1940년대까지 산업화의 기반 에너지원이 석탄이었다면, 이후 석유가 그 자리를 대신했다. 최근에는 세계적으로 셰일가스 개발 붐이 일면서, 석유 기반의 에너지 원료를 C1가스(셰일가스 등 천연가스에서 유래한 탄소 수가 1개인 메탄, 일산화탄소 가스)가 대체해 가고 있다. C1가스 시대가 도래한 것이다.
하지만 C1가스 활용 기술은 고온, 고압 상태에서 다양한 공정이 필요해, 석유 대비 경제성이 낮다는 지적을 받았다. 이를 극복하기 위한 기술이 ‘C1 가스 리파이너리’다. 바이오 및 화학 촉매를 복합적으로 사용해 저온, 저압 상태에서 C1가스를 기초 화학 원료 및 화학 제품으로 직접 전환한다.
서강대학교 C1 가스 리파이너리 사업단(단장 이진원)은 정부가 2015년부터 9년 간 추진하는 C1가스 리파이너리 사업에 참여하면서, 2024년까지 기술경제성이 있는 C1가스 리파이너리 핵심 기술 개발에 착수했다. 혁신적인 저온·저압용 C1가스 전환 촉매를 개발하고, 미래 산업을 위한 C1가스 기반 기술을 확보하겠다는 목표다.
더불어 원천 기술에 대한 기술 이전 및 기술 사업화에도 주력해, C1가스를 이용한 화학소재, 제품 등의 조기 실용화도 실현할 계획이다. 사업단은 사업 4년 차인 현재, C1 전환 촉매인 메탄 전환 효소, 메탄 전환 균주 등 C1 바이오 촉매 기술 개발을 진행중이다.
또, O₂, C-H, CO 활성화 촉매 설계 기술 등을 이용하여 물질전환을 효율적으로 수행하기 위한 메탄 산화제 제조용 촉매, CO 활성화 균질계/비균질계 촉매 등을 개발했다. 이와 함께 생물공정, 화학공정, 화학·생물 융·복합 공정으로 구성된 C1 가스 리파이너리 기술 개발에도 성공했다.
사업단은 과제 니즈 발굴을 위한 수요 기업의 기술 수요 조사에도 심혈을 쏟고 있다. 연구 과제에 대한 기업의 니즈를 과제별로 제공해 개발 기술의 조기 사업화를 추진 중이다. 이 분야의 세계적 선도 기업인 Lanzatech와 바이오촉매 공동 워크숍 등을 진행하고, 세계 최초로 CO 수화효소 및 이를 이용한 개미산 제조 기술을 개발하여 (주)씨원켐에 기술 이전하기도 했다.
현재 셰일가스는 채취기술 발전으로 저렴하면서도 풍부한 공급이 가능하다. 석유의존도 완화, 온실가스 배출 축소에 대한 니즈 증가, C1가스 공급 증가로, C1 가스를 활용한 수송용 연료 및 화학소재에 대한 개발 수요도 함께 증가하고 있다.
이진원 단장은 “C1가스 전환 기술 개발로 국내 온실가스 저감에 기여하고, 메탄가스 전환 기술 개발로, 국내 석유화학 산업의 신성장 동력을 창출할 것”이라고 자신했다. 이어 “세계 최고의 기초·원천, 생물학적·화학적 융복합 ‘C1가스 리파이너리’를 선도하여, C1가스 기술 강국으로 도약하는데 밑거름이 되겠다.”고 강조했다.
전자신문인터넷 윤나영 기자 (yny@etnews.co.kr)