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환경건설·산업 |
화학산업의 새로운 패러다임, "바이오화학산업"바이오 카프로락탐 제조기술의 특허동향 백경희 |
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인류는 현재 화석연료의 고갈과 지구온난화라는 지금까지 겪어보지 못한 문제에 직면해 있다. 이에 따라 국제적으로 화석연료를 대체하고 지구온난화 문제를 해결할 대안으로 신·재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이산화탄소와 같은 온실가스 배출량을 규제하는 등 국제 환경규제도 날로 강화되고 있다.
이에 우리 정부도 전량 수입에 의존하고 있는 석유 의존도를 낮추고 온실가스 배출량을 줄이기 위하여, 올해부터 2015년까지 총 40조원(정부 7조원, 민간 33조원)을 투자하는 신·재생에너지산업 발전전략을 발표하였으며, 2020년까지 온실가스 배출량을 배출전망치 대비 30% 감축하는 목표를 설정한 바 있다.
이러한 국내외적인 산업환경 변화는 원료의 대부분을 석유에 의존하고 있고 온실가스 배출량이 가장 많은 산업 중 하나인 "화학산업"에는 위기이자 기회가 되기도 한다. 이러한 기회는 "화학산업"을 "바이오화학산업"이라는 새로운 패러다임으로 전환함으로써 가능해 진다.
바이오화학산업은 BT(Bio Technology)와 CT(Chemical Technology)의 융합기술로, 바이오매스(biomass)를 원료로 에너지나 화학제품을 생산하는 산업을 말한다. 특히 바이오매스는 지속적으로 생산할 수 있고 환경친화적이기 때문에 바이오화학기술은 석유를 대체하여 지속가능한 성장을 유도할 수 있는 기반기술로 인식되고 있다.
하지만, 국내 바이오화학산업의 기술수준은 일부 발효기술을 제외하면 세계 수준에 크게 못 미치는 실정이다. 이는 연구개발 및 사업화의 바로미터라 할 수 있는 특허출원에 그대로 나타나는데, 그 한 예로 바이오기술을 활용한 카프로락탐(caprolactam)의 제조기술을 살펴본다.
카프로락탐은 현재는 석유화학 원료를 사용하여 화학적 공정에 의하여 제조하는데, 최근 네덜란드, 독일, 미국에서는 바이오매스에서 유래한 당(糖, sugar)을 원료로 발효기술을 이용하여 라이신(lysine)을 제조하고, 이로부터 생물학적 효소를 이용하여 제조하는 기술을 개발하고 있다.
한편, 카프로락탐은 나일론의 원료로 사용되는 외에 타이어코드, 필름, 엔지니어링 플라스틱 등에 광범위하게 사용되는데, 현재 약 120억 달러로 추산되는 세계 시장규모는 계속 커질 전망이다.
"바이오 기술을 활용한 카프로락탐 제조기술"에 관련된 특허출원을 조사한 결과, 한국특허청에는 2007년, 2008년, 2009년에 각 1건씩 모두 3건이 출원되었는데 모두 외국인 출원(미국 미시건大 1건, 독일 바스프社 2건)이고, 내국인 출원은 국내는 물론 외국에도 전혀 없는 것으로 나타났다
세계 주요국 특허청에는 모두 26건이 출원된 것으로 조사되었는데, 2005∼2008년에는 연간 1∼3건에 불과하다가 2009년 들어 8건으로 급격히 증가하였다.
이에 대하여 특허청 관계자는, "이는 라이신을 활용한 카프로락탐 생산기술에 관한 연구가 아직 초기단계에 있음을 의미하는 것으로, 우리나라가 라이신 생산기술에 있어 이미 세계적 수준에 도달해 있고, 카프로락탐 수요가 지속적으로 증가할 것으로 예상되는 점을 고려하면 하루빨리 연구대열에 합류해야 한다"며, "정부와 민간이 발 빠르게 대응하여 이 분야에서 강한 특허권을 선점할 필요가 있다"라고 덧붙였다.
위의 바이오 카프로락탐의 예에서 보았듯이, 바이오화학산업은 세계적으로 아직까지 성장 초기 단계에 있지만 앞으로 저탄소 녹색기술에 대한 수요에 힘입어 큰 폭의 성장세가 예상된다.
따라서 원유를 전량 수입에 의존하면서도 현재 세계 5위의 석유화학산업 강국으로 도약한 우리나라는, 이제 그 저력을 바이오화학산업으로 전환하는데 발휘하여 바이오화학산업을 화학산업의 새로운 녹색 성장동력으로 삼아야 할 때이다. 이를 위해서는 무엇보다 정부와 민간이 체계적인 중장기 전략을 세우고, 실행하여, 핵심·원천특허를 확보해야 할 것이다.
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