버려진 땅에서 자란 친환경 에너지

전북 새만금 간척지에서 '케나프'라는 식물이 재배 중이며, 이 식물은 아프리카와 인도가 원산지인 한해살이 식물이다.

간척지는 염분 농도가 높아 벼농사 외에는 사실상 아무것도 할 수 없는 버려진 땅이었지만, 케나프는 이러한 척박한 토양에서도 빠른 속도로 뿌리를 내리고 생존하는 모습을 보인다.

염분 농도 0.27%라는 악조건 속에서도 케나프는 목표 수확량의 80%를 달성했으며, 옥수수(34%)와 수단글라스(60%) 대비 월등한 생존율을 보였다고 전북 농업기술원이 밝혔다.

이는 옥수수가 34%, 수단글라스가 60%의 생존율을 보인 것과 비교할 때 월등히 높은 수치이다. 특히 염분 농도 0.27%의 악조건에서도 목표 수확량의 80%를 달성하며 뛰어난 적응력을 입증했다.

2010년부터 10년이 넘는 긴 시간 동안 연구진들은 우리 기후와 척박한 간척지 토양에 적합한 맞춤형 품종을 개량해왔다.

미국, 중국, 인도 등에서 95종의 케나프를 수집한 뒤 성장 속도가 빠른 3종을 선별하여 육성했다. 또한 연간 1회 성장의 한계를 극복하고자 온실 온도 조절로 세대 단축을 시도하고, 인위적으로 염분 농도를 높이는 선발 훈련을 거쳐 6세대 육성을 완료했다.

케나프는 성장기 동안 이산화탄소 흡수력이 상수리나무보다 10배, 옥수수보다 60배 높다.

연료로 사용될 때 발생하는 미세먼지 원인 물질인 회분 황암량은 석탄의 10분의 1 수준에 불과하여 성장부터 연료화 과정까지 친환경 효과를 극대화한다.

국내 발전사업자들은 신재생 에너지 의무 공급 비율 6%를 달성하기 위해 목재 팰릿을 사용하는데, 케나프는 수입 목재 팰릿 대비 운송 거리가 짧아 물류비용을 대폭 절감할 수 있다.

케나프는 험한 산속이 아닌 넓고 평탄한 간척지 밭에서 농기계를 이용해 계획적으로 재배하고 생산할 수 있어 효율적이다. 또한 수확 후 인근 가공 시설로 즉시 옮길 수 있어 접근성이 뛰어나다.

현재 우리나라 에너지 관련 법령은 정부 보조금 지급 대상을 오직 나무로 만든 목재 팰릿으로만 엄격하게 한정하고 있다.

케나프는 분류상 풀 즉 초본계 식물로, 목재 팰릿과 달리 보조금 지원 대상에서 제외된다. 이는 국제적인 바이오매스 인정 범위 확대 추세와 대조적인 국내 법제도의 한계로 지적된다.

케나프 펠릿의 에너지 효율은 1kg당 4,390kcal로 수입 목재 펠릿과 대등하며, 연소 시 미세먼지 배출량은 석탄의 25% 수준에 불과해 발전소 연료로 적합하다. 국내 연구진은 수분 함량을 12~15%로 유지하는 공정을 개발해 화학 접착제 없이도 길이 3cm 내외의 단단한 케나프 펠릿을 대량 생산했다.

케나프 펠릿의 에너지 효율은 1kg당 4,390kcal로, 현재 수입되는 목재 팰릿의 4,500kcal와 거의 대등하다. 또한 연소 시 미세먼지 배출량이 석탄의 25% 수준으로 저감 효과가 우수하다.

250~350도의 고온 가열과 강압 증류법 등을 거쳐 추출된 오일은 순도가 93.5%에 달해 원유 특성을 대체할 가능성이 있다고 국립환경과학원 연구팀이 설명했다.

이 공정은 250도에서 350도의 고온 가열과 분별 깔때기, 강압 증류법 등을 활용하며, 추출된 오일의 순도가 93.5%에 달해 원유 특성을 대체할 가능성이 확인됐다.

케나프 잎은 사료 작물인 옥수수보다 조단백 함유율이 3~4% 더 높아 가축 사료로도 활용 가치가 높다.

겉보기에는 숯가루처럼 생긴 바이오차는 산소가 차단된 450~800도의 고온에서 케나프를 열분해하여 탄소를 고체 상태로 격리하는 물질이다. 학계와 산업계에서는 이를 '탄소 감옥' 또는 '천연 스펀지'라고 부른다.

바이오차는 산성화된 토양의 알칼리성을 중화하고 비료 성분 보존을 통해 토양을 개량하는 효과가 있으며, 화학 비료 사용량을 줄이는 데 기여한다.

간척지에서 케나프를 재배함으로써 수입 석탄, 원유 및 화학 비료를 대체할 수 있다.

농촌진흥청 연구 결과에 따르면, 화학 비료 사용량을 절반으로 줄여도 동일한 수확량을 확보할 수 있어 농가의 비료값 부담을 경감한다. 발전소 연료비 절감과 농가 비료값 경감은 국가 전체의 물가 상승 압력을 낮추는 실질적인 혜택으로 돌아온다.

우리는 해마다 국제 에너지와 비료 원자재 가격이 요동칠 때마다 전기요금 인상과 밥상 물가 폭등을 겪어야만 한다.

이는 원료 대부분을 해외 수입에 의존하는 한국의 구조적인 취약성 때문이며, 국가 전체 물가 상승 압력의 근본 원인으로 지목된다.

버려진 간척지에서 케나프를 재배하여 수입 석탄과 원유를 직접 대체하고, 거기서 남은 잔여물을 수입 화학 비료 대체재로 재활용하는 완벽한 순환 모델 구축이 가능하다.

하수 찌꺼기나 음식물 쓰레기 같은 유기성 폐기물 또한 열분해를 통해 에너지화할 수 있다. 이 순환 구조가 정착되면 폐기물 처리 비용을 절감하고, 발전소 연료비와 농가의 비료값을 경감하는 효과를 얻을 수 있다.

글로벌 시장의 바이오차 기술 경쟁력을 확보하고 국가 에너지 자립을 달성하려면 정책적 유연성이 요구된다. 목재 펠릿에만 한정된 발전소 보조금 제도를 개선해 케나프 등 초본계 바이오매스로 대상을 확대하는 법률 개정이 시급하다고 연구진은 밝혔다.

이러한 제도적 개선은 글로벌 시장의 바이오차 혁신 기술 경쟁력을 확보하고, 국가 에너지 자립 및 지속 가능한 농업 혁명을 위한 정책적 유연성을 높이는 데 기여할 것으로 보인다.