실제로 농업폐기물에서 추출하는 바이오연료는 석유의 확실한 대체재로서 가치를 인정받고 있지만 각 농부들이 직접 생산할 경우 제조단가가 너무 높아져 상업성이 떨어진다는 문제가 있다.
실제로 옥수수대·왕겨·폐목재 등 바이오매스의 셀룰로오스를 원료로 하는 바이오에탄올의 경우 제조비용이 1갤런(3.78ℓ)당 최대 3달러나 된다. 이는 일반 주유소의 휘발유 가격보다 비싼 것이다. 6년 전 미국 미네소타대학 바이오시스템공학과 로저 루안 교수는 이 난제를 풀 아이디어를 떠올렸다.
그리고 열분해 공정을 거쳐 바이오매스를 바이오연료로 변환하는 작고 심플한 기기의 설계를 시작했다. 이 기술은 일반적으로 바이오매스를 분쇄한 뒤 가열하여 화학성분들을 분해하는 방식으로 연료를 만든다.
하지만 루안 교수는 분쇄공정 대신 재료를 내부로부터 가열하는 극초단파 발생기를 채용했다. 분쇄공정은 원료를 확실히 가열하게 해주지만 에너지비용이 많이 들고 공정속도 또한 느리기 때문이다.
그는 또 기기에 필요한 각종 장치들을 새로 개발하지 않고 기존에 출시된 규격품들을 구매해 부착함으로서 전체적인 제작단가를 낮췄다.
루안 교수는 현재 한 중국 회사에 캠핑카 크기의 시제품 제작을 의뢰한 상태며 제품을 인도 받는 데로 픽업트럭에 매달고 미네소타 농촌지역을 돌며 현장테스트를 실시할 계획이다. 이 실험이 성공리에 완수된다면 열분해 바이오연료 생산장비 대여사업이 농가를 중심으로 활황을 누리게 될 수도 있다.
열분해 바이오연료 생산 메커니즘
1 가열
바이오 매스를 무산소 챔버에 넣고 극초단파로 260℃까지 가열한다. 그러면 바이오매스가 고체와 가스로 분리된다.
2 고체 제거
고체는 하단의 박스에 모아지며 고온의 가스는 냉각·응축장치로 공급된다. 불에 탄 고체들은 일명 '바이오 숯'이라 불리는데 비료로 사용이 가능하다.
3 가스 응축
가스를 응축시키면 액체 바이오오일이 만들어진다. 이 오일을 난방유나 공업용 석유로 쓸 수 있다
4 원료 재투입
잔존 가스를 완전히 소각하고 이 화력 에너지로 발전기를 돌려 시스템 가동에 필요한 전력을 얻는다. 1㎏의 바이오매스 원료로 0.5㎏의 바이오오일과 0.25㎏의 바이오 숯, 그리고 0.25㎏의 가연성 가스를 얻을 수 있다.
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