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      [경기포커스신문]  다양한 유익한 성분의 미세조류는 또한 최근 화두가 되고 있는 신재생 에너지 중 바이오에너지로도 그 가치가 뛰어나다. 미세조류는 식물보다 태양에너지 이용효율이 약 25배, 이산화탄소 고정능력도 15배 정도가 높으며, 일반 식물에 비하여 5-10배의 바이오매스 생산성이 높고, 배양조건에 따라 체내에 지질을 최대 70%까지 축적할 수 있어, 단위 면적당 지질의 생산량은 식물에 비하여 50-100배 이상 높다.단지, 더 수익성이 있는 재품군에 치우치다보니 바이오에너지로서의 목적 배양시설이 아직 초보적이라는 것이다. 아직까지는 미세조류를 이용한 바이오디젤 생산공정의 단가가 석유 기반 디젤의 생산공정에 비해 높기 때문에 경제성 확보를 통한 상용화에 어려움이 있는 실정이다.그러나, 미세조류의 지질 생산성을 높이기 위하여 형질전환을 통한 우량 균주개발, 극지 미세조류의 신균종 분리 및 특성 연구를 통한 저온성 균주개발, 폐수 등 저가 기질의 이용 및 배양수 재활용을 통한 배양공정 단가의 절감, 수확 및 추출공정의 효율향상 등 생산공정의 경제성을 위한 산업적 활용을 목표로 하는 효율적인 생산기술을 통하면 충분히 바이오에너지로 자리매김을 할 수 있다.최근에는 이러한 추세에 힘입어 다양한 배양기술등이 개발되어 진행중이다       1. 관형 광생물반응기(tubular photobioreactor)   : 관형 광생물반응기는 미세조류 배양용 배지 저장기(medium reservoir)와 광수       집기(solar collector, tubular array)로 구성된다.      비용절감을 위해 광원은 태양광을 이용하고    대규모 스케일업(scale-up) 배양이 가능하도록     제작한다. 광수집기는 플라스틱 또는 유리재질의    투명관을 병렬로 연결하여 태양광을 잘 받도록    배열한다. 태양광의 투과를 높이기 위해 관의        직경은 0.1m 이내로 한다. 배지 저장기에는 신선한 배양용 배지가 일정한 속도로 계속적으로 공급되도록 하고, 동량의 배양된 배양액이 회수되도록 한다. 야간에는 배지의 공급을 중단하지만, 미세조류의 침강을 막기 위해 게속 교반해주어야한다. 통상적으로 주간에 생성된 미세조류 바이오메스의  25%는 야간의 세포활동을 유지하는데 사용된다.                 2. 펀넬(Funnel) 형 광생물반응기                   3. 컬럼(Colurm) 형 광생물반응기            4. 개방형 연못(Opened Pond)    개방형 연못에서는 상층부에서만 광합성에    필요한 태양광을 받아들이므로, 대체로 수심    을 30cm 이상으로는 만들지 않는다. 이런 연    못형 에는 Dunaliella salina 같은 호염성 미    세조류는 높은 염도로 인해 다른 미생물이나    미세조류의 오염이 쉽게 일어나지 않아 개방형 연못 배양에 적합한 대표적인 종이다.        미세조류와 유지식물의 차이는 지질의 추출을 위해 서로 다른 처리과정들 을 이용한다는 것이다. 미세조류로부터 지질을 추출하기 위해 기계적 추출, 전기천공법, 초임계 이산화탄소 유체추출, 초음파등을 이용한 물리적인 미세조류 짜기(microalgae milking) 방법들도 제안되었지만 재활용이 가능한 화학물질로 직접 추출하는 방법이 현재 사용되고 있다.건조된 미세조류 바이오매스의 처리과정들은 생산과 관련된 에너지 투입으로 인해 경제성이 낮아 건조되지 않은 미세조류 현탁액이나 농축된 미세조류(microalgal wet paste/cake)를 가지고 직접 처리하는 방법들을 선호하기도 한다 때때로 미세조류 개체군의 변화와 배양환경의 변동으로 발생될 수 있는 중성지질, 인지질 및 당지질 등 전체 지질함량의 변화로 생산량 산출 등 복잡한 문제들은 여전히 제기될 수 있지만, 미세조류 지질은 일단 추출하고 정제하면 바이오디젤이나 그린디젤로 분리, 전환하는 과정을 거치고, 알콜을 촉매로 하여 반응 시키면 지방산 메틸에스테르 와 글리세롤이 생성되며, 지방산 메틸에스테르를 정제하면 바이오디젤이 된다. 또한 부산물로 얻어지는 글리세롤은 제약, 식품, 및 플라스틱 제품에 순도에 맞게 정제되어 이용되고 있다.이와같이 미세조류는 다양한 분야에서 인류의 마지막 선택이 될수 있는 장점이 많은 자연의 산물인 것이다. 

칼럼,연재,사설 | 이철 | 2020-09-21 23:00

[경기포커스신문]  크로모클로리스 조핀지엔시스 (Chromochloris zofingiensis)기름야자 열매에서 얻은 식물성 기름인 팜유는 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 식용 기름으로 과자, 초콜릿, 각종 가공식품을 생산하는데 들어간다.말레이시아와 인도네시아 등 열대 지역에 위치한 국가들이 팜유의 주요 생산국으로 이곳에서는 팜유를 얻기 위한 거대한 기름야자 농장들을 흔히 볼 수 있다. 하지만 팜유 생산을 늘리기 위해서는 기존의 열대우림을 개간해 기름야자 나무를 심어야 한다는 문제점이 있다. 생물학적 다양성 보존을 위해서는 좀 더 친환경적인 대안이 필요하다. 싱가포르 난양 공대와 말레이시아의 말레이 대학의 연구팀은 단세포 광합성 미세조류 (microalgae)인 크로모클로리스 조핀지엔시스 (Chromochloris zofingiensis)를 그 대안으로 보고 연구를 진행했다. 크로모클로리스는 열악한 수질에서도 빠르게 증식할 수 있을 뿐 아니라 지방과 유용한 물질을 얻을 수 있어 최근 많은 연구가 이뤄지고 있는 광합성 미세조류다. 연구팀은 이 미세조류가 팜유와 매우 유사한 기름을 만들도록 피루브산 (pyruvic acid)이 포함된 액체 배지에 넣고 14일 동안 자외선으로 자극하면서 배양했다. 14일 정도만 지나면 크로모클로리스는 매우 빠른 속도로 자라나 수확할 수 있게 된다. 배양액에서 걸러낸 후 세척 및 건조 과정을 거친 크로로클로리스는 메탄올로 처리한 다음 기름 성분만 따로 분리한다.이렇게 만든 식물성 미세조류 기름은 팜유와 유사한 성질을 지녔지만, 사실은 팜유와 완전히 동일한 대용품은 아니다. 연구팀에 따르면 포화지방산이 많은 팜유와 비교해 미세조류 기름에는 건강에 좋은 불포화지방산이 풍부하다. 따라서 환경에 좋을 뿐 아니라 건강에도 더 좋다는 것이 연구팀의 주장이다. 물론 이렇게 만든 식물성 기름이 실제로 팜유를 대체할 수 있는지는 두고 봐야 알 수 있다. 동일한 성분이 아닌 만큼 식감이 달라 소비자들이 외면할 가능성도 있기 때문이다. 더 중요한 문제는 경제성이다. 막대한 열대우림이 기름야자 재배지로 바뀐 것도 팜유가 다른 식용유보다 훨씬 저렴하기 때문이다. 미세조류 기름이 팜유보다 많이 비싸다면 팜유를 대체하기는 쉽지 않을 것이다. 그런데도 과학자들이 미래 바이오 에너지 및 식량 자원으로 미세조류에 주목하는 데는 이유가 있다. 커다란 기름야자 나무에서 실제로 팜유를 만드는 열매에 들어가는 에너지는 생각보다 크지 않다. 뿌리, 줄기, 잎 등 여러 부분에 에너지를 쏟아야 하기 때문이다. 반면 단세포 미세조류는 줄기나 뿌리가 따로 필요 없고 그 자체로 광합성을 하는 잎이라고 해도 과언이 아니기 때문에 에너지 효율 면에서 우수하다.바닷물에서도 키울 수 있어 물과 토지 같은 귀중한 자원도 아낄 수 있다. 다만 아직 경제성이나 생산 결과물의 품질에서 더 앞선다고 할 수 없어 앞으로 많은 연구가 필요하다. 조류를 이용한  식량 및 바이오 에너지 생산 연구의 미래가 주목된다.

칼럼,연재,사설 | 이철 | 2022-07-29 15:47

[경기포커스신문]  미세조류 Microalgae Story 05.** 바이오디젤 원료 대상 작물 현황□ 전 세계 바이오 디젤 생산 동향 ○ 바이오 에탄올 생산 증가로 인한 곡물 가격 폭등, 삼림 파괴의 가속화 등의 악영향으로 미국, 일본, EU 등 선진국들은 기존 정책을 수정하거나 새로운 정책을 수립하고 있음. 특히 곡물 원료를 벗어난 셀룰로스계 바이오 연료나 해조류, 폐기물을 연료로 재활용하는 방식에 초점이 맞춰짐. ○ 2009년 생산 점유율이 49.8%인 유럽은 바이오 디젤 시장의 선두주자이며 미국이 32.8%로 그 뒤를 잇고 있고 아시아-태평양 지역은 4.4%를 차지. 독일, 미국, 프랑스, 아르헨티나, 브라질은 세계 바이오 디젤 생산자 중 상위 5개국 안에 속하며, 세계 총 바이오 디젤 생산량의 68.4%를 점유 ○ 현재 탄소규제에 따른 세계 각국의 바이오 연료 도입 의무화와 석유고갈에 대비한 에너지원 다변화 방책으로 바이오 디젤 생산은 더욱 늘어날 것으로 전망□ 세계는 지금 미세조류의 바이오 연료화에 주목 ○ 바이오 디젤의 주원료는 1세대인 유채, 해바라기, 콩 등의 식물성 기름과 폐식용유, 동물성 유지 등이 가장 널리 사용되며, 2세대는 자트로파와 같은 비식용작물이 사용됨. 현재는 3세대로서 다른 작물보다 기름 생산량이 압도적인 미세조류를 이용하는 연구가 진행 중임.○ 바이오 연료로서 미세조류의 장·단점  - 장점: 미세조류는 기존 곡식보다 단위 면적당 더 많은 바이오 연료를 생산할 수 있으며, 식용 작물이 아니므로 식량문제에 악영향을 끼칠 우려가 없음. 미세조 류는 단세포 광합성 미생물로서 태양광과 물이 있으면 염수나 사막 환경 등 열 악한 조건에서도 잘 성장할 수 있음. 또한 육상 바이오 매스에 비해 빨리 자라 므로 생산량 또한 3~8배 높은 것으로 파악  - 단점: 미세조류는 많은 유지를 보유하고 있으나, 재배 기술비용과 기술력으로 인 해 대부분 바이오 연료 신생 기업들이 개발 단계에서 벗어나는데 어려움을 겪고 있음. □ 농작물과 미세조류의 생산성 비교○ 미세조류가 육상 작물보다 훨씬 많은 량의 바이오디젤을 만들어 낸다. □ 과테말라의 Amatitlán 호수에서 이뤄지는 미세조류 연구 ○ Amatitlán 호수(el Lago de Amatitlán)는 과테말라 시티에서 25㎞ 떨어진 1186m 고도의 분화구에 형성된 호수임. Villalobos 강은 Amatitlán 호수로 흘러드는 주요 강 중 하나임. 이 강물은 대도시 과테말라 시티의 주요 산업 및 농공업용수로 사용됨. 매년 상당한 폐수와 50만t에 달하는 퇴적물로, 수산 및 관개의 원천인 호수에 오염과 부영양화를 가속하고 있음. 호수의 부영양화로 미세조류들이 급증해 오염의 주요 원인이 됨.   ○ 과테말라의 Galileo 대학교와 el Valle de Guatemala 대학교로 구성된 프로젝트팀은 Amatitlán 호수에서 발견된 52종의 미세조류가 바이오 디젤 연료로서의 잠재력이 있음에 주목해 2009년부터 이에 대한 연구가 활발하게 진행됨. 현재 미세조류 2종의 바이오 매스로부터 추출된 바이오 디젤은 사용하기 적합한 품질로 평가됨.   ○ 관계자에 따르면 바이오 디젤 생산성이 가장 높은 농업 작물인 팜유는 1헥타르당 연간 최대 생산량이 약 5950ℓ인데 비해 이 미세조류는 연간 약 13만6900ℓ를 생산할 수 있는 것으로 밝혀짐. ○ 이 프로젝트는 호수에서 미세조류를 필터링해 이들로부터 바이오 연료를 생산할 뿐만 아니라 미세조류를 제거해 호수를 정화하는 일거양득의 효과를 얻을 수 있음. ○ 프로젝트팀은 이 방법을 지역에너지 생산원으로 발전시키고 과테말라의 다른 지역의 수질을 개선하기 위한 방책으로 확대시키려 함.□ 전망 및 시사점 ○ 향후 화석연료의 수급 불안정 가능성과 지구 환경보호를 위한 세계적인 규제 추세를 고려할 때 미세조류를 통한 바이오 디젤 생산은 더욱 늘어날 것으로 전망 ○ 미세조류 원료의 바이오 디젤 생산은 기존 작물 방식보다 높은 오일 수율, 적은 토지소요와 환경친화성으로 유망한 대안이 되고 있으나, 경제성 있는 대량 생산기술 미흡 등 아직 해결해야 할 과제가 많음. ○ 에너지 집약적인 산업구조를 가지고 있는 우리나라 또한 미세조류의 에너지원료 응용기술 개발에 대한 적극적이고 전략적인 접근이 필요하며, 중남미 국가들과 공동연구를 통한 우량 미세조류 발굴 및 배양 등 바이오 연료 개발에 대한 투자로 상호보완적 관계를 조성하는 것은 포스트 석유시대에 대한 좋은 대안이 될 것임.

칼럼,연재,사설 | 이철 | 2022-09-15 11:32

    ▲ 은수미 성남시장이 태풍 대비 현장점검을 하고 있다 [경기포커스신문]  은수미 성남시장은 26일 제8호 태풍‘바비’가 북상함에 따라 대규모 건설 현장 및 야외 선별진료소를 방문해 점검에 나섰다.기상청에 따르면 태풍 바비의 영향으로 26일과 27일 성남시에 최대풍속 시속27km의 강풍이 불고 많은 비가 내릴 것으로 예상된다.은 시장은 판교 대장지구에 방문해 공사 추진사항과 기반시설의 관리현황을 확인했다. 안전 조치와 대책 또한 점검하며 공사장 내 타워크레인 작업 중지를 지시했다.또한 남측 송전탑 전선지중화 현장에서 50m 수직굴착지 및 주변 부지 비탈면을 둘러보며“다시 한 번 시설물을 확인해주시고, 강풍으로 인한 피해가 없도록 안전 조치에 각별히 신경써주시기 바란다”고 당부했다.이후 분당 차병원과 분당구 보건소로 자리를 옮겨 야외 선별진료소의 결박 조치 상태를 확인했다.또한 은 시장은 각 부서에 옥외광고물과 현수막 제거, 가로수 및 공원 내 수목 사전점검, 등산로 및 탄천 출입 통제 등을 지시하며 안전 조치 강화를 당부했다.은 시장은 “50일 이상 지속된 긴 장마로 인한 피해가 아직 완전히 복구되지 않았는데 태풍이 온다고 하니 걱정이 크다”고 하며 “성남시는 추가 피해가 발생하지 않도록 예방 조치에 총력을 다할 것”이라고 말했다.2020. 8. 26. (화)성남시 공보관

칼럼,연재,사설 | 이철 | 2020-08-27 02:02

        [경기포커스신문]  경기 성남 은수미 시장은 6일 오후 수정구에 위치한 희망대공원과 제1공단 근린공원공사 현장을 찾아 추진 상황을 점검하고, 동절기 대비 각종 안전사고와 시설물 동파 예방 등 철저한 대비를 주문했다.은 시장이 이날 찾은 옛 1공단 지역은 내년 3월 주민 커뮤니티의 중심 생활문화 지원센터와 보행육교, 소단폭포, 야외무대 등 다양한 시민 편익 시설을 갖춘 제1공단 근린공원으로 탈바꿈할 예정이며, 2025년까지 트리타워, 스카이워크, 트리 어드벤쳐, 포레스트 갤러리 등이 설치되는 희망대공원과 함께 원도심의 랜드마크로 거듭난다.은 시장은 현장에서 관계부서에 “겨울철에는 무엇보다 예방이 중요하다. 날이 추워지는 만큼 공원시설물 관리를 철저히 해 시민들 이용에 불편이 없도록 하고, 특히 공사 현장은 안전사고 예방에 힘써달라.”고 강조하면서 “또한 가스와 유류 등 연료의 원활한 수급과 생활용수 안정공급부터 계량기 동파 예방, 신속한 복구까지 작은 부분도 놓치지 말고 세심히 준비해달라.”고 지시했다.성남시는 지난달 서민생활의 안정과 저소득층 보호, 화재와 산불 예방 등 7개 분야 48개 사업으로 이뤄진 동절기 서민생활 안정 종합대책을 수립하고 설해·한파로 인한 각종 안전사고 등의 피해가 발생하지 않도록 철저한 점검과 대비 태세를 갖추고 있다.은 시장은 7일 오후 동절기 대비 현장행정 두 번째 일정으로 금광1 재개발 현장을 찾아 공사 추진 상황과 시설물 점검 등에 나설 예정이다. 

칼럼,연재,사설 | 이철 | 2021-12-08 01:42