KAIST-한화솔루션, ‘석유 제로’ 바이오 플라스틱 시대 열었다

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진과 기업이 10년간의 흔들림 없는 파트너십을 통해 석유화학 산업의 대전환을 이끌 바이오 원천 기술을 확보했다.

한국과학기술원(KAIST)은 한화솔루션 미래기술연구소와 바이오디젤 공정에서 막대하게 발생하지만 활용처가 없어 폐기되던 ‘폐글리세롤’을 고부가가치 화학 원료로 전환하는 친환경 바이오 플랫폼을 구축했다고 19일 밝혔다.

연구진은 플라스틱, 섬유, 화장품의 필수 수지 원료인 '1,3-프로판디올(1,3-PDO)'을 고효율로 추출해 내며 자원 순환성과 원가 경쟁력을 동시에 잡았다.

이번 성과의 가장 큰 차별점은 실험실 수준의 소규모 연구를 넘어 대형 상용 공장 직전 단계인 300L 규모의 파일럿 공정에서 대사공학 실증을 완수했다는 점이다.

또 컴퓨터 시뮬레이션으로 미생물의 대사 경로를 제어하는 ‘디지털 설계’와 대규모 배양 시 필수적으로 요구되던 항생제를 배제한 ‘무항생제 공정’을 결합해 환경 규제 리스크와 생산 비용을 획기적으로 낮췄다.

특히 본래 1,3-PDO를 전혀 생산하지 못하는 미생물인 ‘코리네박테리움 글루타미쿰(C. glutamicum)’을 대사공학적으로 전면 재설계해 고효율 세포공장으로 개발했다.

이를 통해 학계의 표준 균주에만 머물지 않고 한화솔루션이 독자 확보한 산업용 신규 균주에 이 시스템을 곧바로 이식해 300L 대용량 반응기에서도 동일한 수준의 초고농도 생산성을 재현해 내며 상용화 가능성을 입증했다.

이번 성과는 지난 2015년 연구소 출범 이후 단기 성과에 연연하지 않고 10년간 연구비를 투입해 온 산학 협력의 뚝심이 만들어낸 결실로 평가된다.

연구팀 관계자는 "미생물 세포공장이 대규모 산업 공정으로 확장될 수 있음을 증명한 기념비적 사례"라며 "향후 글로벌 바이오제조 전 과정을 통합하는 핵심 거점 기술이 될 것"이라고 설명했다.