이스라엘의 신재생에너지기업-바이오

 

 

 

이스라엘에서 선도기업으로 인정받는 바이오분야의 4개 기업을 소개함.

 

1. Seambiotic사의 바이오디젤 생산사업 개요

 

□ 회사 개요

 

 ㅇ 2003년 설립(본부 텔아비브 소재, 미세조류 배양소 아쉬켈론 소재)

 

 ㅇ 세계 최초로 화력발전소에서 배출되는 이산화탄소를 미세조류(microalgae) 배양장에 직접 연결, 여기서 배양된 미세조류를 통해 바이오디젤, 건강보조식품, 동물사료 등을 생산함으로써 이산화탄소 저감과 유용물질 개발을 동시에 이뤄냄.

  - 3종류의 미세조류 배양, 그 중 일부는 바이오디젤과 바이오에탄올 생산에, 일부는 인간의 식품보조제 및 동물의 사료 생산에 활용

   · 미세조류는 비타민, 단백질, 식품(첨가물), 사료, 비료, 연료 등의 원료물질

 

 ㅇ 미세조류 배양을 위해 이산화탄소 외에도 발전소 폐기물 등을 활용, 세계의 다양한 지역에서 미세조류 배양소(marine microalgae farms) 설립이 목표

 

미세조류 배양시설(좌), 수조 운영 모습

   

 

바이오디젤 추출 공정(좌), 미세조류에서 추출된 바이오디젤

   

              

□ 의의

 

 ㅇ 세계 최초로 화력발전소에서 배출되는 이산화탄소를 미세조류(microalgae) 배양장에 직접 연결, 여기서 배양된 미세조류를 통해 바이오디젤  및 건강보조식품 생산에 성공

  - 다만 현재는 바이오디젤보다는 생산비 대비 수익성이 좋은 건강보조식품 생산에 주력

   · 여타 기업(이스라엘 소재 일본기업)도 상기 기술(구매한 이산화탄소를 활용한 미세조류 배양)을 갖고는 있으나, Seambiotic사의 기술상 독특한 점은 화력발전소와 미세조류 배양시설을 직접 연결, 화력발전소 배출 이산화탄소를 바로 미세조류 배양에 활용하는 “연결기술”에 있음.

 

 ㅇ 우리나라의 이산화탄소 배출량 감소 및 친환경 에너지 생산이 가능하다는 점에서 녹색성장의 대표적 사례로 발전시킬 대상

 

□ 배양시설

 

 ㅇ Seambiotic사 홈페이지(www.seambiotic.com)에서 배양시설 동영상 시청 가능

  

 1) 배양 현장의 상태

 

 ㅇ 전체 배양현장의 면적은 1000㎡로 네 단계의 scale-up 수조가 있으며, 가장 작은 수조는 0.5톤이며 이를 2배수, 4배수씩 증가시켜 최종 수조의 배양용량은 약 30톤 규모임.

 

 ㅇ현재 보유 중인 미세조류는 Nannochloropsis, Ampora, Dunaniella, Diatom 등을 비롯한 8종이며 비교적 적은 비용으로 미세조류를 배양. 대형수조에 접종 전 약 5ℓ의 회분 배양(batch-culture)을 하고 있음.

 

 2) 수조 운영방식

 

 ㅇ 길이 30m, 폭 2m, 깊이 0.5m의 일반 순환 수조이며 해수의 흐름을 정량적으로 조절하기 위해서 샛벽과 paddle을 설치

 

 ㅇ 다만 paddle이 순환하는 수조 부근의 깊이가 얕아 전체 물의 흐름을 크게 증가시키지는 못하는 경향이 있음.

 

 ㅇ 수온 조건과 광 조건이 다른 여름과 겨울철에는 각각의 서식 수온에 맞는 서로 다른 종을 이용해 배양하고 있음.

 

 ㅇ 이산화탄소의 공급시설은 정확히 보여주지는 않았으나, 대형수조당 좌우 포함 약 16~20개의 air 공급시설이 있으며, 이를 통해 발전소에서 배출되는 이산화탄소를 공급해 주는 것으로 판단됨.

 

 3) 기타 설비

 

 ㅇ 식품 전용 분리기를 이용해 배양 중인 미세조류(가령 2㎛의 Nannochloropsis)와 섞여 있는 배양해수를 분리하고 순수한 biomass만을 여과

 

 ㅇ 여과된 biomass는 식품용 속성 드라이어를 이용해 건조 후 냉장 보관

 

□ 경제성 및 기술이전 비용

 

 ㅇ 일반적인 미세조류 배양방법인 광생물 반응기(photobioreactor, PBR)를 이용하는 방법은 생산비가 20달러/㎏인 반면, 발전소 배출 이산화탄소와 온배수를 사용하면 1/10 수준인 2달러/㎏의 경제성을 확보할 수 있다고 주장

 

 ㅇ 배양장의 기술이전 비용은 400만 달러(45억 수준)이며, 완성 후 제품 및 바이오디젤 생산, 판매 시 2.7%의 로열티를 추가로 요구

 

□ 우리나라와의 협력

 

 ㅇ 한국 연구소(○○○○ 연구소) 전문가 방문 조사 후 우리나라에 기술 도입방안 문제에 관심 표명

 

 ㅇ 한국 연구기관은 협력방안을 좀 더 검토할 필요가 있다는 반응

  

2. Arrow Ecology사 쓰레기 재처리 기술 개요

 

□ 개요

 

 ㅇ 분리 수거되지 않은 음식물, 산업 폐기물 등을 효율적으로 재처리하고 이 과정에서 생산된 바이오가스를 에너지로 활용함.

  - 쓰레기를 땅에 매립함으로써 발생되는 환경오염을 획기적으로 낮춤.

 

 ㅇ 2008년 호주에서 쓰레기 재처리 프로젝트 수행, 2009년 미국과 호주에서 추가 프로그램 수행 중

  - 미국 LA시는 Arrow Ecology사를 쓰레기 재처리 최고 업체로 선정, 기술을 도입할 예정

 

 ㅇ 우리나라와의 협력에 관심이 많으며, 특히 지방자치단체나 환경부 등과 협력을 희망

 

□ 회사 개요

 

 ㅇ 1991년 설립(1975년 설립된 Hydor Power사의 후신)

 

 ㅇ 폐수, 슬러지 등 처리 및 환경문제 컨설팅, 실험 등

 

 ㅇ 이스라엘 정유회사, 환경부, 전력회사 등이 주요 고객

 

 ㅇ 직원 수 55명

 

□ 핵심기술 및 특징

 

 ㅇ Arrow Ecology사의 핵심 재처리 기술은 “ArrowBio Process"인 바, 이 기술의 혁신성은 증명이 됐으며 액체를 활용해 쓰레기를 재처리하는 공법임.

  - 방식은 고형 폐기물과 같이 처리하기 어려운 형태의 쓰레기를 통합적, 효율적으로 재처리하고 유체역학 및 독특한 바이오기술을 이용해 바이오가스(메탄, 이산화탄소), 비료를 생산

  - 금속, 플라스틱, 유리 등은 재처리 과정을 거쳐 재활용

  - 재처리 과정에서 악취가 나지 않고 공기, 물, 대지 오염이 발생하지 않음.

  - 쓰레기를 재처리하기 전에 분리수거 불필요

  - 재처리 과정에서 비료가 생산됨.

 

 ㅇ 종류가 아주 다양하고 같은 지역에서 배출된 쓰레기라도 수집 경로에 따라 쓰레기 성분이 달라 특히 재처리하기가 어려운 고형 쓰레기(Solid Waste)의 재처리도 효과적으로 할 수 있는 큰 장점 보유

  - 실험실 수준에서 벗어나 실제 이스라엘 하데라시에서 실제 규모의 쓰레기 재처리 시설을 가동 중이며, 실제 미분리 고형 쓰레기를 원만하게 처리하고 있음.   

 

 ㅇ 초기단계(Primary state)는 쓰레기 덤프 트럭에서 나온 쓰레기를 유기물과 무기물로 분리함.

  - 이 분리과정에서 액체를 활용한 독특한 분리기법을 사용

 

 ㅇ 1단계 재처리 과정(1st stage acidogenic fermentation)에서는 무거운 유리, 금속, 플라스틱과 같은 재생 가능한 폐기물이 걸러지며 2단계 재처리 과정(2nd stage anaerobic methanogenic fermentation)에서는 유기물을 변화시켜 바이오가스(메탄가스 70%, 이산화탄소 30%)를 생산하며, 이를 에너지로 활용할 수 있음.

 

□ 우리나라와의 협력방안

 

 ㅇ 한국과의 협력과 관련해서는 폐기물의 재처리가 에너지 활용에 효율적일 것이라 판단

  - 한국 음식은 쉽게 썩지 않는 짠 음식이 많아 음식물을 활용해 재생에너지를 생산하는 문제에 대해서는 좀 더 연구가 필요

 

 ㅇ 한국의 지방자치단체(○○시)가 협력 의사를 타진해 온 적이 있으나, 추가적인 협의를 통해 구체적이고 가시적인 협력 프로젝트를 수행하고 있지는 않음.

 

 ㅇ 한국의 지방자치단체, 환경부 등에 Arrow Ecology사의 기술을 설명하고, 구체적인 협력방안을 모색하기를 희망

 

 ㅇ 한국의 시청 등 관계기관이 쓰레기 재처리 비용으로 음식물 쓰레기의 경우 톤당 50달러, 일반 쓰레기의 경우 톤당 90달러를 제안해 온다면 협력이 가능하다는 것이 Arrow Ecology사의 입장

 

3. Aqwise 폐수처리기술 개발사업 개요

 

□ 개요

 

 ㅇ 2009년 9월 영국 Guardian지가 발표한 세계 100대 그린에너지기업에 포함된 Aqwise사는 "AGAR(Attached Growth Airlift Reactor) Process"라는 혁신적 기술을 활용, 폐수 속에 들어있는 각종 찌꺼기들과 엉켜 붙은 미생물(microorganism)들을 수백 개의 조그만 플라스틱(가로, 세로, 높이 각 1cm)에 흡착되게 하는 원리를 이용해 폐수를 정화시키는 기술 보유

  - Udi Leshem 경영개발 담당 부사장은 세계 10대 그린에너지기업을 발표하더라도 Aqwise사가 그 안에 포함될 수 있을 것이라며 Aqwise사가 갖고 있는 기술에 대해 상당한 자신감 표출

 

□ 회사 개요

 

 ㅇ 2001년에 설립, 연구원 등 직원 수는 30명

 

 ㅇ 연수입 500만 달러, 매년 20~30% 성장을 하고 있음.

 

 ㅇ 대부분 이스라엘 밖에서 Aqwise사의 기술을 활용, 폐수 처리 프로젝트를 수행 중

  - 미국, 멕시코, 스위스, 스페인, 칠레, 브라질 등에서 이미 이 기술을 활용한 프로젝트 가동 중    

 

□ 핵심기술

 

 ㅇ Aqwise사가 보유한 "AGAR(Attached Growth Airlift Reactor) Process"라는 폐수처리기법(특허 보유)은 지난 10여 년간 집중적인 연구 및 개발의 산물

 

 ㅇ 이 기술은 수조통에 있는 'biomass carrier'라는 조그만 크기의 플라스틱이 수조통 바닥에 설치된 공기순환장치(bubble aeration systems)에 의해 상하운동을 활발히 하면서, 수조통으로 옮겨진 폐수에 함유된 찌꺼기에 엉켜 있는 미생물을 흡착해 폐수를 정화

  - 상기 과정을 거쳐 1차로 정화된 물은 필터를 통해 정화기(clarifier)에 옮겨진 후 추가적인 정화과정을 거침.

  - 한편 수조통에 남은 biomass carrier에 흡착된 찌꺼기는 수분이 다량 함유됐는데, carrier에서 이를 제거해 모은 찌꺼기는 수분을 제거하기 위해 압축 후 폐기

 

□ 기술의 장점

 

 ㅇ 기존의 폐수처리기술에 비해 설치 및 운영비용이 저렴

 

 ㅇ 폐수처리를 위한 수조통 설치에 필요한 기반시설을 추가로 설치할 필요성이 없음.

 

 ㅇ 폐수처리를 위한 핵심 요소인 biomass carrier(플라스틱)의 투입량을 자율적으로 조정할 수 있어 폐수처리 능력에 있어 유연성 증가

 

 ㅇ 폐수처리 능력 제고를 위해 수조통을 늘려야 하는 여타 폐수처리 방법에 비해 설비 개조에 소요되는 기간이 상당히 축소

 

 ㅇ biomass carrier의 수명이 20년 이상으로 튼튼함.

 

 ㅇ 폐수처리과정에서 악취가 발생하지 않음.

 

□ 우리나라와의 협력

 

 ㅇ Aqwise사, 한국 ○○과의 기술 협력에 관심이 많음.

  - 또한 한국에 폐수처리업체가 많이 있을 것으로 본다면서 협력 의사를 표명

 

 ㅇ 한국의 관련 기업과 투자 협력도 희망