발 사업
◇ (사업기간/예산) ‘11.11～‘20.5(8년 7개월) / 1,727억
◇ (사업책임자) 한국이산화탄소포집및처리연구개발센터 박상도
◇ (과제수 및 참여기관) ‘19년 기준 31개 세부과제 / 에너지연, 화학연, KIST, 지자연, 카이스트, 서강대, 고려대 등 37개 기관에서 500여명 참여

심상준 교수팀은 이산화탄소의 생물학적 전환 기술 상용화를 위한 핵심기술인 우수 균주의 초고속 선별 및 저비용으로 고밀도 배양이 가능한 미세조류 배양 기술과 관련하여 세계 최고 수준의 핵심 원천 기술들을 확보하는데 성공한 바 있다. 마이크로 융복합 기술을 활용하여 기존 생화학적 미세조류 선별 기술 대비 4,000배 이상 빠른 속도로 광합성 효율 및 이산화탄소 전환 효율이 우수한 우량 균주를 선별할 수 있는 기술을 개발했으며 본 기술을 통해 야생형 균주 대비 세포 성장성 2배, 지질 함량 4배의 초우량 균주를 조기 확보했다. 대규모 미세조류 배양 공정에 적용 가능한 공정 기반 기술 확보를 위해 저가의 투명 고분자 필름을 가공하여 광투과율, 이동성, 기계적 강도가 우수하며 배양 규모 스케일업이 용이한 대용량 광생물반응기를 개발했다.

개량된 슈퍼미세조류 및 대용량 광생물반응기를 이용한 5톤 규모 CO2 생물전환 공정 실증을 통해 바이오연료 및 다양한 유용물질들의 생산성 및 경제성을 평가할 예정이다. 해당 기술은 석탄화력발전 배가스 적용 실증 전 LNG 발전 배가스 조건에서 소규모 실증을 통해 이미 세포성장성 (1.2 g/L/d), 세포내 지질 함량 (45%), 유기자원 생산성 (5.5 L/m2/y) 기준 세계 최고 수준을 달성한 바 있다.

▲ 연구를 총괄하는 공과대학 화공생명공학과 심상준 교수

심상준 교수는 "전 세계적으로 미세조류와 같은 미생물을 이용한 이산화탄소 생물학적 전환 기술이 주목을 받고 있는 가운데 원천기술개발을 통해 확보된 세계 최고 수준의 기술들이 실증화까지 연결되는 이상적인 연구성과 활용방안을 보여준 사례"라며 "탄소배출권을 둘러싼 전 세계의 치열한 각축전이 벌어지는 이산화탄소 저감시장에서 우리나라가 세계 최고 수준의 경쟁력을 확보할 수 있는 토대를 마련했다."고 의의를 설명했다.

▲ 생물전환 설비 설명

▲ 이산화탄소 생물전환 실증 설비

▲ 미세조류 광생물반응기

커뮤니케이션팀 서민경(smk920@korea.ac.kr)