최근 원유가는 $90/barrel로 상승하였으며, 원유는 언젠가는 고갈될 한정된 자원이다. 또한 이와 같은 화석연료는 CO2, SOx, NOx 등을 방출하여 지구온난화, 대기오염 등의 환경문제를 일으키고 있다. 따라서 전세계적으로 대체에너지, 재생에너지 개발에 노력하고 있으며, 바이오에너지도 이에 속한다. 원유를 대체할 수 액상의 바이오에너지는 biodiesel로 현재 콩, 옥수수 등의 작물로부터 주로 생산되고 있다. 광합성 미생물인 미세조류(microalgae)의 태양에너지 이용효율은 5%정도로, 육상식물의 0.2%에 비해 약 25배 정도 높은 것으로 알려져 있다. 즉, 단위면적당 biodiesel 생산성이 높고, 비경작의 토지를 이용할 수 있다는 장점이 있다. 현재 미세조류 중에서 Botryococcus sp. Pleurochrysis 등을 이용한 biodiesel 생산이 시도되고 있다.
주요 기술분야는 1) 우량 미세조류주 개발로써 미세조류 탐색, 유전체 구조 및 기능 연구, 분자적 균주개량 등이 있다. 2) 대규모 배양을 위해서는 미세조류 배양공정의 최적화, 광생물반응기(photobioreactor) 개발, 옥외 대량배양 등이 중요하다. 3) Biodiesel의 효율적 생산을 위해서는 미세조류 수확법 개발, 미세조류 biomass를 biodiesel로 전환하는 Transesterification 공정개발 등이 필요하다. 미세조류로부터 CO2 고정 및 biodiesel 생산을 목표로 결성된 국제적 network인 INMB(International Network for Microalgae Biofixation)의 목표는 2012년까지 실현 가능한 기술개발로서 미세조류 생산성을 현재의5 0 dw ton/ha/yr로부터 2배 수준이 100 dw ton/ha/yr로 증대시키는 것이다. 장기적으로는 미세조류(Botryococcus sp.)의 배양면적을 점차 늘려 전 세계적으로 10 백만 ha 규모(전 세계적으로 운영되고 있는 새우와 물고기 양식장의 크기와 유사한 규모)의 pond에서 미세조류를 배양하여 1 Gt의 CO2 방출 저감효과를 내는 것이다. 따라서 미세조류의 대량배양은 생물연료인 biodiesel의 생산과 동시에 배양과정에서 대기 중 CO2의 흡수에 의한 지구온난화 방지효과를 동시에 달성할 수 있는 환경 친화적 에너지 생산기술이다.
그러나 미세조류 biodiesel이 원유 diesel과 경쟁하기 위해서 생산가를 현재의 $2.80/L에서 $0.55/L로 낮추어져야 한다. 이를 위해서는 유전체 기능연구를 토대로 우량 균주개발, 대량 배양기술 개발 등에 대한 집중적 연구가 수행되어야 한다.

• 오희목(한국생명공학연구원 환경생명공학연구센터)