(Samples collected from large tanks containing mixes of various freshwater algal species. The green samples are healthy, while the yellow samples were contaminated by a fungal disease. The biofuels experiment was conducted in the summer of 2016 at U-M's E.S. George Reserve near Pinckney, Mich Credit: Daryl Marshke/Michigan Photograp)
단세포 조류(algae)는 뿌리나 줄기 같은 부분 없이 빠른 속도로 증식할 수 있기 때문에 바이오 에너지에서 가장 가능성 높은 대안으로 여겨집니다. 비록 화석연료 대비 가격 경쟁력은 떨어지지만, 앞서 소개한 것처럼 실제 연료 형태로 개발이 이뤄지고 있습니다.
하지만 의미 있는 수준으로 조류 바이오 연료 사용이 늘리기 위해서는 생산성을 획기적으로 높이고 가격은 낮출 수 있는 방법이 필요합니다. 따라서 많은 연구자들이 조류 바이오 연료 생산을 늘릴 수 있는 방법을 연구하고 있습니다.
미시간 대학의 연구팀은 대규모 야외 조류 배양 테스트를 통해 흥미로운 사실을 발견했습니다. 그것은 일반적으로 사용되는 단일종 배양(monoculture)보다 다수종 배양(polyculture)의 바이오 연료 생산량이 더 많고 안정적이라는 사실입니다.
연구팀은 1단계로 실험실 환경에서 6종의 조류를 180개의 배양 탱크에 넣고 다양한 조합으로 실험을 진행했습니다. 2단계 실험에서는 이 중 4종의 조류를 단독 혹은 혼합해 80개의 290 갤론 탱크에 넣고 야외 환경에서 바이오 연료 생산 능력을 검증했습니다.
그 결과 흥미롭게도 단기적으로는 단일종 배양이 생물량이 더 많았지만, 안정적으로 바이오 연료를 생산하는 능력은 혼합 배양 쪽이 더 우수한 것으로 나타났습니다. 단일종 배양의 경우 외부에서 침입한 다른 조류나 혹은 곰팡이 감염에 취약한 모습을 보였기 때문입니다. 따라서 연구팀은 실험실이 아닌 실제 환경에서 여러 종의 조류를 혼합 배양하는 것이 바이오 연료 생산에 더 효과적라고 주장했습니다.
사실 이는 어쩌면 당연한 이야기입니다. 같은 종만 밀집한 환경에서는 전염병이나 기생충, 병충해 감염이 쉽게 확산되기 때문입니다. 따라서 작물 재배나 가축 사육 모두 인간의 적극적인 개입이 없다면 제대로 식량을 생산할 수 없습니다. 이런 사육 및 재배 환경은 자연적으로는 유지될 수 없는 것입니다. 자연 상태와 비슷하게 여러 종을 혼합 배양할 경우 전염병 등에 대한 내성이 훨씬 강해져 군락이 더 안정적으로 유지됩니다.
다양성이 앞으로 조류 바이오 연료 생산의 대세가 될지는 아직 말하기 이르지만, 다양성이 생태계의 생산성과 안전성을 유지하는 핵심 원리라는 사실을 다시 보여주는 사례라서 흥미롭습니다.
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