[인더스트리뉴스 최인영 기자] 버려지는 캐슈넛 껍질을 활용한 신개념 선박 연료 생산 기술이 등장했다. 공정 간소화와 자동화를 통해 기존 공정 대비 바이오중유 생산 수율도 2배 이상 높일 수 있다.

한국에너지기술연구원(이하 에너지연)은 최근 대기청정연구실 최영찬 박사 연구팀이 견과류 제품 생산 과정에서 버려지는 캐슈넛 껍질을 친환경 바이오연료로 바꾸는 데 성공했다고 밝혔다.

바이오연료는 동·식물의 유기물인 바이오매스를 통해 생산되는 연료로 화석연료보다 연소 시 발생하는 이산화탄소 배출량이 적어 친환경 에너지원으로 주목받고 있다.

하지만 국내에서는 바이오매스로 바이오연료를 생산하는 데 어려움을 겪고 있다. 단일 종류의 바이오매스가 부족한 탓에 여러 바이오매스를 수집해야 하는데 비용을 고려하면 화석연료에 비해 경제성이 낮을 수밖에 없다.

이에 연구진은 해외에서 쉽게 수급할 수 있는 재료 가운데 고열량 오일 성분을 약 40% 함유한 캐슈넛 껍질에 주목했다. 베트남, 캄보디아 등 해외에서 캐슈넛 식품을 생산하고 버려지는 껍질을 이용해 국내 재생에너지 보급과 이산화탄소 저감에 기여하는 셈이다. 현재 동남아에서는 캐슈넛 껍질의 불법 폐기와 소각 문제로 인해 토양과 대기의 환경오염이 발생하고 있다.

캐슈넛 껍질로 바이오연료를 생산하는 공정은 베트남 등 동남아시아에서 상용화돼 있지만 원재료 대비 생산 수율이 20% 수준에 그친다. 특히 바이오중유로 전환하려면 황산, 알코올류 등 촉매를 활용한 화학 공정이 추가돼 환경오염을 일으킨다.

바이오중유는 바이오연료의 일종인 중질의 연료로 산업용 보일러, 발전소, 선박 연료로 활용할 수 있다. 기존 중유와 비슷한 에너지를 제공하면서도 온실가스 배출량은 적어 친환경 연료로 주목받고 있다.

연구진은 기존 기계 압착 공정의 단점을 해결하기 위해 중온 열분해 방식을 통해 고품질 바이오중유를 생산하는 원천 기술을 개발했다. 이 기술을 활용하면 기존 공정 대비 바이오중유 생산 시간을 3분의1로 줄일 뿐 아니라 생산 수율도 2배 이상 높일 수 있다.

기존 기계 압착 공정은 원료를 압착하고, 고체와 액체로 분리한 후 열처리와 화학 반응까지 거치기 때문에 비용과 시간이 많이 든다. 반면 개발된 기술은 복잡한 공정 없이 원료 투입 이후 열분해 공정 하나만으로 바이오중유를 생산할 수 있다.

무엇보다 사람 손으로 일일이 진행하는 기존 방식과 달리 바이오중유 생산까지의 모든 공정을 자동화할 수 있어 시스템 운전에 들이는 비용을 절반으로 줄일 수 있다. 공정 과정 중 응축되지 못한 열분해 가스를 공정에 필요한 열원으로 다시 공급하는 것도 가능하다.

연구진은 하루 1톤 규모의 열분해 설비 운전을 통해 바이오중유 생산 성능을 검증했다. 그 결과 기존 압착 공정 대비 2배 이상 향상된 40%의 바이오중유 생산 수율을 기록했다. 생산된 바이오중유의 황 함량은 90ppm으로 국제해사기구(IMO)의 황산화물 배출 규제 기준을 충족해 선박 연료로의 활용 가능성도 입증했다.

연구책임자 최영찬 박사는 “개발한 친환경 바이오연료 생산 공정은 바이오중유와 바이오차의 대량 생산을 가능케 하면서 제조 공정도 간단해 동남아 현지에 상용화될 가능성이 높다”며, “내년부터 실증 규모 설비 연구를 진행하는 한편 본격적인 사업화 단계에 들어갈 계획”이라고 밝혔다.

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