How engineered microbes could cut aviation emissions

유전자 조작 미생물이 항공분야 탄소 배출을 줄여줄까?

지금까지 유전자 조작 미생물을 이용해 친환경적인 연료 개발에 도전한 스타트업들이 많았지만, 모두 결과가 좋지 못했다. 유나이티드 항공의 도움을 받은 스타트업 세미비타는 과연 이러한 도전에 성공할 수 있을까?

유전자 조작 미생물, 빛, 이산화탄소를 이용해 석유 제품의 대체품을 생산하려고 애쓰는 한 스타트업이 세계적인 항공사인 유나이티드 항공(United Airlines)의 주목을 받고 있다. 바로 세미비타 팩토리(Cemvita Factory, 이하 세미비타)란 회사다.

유나이티드는 미생물을 이용한 제트 연료 생산법을 개발 중인 세미비타에 투자했다. 대체 연료 생산을 위해 해왔던 여러 가지 시도의 일환이다. 유나이티드의 벤처 캐피털 회사인 유나이티드항공벤처스(United Airlines Ventures)의 앤드루 창(Andrew Chang) 이사는 “현재로선 액체 연료 외에 다른 대안이 없다”고 투자 이유를 밝혔다.

전 세계적으로 배출되는 이산화탄소의 약 3%가 항공업계에서 배출되고 있다. 2019년에는 항공업계의 이산화탄소 배출량은 무려 약 1기가톤, 즉 10억 톤에 달했다. 배출량은 줄어들 기미가 보이지 않고 있지만 이에 대한 해결 방법을 찾기 어려운 상황이다. 다른 교통 수단의 경우 수소 배터리 등 새로운 대안이 있으나 비행기에 사용되는 기술은 다시 발명하기가 상대적으로 아주 까다롭기 때문이다.

만일 미생물로 만든 저렴한 연료가 등장하면 항공업계의 탄소 배출량을 줄이고, 기후 변화의 영향을 최소화하는 효과를 낼 것이다. 다만 그런 연료 개발 시도는 지속적으로 추진되어 왔으나 아직까지 상업적으로 성공을 거두지는 못했다. 그런데 이제 유전 공학이 발전하고 기후 관련 자금 지원이 늘면서 신생 기업들은 다른 결과를 기대할 수 있게 되었다.

세미비타는 빛과 이산화탄소로 생장하는 광합성 미생물, 즉 시아노박테리아(남세균)에 주로 의존한다. 유전 공학을 활용하여 원하는 화학물질, 이 경우에는 제트 연료를 이루는 화학물질을 생산하는 미생물을 만드는 식이다.

로저 해리스(Roger Harris) 최고사업책임자는 “세부적인 자금 사용 출처는 아직 조율 중이나 실험실 규모의 기술을 개발하고 상용화하기 위해 유나이티드의 자금을 사용할 것”이라고 말했다. 세미비타는 일부 플라스틱의 구성 요소인 에틸렌의 생산을 위해 자사의 미생물을 활용하는 방법도 연구하고 있다. 

모지 카리미(Moji Karimi) CEO는 “미생물이 이산화탄소를 소비하므로 세미비타의 연료는 탄소 중립에 도달할 수 있다”고 기대했다. 해당 연료는 연소될 때 탄소를 배출하지만 연료 생산을 위해 포획된 탄소로 일부 상쇄될 것이다. 

해리스는 세미비타가 미생물에게 필요한 빛을 위해 원자로 안에서 인공광을 사용할 것이라고 말했다. 햇빛은 무료지만, 태양에 의존한다면 생산 공장을 지을 장소와 방식에 제약받을 것이기 때문이다. 

거듭된 실패

세미비타가 유전자 조작 미생물로 연료 생산을 시도한 첫 번째 회사는 아니다. 2005년 설립된 엘에스9(LS9)와 2007년 설립된 줄 언리미티드(Joule Unlimited) 등 여러 회사가 바이오 연료 호황으로 활기를 띠며 큰 투자를 받았다. 하지만 이런 노력은 결과적으로 중도에 좌초됐다. 엘에스9는 2014년 매각되었으며, 줄 언리미티드는 2017년 폐업하였다. 

현재 플래그십 파이어니어링(Flagship Pioneering)의 생명공학 투자자이자 줄 언리미티드와 엘에스9의 공동 창업자였던 데이비드 베리(David Berry)는 미생물 연료 회사들이 이제 다른 세상을 마주할 수 있다고 말한다. 유전 공학 기술이 극적으로 개선되었기 때문이다. 현재 연구원들은 유전자를 훨씬 신속하게 찾아 시험할 수 있게 되었으며, 미생물의 유전 물질에 통합하는 기술은 더욱더 정밀해졌다. 

반면 상업적 성공 여부는 여전히 미지수다. 유가가 하락했을 당시 줄 언리미티드는 대규모 실험 시설을 건설할 자금을 충분히 모으는 데 어려움을 겪었다. 오늘날 투자자들은 그 당시보다 장기 프로그램에 자금을 댈 의향이 있지만, 좋지 않은 시기에 일어나는 경기침체가 여전히 발목을 잡을 수 있다.

다른 바이오 연료 스타트업의 잔해와 남겨진 세미비타의 연료는 갈 길이 멀다. 제트 연료 시장의 극히 일부분이라도 점유하기 위해서는 막대한 자금과 시간이 필요할 것이다. 그러나 세미비타는 유나이티드의 지원을 통해 비상을 꿈꾸고 있다.

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