김천고에서 나사의 조나단 트렌트 박사 특강

28일 오후 7시에서 9시까지 오메가 프로젝트를 통해 대규모로 엘지를 바다나 습지에서 생산하는 프로젝트를 한국에 소개하기 위해 조나단 트렌트 박사가 교육과학부 글로벌인재포럼에 초청되어 김천고 세심관에서 특강을 했다.

이날 특강은 유엔미래포럼 박영숙대표의 통역으로 진행되었다. 트렌트 박사는 NASA에 25년간 근무한 고위직 연구원이다. 캘리포니아 모펫 필드 나사 에임즈 연구 센터의 바이오 공학자 연구원이고 나사 프로젝트 수석 과학자이다.

트렌트 박사의 ‘앨지 오메가 프로젝트’는 지속가능한 탄소제인 바이오연료 생산프로젝트로 바닷속이나 민물에서 엘지를 키워 엘지로부터 기름을 짜내는 것이다. 식량, 비료, 화장품 등 기타 유용한 것들도 생산 가능하다. 

엘지는 폐수를 먹어치워 처리하고 탄소를 격리시킨다. 옥수수기름은 식량으로 사용되어 연료냐 식량이냐 경쟁을 하지만 엘지는 땅이나 바다 허드레땅을 사용하고, 비료로 사용되면서 물을 깨끗이 해주는 청정수 생산에도 사용되어 농업과 경쟁하지 않는다. 

트렌트 박사는 바다에서 키우는 엘지를 윈-윈 시나리오로 본다. 이 미세조류는 기름이 풍부하고 기르기가 쉽다. 바다에서 키울때는 식량 생산을 위한 땅을 보존하면서 대기중의 탄소를 제거하는 작용을 한다. 보너스로 이 엘지는 폐수의 찌거기를 먹어치워 폐수를 정화해서 바다로 내보낸다. 

“우리가 하고 있는 것은 우리 자신의 우주선인 지구 환경에 난 구멍을 막는 것이다.”라고 디스커버리 뉴스에서 밝힌 트렌트 박사는 “문제는 아직도 이 거대한 프로젝트를 한번도 실천해보지 않았다는 점이다.”라고 지적한다.

NASA는 항공유를 얻고자 앨지와 폐수를 비닐 자루에 담아 바다에서 이 미세조류를 키운다. 나사는 엘지 생산과 값싼 하수처리방법을 연결하는 현실적인 프로젝트에 우주기술을 적용하고 있다. 우주국은 바다에 띄워 놓은 하수폐기물이 든 플라스틱 자루 속에서 바이오 연료 즉 엘지 미세조류를 집어넣어 페수도 정화하고 엘지 미세조류를 키워 기름을 얻으려 한다. 

트렌트 박사는 이 노력엔 3가지 목표가 있다고 말했다. 우선은 한정된 지역에서 적은 자원으로 바이오연료를 생산하고, 도시의 폐수를 정화하고, 그 과정에서 생긴 온실가스 방출을 격리시키는 것이다. 

그는 언론 인터뷰에서 “앨지는 우리가 알고 있는 지구에서 가장 좋은 바이오연료의 원천”이라며  “만약 우리가 바이오연료를 생산하는 동시에 폐수 또한 정화시킬 수 있다면 굉장할 것”이라고 말했다.

그 과정은 기막힐 정도로 간단하다. 그것은 하수를 넣은 폐수 비닐자루에서 기름을 생산하는 엘지를 키우는 것인데 이는 진정 NASA 스타일로 멋진 두문자어, OMEGA로 표현된다. OMEGA(offshore membrane enclosures for growing algae).

오메가 자루는 나사가 긴 우주 임무 수행시 우주비행사들의 폐수를 재활용하기 위해서 개발한 반투과성  비닐 자루다. 이 안에서 처리된 담수는 밖으로 나가게 하지만 소금물은 안으로 들어오는 것을 막는 효율적인 비닐 자루다. 

자루에 있는 엘지 미세조류는 폐수속에 있는  영양분을 섭취하면서 하루에 2배씩 자란다. 식물은 물을 정화하고 기름 가용성의 분자를 생산한다. 이것은 미세조류를 건져서 말려 짜면 기름이 나오는데 이것이 나중에 연료로 사용된다. 

육지에서의 민물 엘지지 바이오연료의 생산에서처럼, 떠있는 오메가 자루는 물, 태양열 에너지 그리고 이산화탄소를 사용한다. 이 경우에 플라스틱 막을 통해 태양열이 흡수되어 당이 생산되는데 엘지는 당을 기름으로 대사시킨다. 그 다음에 산소와 정화된 담수는 막을 통해 바다로 배출된다. 

트렌트 박사는 이 오메가기술이 활성화되면 1석 3조라고 이야기한다. 바다에 온갖 폐수를 투척하는데 이제 이런 폐수를 흘려보낼수가 없어 많은 비용이든다. 이런 폐수를 특수 비닐자루에 넣어 그 속에 엘지라는 미레조류를 넣어주면 엘지가 폐수를 정화시키고 또 폐수로부터 영양분을 받아먹고 자라면서 태양열을 받아 2배로 자라서 엘지에서 기름 즉 바이오연료가 생산되는 것이다. 

폐수처리와 기름생산, 또 엘지로부터 화장품이나 다양한 식품을 생산하거나 짜서 기름을 뺀 지꺼기는 비료로 사용이 가능하기 때문이다.  비용이 전혀 들지 않는 이런 1석3조 기술을 이용하는것이 너무 쉽고, 바보라도 다룰 수 있는 안전한 것이라고 말한다.  혹시 오메가 자루가 샐지라도, 짠 바닷물은 앨지를 죽여 침략적인 종이 바닷속의 종을 잡아먹는 등의 문제를 해결해준다고 말한다. 

“담수 앨지는 해양 환경에서 경쟁할 수 없다.”고 트렌트 박사는 말했다. “침략적인 종이 될 어떤 것을 바다에 넣는 것이 아니라, 만약 물이 흘러나온다면 바다에 우리가 넣는 유일한 것은 어쨌든 이미 대양에 있는 물일 뿐이다”고 그는 말한다. 

비닐 포대 즉 플라스틱 자루 만들기는 쉽다.  NASA의 플라스틱 자루는 3년을 견디도록 디자인되었다고 트렌트 박사는 전했다. 활용한 후 플라스틱 뿌리덮개로 재활용되거나 잘게 썰어 토양의 질을 개선시키거나 토지가 습기를 보유하는데 도움이 되게 사용될 수 있다. 

트렌트 박사는 “우리가 연료만 얻으려 한다면 이것은 비용 효과가 크지는 않다고 생각한다”며 “그러나 우리는 최소한 3가지의 다른 수준에서 기능하고 있다. 연료, 비료. 폐수 처리 즉 정화, 탄소 격리 등이 다 가능하여 경제성이 있으며 합리적”이라고 말한다. 

그는 ”이 기술은 이미 육지에 있는 대기업 공장, 연못, 농장 혹은 폐쇄된 생물반응기가 필요한 엘지 바이오연료 생산기법을 이용하여도 이미 가격 경쟁력이 있다. 그러나 육지에서는 땅의 한계가 있다”고 지적한다. 연못, 논 등에는 세금이 부과되고 농업으로 활용가능한 땅이 필요하여 농업과 경쟁관계가 되기 때문이다. 사막에서는 농사는 불가능하지만, 연못에 물을 넣어 엘지를 키울때 물의 증발이 위협이 된다. 

플라스틱 자루를 바다에 폐수와 엘지를 넣고 키우면 우선 물의 증발, 잡초, 자루를 놓는 땅이 필요없다는 문제를 해결했다.”고 그는 말한다. 그는 또 엘지 미세조류만 생산하는 것이 아니라 하수처리,  탄소 격리 같은 다른 곳에서도 잇점이 있다고 설명한다. 

트렌트 박사는 오메가프로젝트로 미국의 비행기에서 사용할 연료정도는 충분히 생산할 수 있다고 생각한다고 말한다. 1년에 210억 갤런이 필요하며 여기에는 약 1천만 에이커의 바다가 필요하고 이는 거대하게 보일지 모르지만, 전체 바다에 비교하면 아주 작은 지역에 불과하다는 것이다. 오메가가 지역적으로 분배되고, 어부들에 의해 사용권이나 허가권이 제공되고, 어부가 감시하는 체계를 만들면 훨씬 일이 쉬워질 것이라고 말한다.

하지만 아직도 도전해야할 문제들이 많다. 트렌트 박사와 그의 동료 연구원들은 삼투에 너무 약해지지 않으면서 때리는 물결과 찬 온도에 견디는 플라스틱을 찾는 노력을 하고 있다. 한국에서 플라스틱을 잘 만드는 회사가 있나 탐색을 할 예정이다. 예산은 최근 캘리포니아 에너지 위원회가 최근 엄청난 액수를 투자해주어 연구가 잘 진행되고 있다. 

자원은 감소하고 인구는 급증하는 행성인 지구에서 우리는 수십년으로 측정되는 에너지 소멸이라는 시간표를 보고 있다. 대안을 마련하는 과정이 중요하다고 생각한다. 대안을 다 함께 마련하는데 한국도 동참하여야 할 것이라고 트렌트 박사는 강조한다.

엘지 기름(Algae)은 석유다음 에너지가 확실

오메가 프로젝트는 화석 연료를 무탄소 기름으로 대체하는 것에 관한 것이다. 에너지를 사냥하고, 수집하던 것에서 에너지 유기농 농부로 변신하는 것에 관한 것이다. 오메가 프로젝트는 일반적으로 우리의 환경과의 관계 그리고 특히 대양과의 관계에서 기술을 우리가 어떻게 할 것인가를 다시 생각하는 것을 포함한 ‘기술 생태학’의 창조에 관한 것이다. 

실제적인 단계에서, 오메가 프로젝트는 현재 바다로 버리는 도시의 폐수를 사용하여 바다에 띄운 플라스틱 자루에서 기름을 생산하는 엘지를 키우는 기술을 연구한다. NASA와 캘리포니아 에너지 위원회의 도움으로 오메가 팀은 폐수를 정화하고 이산화탄소를 격리하면서 연료, 식량, 비료 그리고 다른 유용한 생산물을 생산하는 오메가의 가능성을 실험하고있다. 

오메가 프로젝트는 장기간의 우주 여행과 다른 행성들의 식민지화 꿈에 필수적인 에너지개발에 관한 것으로, 합리적이며 효과적인 에너지와 자원 사용에 관해서 알아보고 있다. 오메가 프로젝트는 우주선이라는 지구의 매뉴얼로 우리는 우주선에서 승객이 아닌 승무원이며 인간과 다른 많은 생명체들의 미래가 균형을 이루며 사는데는 에너지를 필요로 하며 이 에너지가 엘지라고 가정하고 있다.

트렌트 박사는 한국을 오메가 프로젝트를 적용할 수 있는 최상의 국가로 판단하고 있다. 

“한국은 오메가 시스템을 개발하기에 이상적인 장소이다. 3면의 바다를 따라 있는 2000 km 이상의 해안, 많은 만과 보호된 수로, 좋은 기후에 덧붙여 대양으로 폐수를 방출하는 많은 연안 도시들이 있다. 특히 한국은 연안 양식업, 세계적인 수준의 해양공학에 있어서 300년이 넘는 역사를 가지고 있다. 미래사회에 필수적인 글로벌 ‘녹색’혁명에서 지도적인 역할을 하고있다. 녹색성장을 부르짓는 한국 녹색지도자들이 관심을 가질 프로젝트이며, 한국인들이 오메가의 잠재력에 대한 말을 퍼트리는 데 관심을 갖고 있다는 것을 읽고 격려를 받았다. 특히 한국은 최근에 세계 최초로 세계기후변화종합상황실을 여러 나라로부터 경쟁하여 한국 김천에 유치한 것으로 알고 있다. 김천에 유치된 세계기후변화종합상황실이 잘 만들어져서 세계기후에 관한 종합상황실역할을 하면, 최대 에너지가 무엇인지 인류에게 알려주고 부상에너지산업을 파악해주는 역할을 하면 지구인들이 석유를 잃고 우왕좌왕하지 않을 것이다.“

그는 “우리들의 목표는 오메가 프로젝트를 홍보하고, 한국에서 오메가 시스템이 잘 작동될 수 있을 것이란 ‘씨앗’을 나무로 자라게 하는 것”이라며 “‘씨앗’을 진짜 실제적인 어떤 것으로 키운다는 것이 얼마나 어려운지 나는 인식하고 있다. 나는 오메가 씨앗을 한국의 공학자, 과학자, 생태학자, 수경재배가, 정책입안자, 그리고 다른 사람들의 상상 속에 키우고 싶다.”고 밝혔다.

트렌트 박사는 또 “그 시스템은 환경을 개선하면서 우리가 지속 가능한 에너지 원천을 경작함으로써 화석 연료를 넘어 이동하게 할 것이다. 나는 특히 김천의 세계기후변화종합상황실(GCCSR)이 지구적인 문제에 대해 많은 사람들을 교육하고, 미래의 위압적인 도전에 맞서도록 용기를 주고, 동기유발을 부여하는 일을 맡은 것을 지지하고 존경을 표한다. 나도 한국 김천에 와서 은퇴를 해야 할 듯하다.“고 말하기도 했다.