한국기계연구원(원장 최태인)은 최연석 환경기계시스템연구실 박사팀이 '미활용 에너지 청정고밀도화 기계 기술 기반구축 사업'을 통해 시간당 15kg의 톱밥으로 바이오 원유 9kg을 생산할 수 있는 '중력 경사하강식 급속열분해 반응기 플랜트'를 개발했다고 5일 밝혔다. 

바이오 원유는 건조된 초목류 바이오매스를 약 500℃의 무산소 조건에서 급속가열 및 냉각하여 얻은 액체 연료로, 발열량은 약 40000kcal/kg 정도다. 볏짚이나 목재는 부피가 크기 때문에 운반과 저장 비용이 높고, 고체 형태의 저급연료여서 산업용으로는 사용하기가 어려운데 반해, 바이오 원유는 액체연료로서 부피가 고체연료의 1/6 정도이며, 연료 공급을 정밀하게 자동제어 할 수 있으므로 산업용으로 사용할 수 있다는 장점을 갖고 있다.

바이오매스의 전환수율은 약 60%로서, 다른 바이오매스 에너지 전환 기술보다 높기 때문에 최근 외국에서도 관심도가 매우 높아지고 있다. 해외에서는 이미 1990년대부터 유럽 연합 국가들을 중심으로 꾸준한 연구를 진행해 왔으며, 현재 북미와 유럽 등에서 급속 열분해 공정을 통한 바이오원유 생산의 상용화가 시작되고 있는 상태다. 
 

최 박사팀이 이번에 개발한 장치는 연속 운전설비로, 연속 처리량이 시간당 15kg 규모로 크게 향상되고 바이오 원유로의 전환율 또한 상용화 가능 수준인 60%에 도달했다.

새로 개발된 장치는 중력경사하강식으로, 자연력인 중력을 이용해 반응기 내 고온인 모래의 방향을 아래쪽으로 움직이게 함으로서 외국의 경쟁기술보다 동력을 30% 정도 절감할 수 있을 것으로 평가된다. 또한 온도가 다른 단계별 냉각방식을 채택해 다양한 품질의 바이오 원유를 생산함으로서 바이오 원유의 활용 폭을 넓힐 수 있게 했다. 

최 박사는 "이번 기술 개발로 국내 바이오 원유 생산기술의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 보인다"며 "향후 상용화 규모의 플랜트 개발과 바이오 원유의 품질 향상을 위한 기술 개발을 지속적으로 추진할 예정"이라고 말했다. 
 

▲중력 경사하강식 급속열분해 반응기 플랜트. ⓒ2012 HelloDD.com