미래 생명자원 미세조류(Algae)의 산업화


임여호 전남해양수산과학원 여수지소장

미래학자들은 앞으로 세계를 이끌어갈 주력산업으로 해양수산 분야를 꼽는다. 이 가운데 기후변화와 화석연료의 고갈에 따른 전 지구적인 위기상황으로 내몰리고 있는 현실에서 최근 미세조류(微細藻類) 또는 알지(Algae)라는 생소한 대안으로 등장하고 있다.
사실 미세조류는 녹조나 적조현상의 주범(?)으로 해양 또는 내수면 생태계의 최하층을 형성하는 기초생산자였다. 이들 미세조류는 비정상적인 대량 번식으로 양식장의 어패류를 폐사시키고 음용수에 나쁜 냄새를 발생시키거나 미관상 좋지 않다는 이유로 귀찮은 존재로 인식돼왔다.
다만 수산양식 분야에선 이들 미세조류 중 영양이 풍부하고 입자가 적은 종을 발굴, 자치어 및 유생의 먹이로 활용하고 있다. 실제로 전남해양수산과학원 여수지소는 5년 전부터 이들 유용 미세조류를 대량 생산할 수 있는 기술을 독자적으로 개발, 국내 최초로 개불과 새조개의 인공종묘 생산에 성공하기도 했다.
현재 많은 생물이 존재하는 지구는 사실 미세조류에 의해 만들어진 거라는 사실을 아는 이는 그다지 많지 않다. 46억 년전 태초에 지구가 탄생하고 나서 아무 생명체도 없던 이산화탄소와 메탄 같은 유해한 물질만이 존재하던 원시 지구의 시대, 35억 년 전 한줄기 빛처럼 홀연히 나타나 남조류가 대기중의 이산화탄소를 흡수해 광합성을 하면서 산소를 내뿜기 시작했다. 그로부터 대기에는 생명이 살 수 있는 기반이 마련되었던 것이다.
그런데 인류는 1800년대 후반 산업혁명과 함께 시작된 석유와 석탄 화석연료의 무절제한 사용으로 생활의 편리성만을 추구하다가 근래 들어 급격한 고갈과 동시에 지구 온난화라는 심각한 후유증을 앓고 있다. 더구나 석유는 오는 2035년이 되면 완전 고갈 될 것이라는 충격적인 보고서가 발표되고 있다
현재 인류가 사용하고 있는 원유는 바다의 플랑크톤과 같은 유기물의 사체가 1000만 년에서 수 억년 동안 퇴적돼 일정한 깊이에서 고온 고압에 의해 탄화수소로 바뀌었다는 것이 학계의 정설이다. 그렇다면 원유와 분자구조가 같은 미세조류를 이용해 일정한 처리를 한다면 탄화수소가 만들어지는 건 어쩌면 당연한 일이다.
최근 미국항공우주국(NASA)의 오메가 프로젝트 소장 조나단 트렌트 박사는 미세조류가 석유의 유일한 대안이라고 주장하고 있다. 지금까지 시도된 많은 대체 에너지들이 과도한 비용과 환경파괴, 식량의 부족을 초래하는 등 많은 부작용 가운데 미세조류는 수중의 이산화탄소와 태양광만으로 녹말과 지방을 만들어 낸다. 또한 별도의 에너지가 필요치 않고 오염원이 되는 질소와 인 그리고 유해한 이산화탄소를 유기물로 변화시키며, 수 시간이면 두 배로 증가하는 왕성한 번식력을 가지고 있다.
아울러 100t의 미세조류를 생산하면 180t의 이산화탄소를 저감하는 효과가 있어 기후변화 협약에 대응할 수 있는 효율적인 소재로 평가되고 있다. 미국과 유럽을 비롯한 바이오에너지 분야 선진국들은 미세조류에 대한 치열한 연구경쟁을 벌이고 있으며 미국은 올해 투자 규모가 1조 원 대에 진입한 것으로 알려지고 있다.호주에서는 노지에서 배양한 미세조류가 세계 최대의 생산량을 기록했다고 하며, 중국에서도 미국 보잉사와 합동으로 미세조류를 이용한 항공유 생산에 나서는 등 세계 각국들은 발 빠른 행보를 보이고 있다.
한국해양연구원 발표에 따르면 4000㎡의 면적을 기준으로 볼 때 연간 생산되는 미세조류는 바이오연료가 7200ℓ인데 비해 사탕수수는 1710ℓ, 옥수수는 950ℓ, 콩은 190ℓ에 불과하다. 따라서 경쟁력도 충분한 편이며, 현재까지는 미세조류를 배양하면 톤당 약 4kg의 물을 제거한 미세조류 케이크를 얻을 수 있고 여기에서 약 500㎖의 바이오 디젤을 얻을 수 있다고 한다. 그리고 찌꺼기는 화장품 재료, 바이오 플라스틱의 원료, 항암제 등 의료용 원료로 쓰이고 최종적으로 비료로 쓰이므로 버릴 것이 하나도 없는 소중한 자원인 것이다.
반면, 국내 미세조류 개발은 선진국에 비해 매우 느린 행보를 보이고 있다. 기초기술을 제대로 갖추지 못한 일부 바이오업체의 난립과 이로 인한 과도한 마케팅 등이 불신을 초래하여 미세조류 산업의 발전을 저해하고 있는 실정이다. 앞으로 미세조류 연구에 있어 선결과제는 현재의 기술력은 통상 2주 정도의 시간이 필요한데 맞춤형 배지개발과 노지에서도 배양 가능한 전천후 기술 개발로 지질이 풍부한 새로운 종을 지속적으로 발굴하고, 저비용 고효율 구조를 통해 빠르고 대량으로 배양하는 기술을 서둘러 개발해야 할 것이다. 이는 기존의 어촌의 노령 유휴 인력 활용과 일자리 창출에도 크게 기여 하리라고 보며, 우리 수산분야가 바이오산업 특히 삼면이 바다를 적극 활용하여 미세조류 산업을 국가적인 차세대 신 성장 동력으로 이끌고, 자리매김해야 한다
35억년 전 홀연히 이 땅에 나타나 지구를 구했던 미세조류가 다시 한번 이산화탄소의 위협으로부터 지구를 구할 수 있도록 수산분야부터 모든 기술력을 결집하여 나서야 할 때가 된 것 같다. 미세조류 산업의 등장은 화석연료에 의한 산업혁명 시대의 종말을 고함과 동시에 저탄소 녹색 산업혁명 시대의 서막이 열리는 신호탄이라고 해도 과언이 아니다.
이와 관련, 우리 전남도 해양수산과학원은 해양수산 미래전략 산업연구센터를 여수에 설립해 부가가치가 높고 무한한 잠재력을 가진 미래 생명자원의 기술 선점을 통해 세계적인 미세조류 연구기관으로 육성해 나갈 예정이다. 바야흐로 미운오리 새끼에서 화려한 백조로 다시 태어난 미세조류의 화려한 비상이 시작되고 있다.

한국수산경제신문[2011.07.18]