바이오매스를 이용한 바이오리파이너리 촉매 신기술 개발정보

책 소개

이 책은 창조경제를 꿈꾸는 과학자나 전문경영인에게 필요한 정보를 다룬 기술전문서적이다. 새로운 세기에 도전하는 창조인은 지식정보에 보다 많은 시간과 비용을 투자해야 성과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 조직리더는 지식정보시대에 걸 맞는 양질의 심층적 정보 획득이 필수적이다. 우리나라는 금년 초 새 정부를 맞이하였으며 박근혜정부의 핵심정책이 “창조경제”이다. 일반인과 전문인들 사이에서도 창조경제의 정의를 놓고 갑론을박하고 있다. 이 시점에서 창조경제를 창출하는 각론 중 하나는 기후온난화의 핵심 물질인 이산화탄 가스의 방출을 경감시키며, 성장이 지속적으로 가능한 과제가 바로 바이오리파이너리(biorefinery) 즉 바이오매스리파이너리(biomass refinery)이다. 이것 또한 새로운 경제 패러다임(paradigm)을 바꿀 것이다. 현재 우리가 사용하고 있는 연료와 플라스틱 수지 등 화학제품의 대부분은 석유를 비롯한 화석자원을 사용하여 석유정제(petroleum refinery)로 만든 것이다. 그러나 최근 석유화학제품의 원자재인 원유와 납프사는 국제적으로 소비가 증대되면서 가격이 따라 상승하고 한편 공급이 원활하지 못하다. 한편, 지구온난화 물질인 이산화탄소를 삭감하기 위한 석유류 사용절약과 저탄소화(低炭素化)가 산업계의 중요한 과제로 되어 있다. 이러한 상황에서 석유를 대신하고 탄소 중립적(carbon neutral) 바이오매스 자원을 원료로 사용하여 석유화학제품이나 에너지 연료를 제조하여 공급하는 새로운 생산체계로서 바이오리파이너리(biorefinery)가 등장하였고 그 공정에 필요한 촉매기술의 연구개발에 관한 관심이 높아지고 있다. 미국에서는 연료나 화학제품용 석유 소비를 억제하고, 수요 증가분을 바이오매스로 부터 유래한 것으로 보충하여, 2020년까지 화학제품 생산량의 30%를 그리고 2050년까지는 50%를 바이오매스로 생산하는 계획이 추진되고 있다. 일본도 2002년 책정한 ‘바이오매스 일본 21전략’에서 바이오매스의 이용과 활동의 개발 방침을 정하였다. 더욱이 2006년 이후 셀룰로오스계 목질(木質) 바이오매스와 산업 폐기물을 포함하여 농업 바이오매스 이용을 촉진하기 위해 지금까지의 발효기술에 첨가하였으며 바이오매스의 가스화와 촉매변환기술에 의한 새로운 전략적 로드맵(road map)을 제안하여 실용화를 검토하고 있다. 특히 석유와 천연가스 등 에너지 자원의 대부분을 해외의 수입에 의존하고 있는 우리나라도 바이오매스 에너지 연료 및 석유화학원료(chemicals)로의 대체는 국내 생산과 국외 수출산업의 관점에서도 중요하므로 종합적 개발과 실용화를 향한 산업계의 적극적 참여가 요구되고 있다. 바이오매스리파이너리는 현재 정유공장에서 화석원료인 원유로부터 얻고 있는 석유류제품 원료를 바이오매스를 이용하여 얻는다는 기술이다. 우리나라는 원유산유국이 아니면서 석유류생산량이 전 세계에서 4위를 차지하고 있으며, 우리나라의 수출상품도 반도체나 자동차 그리고 조선선박보다도 석유류제품이 최근 앞서고 있다. 이렇게 석유류수출입을 앞세워 2011년에 무역 1조 달러시대를 세계 9번째로 달성하여 한국의 글로벌 경제가 10위권 내에 있음을 입증하였다. 그러나 새로운 세기는 무한경쟁으로 돌입하고 있으며 우리경제가 세계에서 상위권을 유지하는 것이 점점 더 어려운 환경이 되고 있는 것도 주지의 사실이다. 선진국뿐만 아니라 중진국들도 새로운 도약의 발판을 바이오매스리파이너리에서 찾고자 하는 노력을 경주하고 있다. 이 책은 상기에서 언급한 새로운 시대의 창조경제를 이끌 수 있는 바이오매스를 이용하여 석유류원료를 대량으로 제조하는 바이오정제기술에 필요한 촉매기술연구의 신기술을 포함하고 있다. 제1장은 카이스트 이상엽 특훈교수의 바이오리파이너리 기술의 현재와 향후 전망이 기술되어 있으며 제2-10장은 일본 북해도대학 명예교수가 감수한 “바이오매스리파이너리 촉매기술의 신전개” 저서를 기반으로 편저하였다. 이는 1) 바이오매스 리파이너리 기술 분야 2) 바오매스 원료 문제, 발효기술과 가스화 기술 3) 뉴 C1 화학 등 촉매변환기술에 의한 연료유와 화합물의 합성 4) 그린 화학과 바이오물질 합성 등, 바이오매스 리파이너리 촉매기술에 관한 최신의 연구개발과 기술 문제 및 실용화를 향한 장래 전망을 망라하고 있다. 또한 바이오매스 리파이너리의 경제성과 인프라 시스템 등, 석유산업, 가스산업, 화학산업, 타이어 건축재 산업, 자동차 제조업, 발효산업 등 다양한 산업계의 내용을 광범위하게 다루었다. 종래의 기술은 되도록 간단히 다루고, 바이오매스 리파이너리 촉매기술의 최신 데이터와 토픽 기술을 해설하고 있으며 부록은 국제에너지기구 IEA-Bioenergy분과에서 다루고 있는 과제 42 바이오리파이너리의 2013-2015기획프로그램 내용과 IEA-Bioenergy분과에 대한 간단한 소개 내용을 수록하였다. 끝으로 원고를 감수한 연세대학교 조영일 명예교수님과 전남대학교출판부 송미숙, 윤화정, 배광현 선생님께 감사를 드립니다. 2013년 5월 초여름 편저자 대표

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