
10년간 2조7000억원 투자 … 글로벌 시장 2030년 3575조원
일본이 바이오 제조업에 대한 투자를 확대하고 있다.
미생물 발효대사 프로세스를 이용하는 바이오 제조기술은 SDGs(지속가능한 개발목표)에 크게 기여할 것으로 기대되며 최근 게놈 편집, DNA 합성, AI(인공지능) 등 최첨단 기술과 융합해 새로운 산업으로 진화하고 있다.
미성숙 산업이라는 한계상 미국 Amirisu, Zymergen 등 유력기업이 파산을 신청하는 등 실패의 위험성이 큰 것으로 평가되나 앞으로 10년 안에 글로벌 산업 생산의 3분의 1이 바이오 제조기술로 대체될 가능성이 있으며 미국, 유럽, 중국, 일본 등이 거액의 예산을 투입해 육성하고 있다.
다만, 아직 느린 속도로 밸류체인 분업구조를 형성하고 있기 때문에 주로 미이용·비식용 바이오매스 및 이산화탄소(CO2), 수소 등 원료가 아닌 미생물 생산기술에서 경쟁력이 갈리고 있다.
미생물 생산 분야에서 1위를 달리는 미국 Ginkgo Bioworks는 mRNA 원료 제조에 독자 개발기술을 적용하는데 성공했으며 화이자(Pfizer) 등 제약 메이저는 물론 일본 스미토모케미칼(Sumitomo Chemical)과 의약품, 백신, 화장품 등 고기능 소재 사업에서 연계하고 있다.
Ginkgo Bioworks는 수십억개의 게놈 배열을 독자적으로 데이터베이스화한 미생물 대사경로 기술을 갖추고 있으며 AI를 활용해 대사경로를 예측하고 미생물을 설계할 수 있다는 점에서 최적 미생물 유도에 소요되는 개발기간을 크게 단축 가능한 것으로 평가된다.
일본도 글로벌 시장이 2030년 최대 400조엔(약 3575조원)으로 성장할 것이라는 기대 아래 투자를 적극화하고 있다.
일본 정부는 2030년 최첨단 바이오경제 사회 달성을 목표로 2023년부터 10년 동안 약 3000억엔(약 2조6798억원)을 투입할 계획이며 2050년 탄소중립 달성에 대비해 기존 석유화학 베이스 제조 프로세스를 대체하는 기술에도 그린이노베이션(GI) 기금을 지원하고 있다.
주로 미생물 발효를 활용한 파운드리 육성을 추진하고 있으며 도쿄(Tokyo)대학발 스타트업 GEI(Green Earth Insitute)와 고베(Kobe)대학발 Bacchus Bio Innovation, 마이크로파케미칼(Microwave Chemical)이 기대를 모으고 있다.
먼저, GEI는 일본 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO)의 위탁을 받아 실증 추진을 위한 바이오 파운드리 연구소를 건설했다. 최대 3000리터 발효조에서 생산 균주 상용생산 실증이 가능하다.
GEI는 바이오연료 및 대체 단백질, 팜유 잔사 등 중대형 비즈니스 중심으로 사업을 영위하고 있으며 플랫폼 지위 확립을 위해 기술을 다른 분야로 횡전개할 수 있는 사업을 육성할 방침이다.
Bacchus Bio Innovation의 프로젝트는 이산화탄소를 원료로 생분해 폴리머를 양산하는 기술을 개발하는 GI 기금사업에 선정됐으며 고베 사업장에 2030년까지 미생물 개발부터 파일럿 생산설비에 이르는 일관 기술개발기지를 건설하고 스마트 셀 미생물 개발 능력을 강화할 계획이다.
마이크로파케미칼은 현재 광물자원 제련, CR(Chemical Recycle), 수소·나프타(Naphtha) 분해 등 가스 분야를 대상으로 에너지 절약 및 이산화탄소 배출량 감축에 기여하는 기술 개발을 추진하고 있다.
일본에서 1000대의 소형장치로 CR 사업을 추진하고 있으며 생산·소비 지역 일치형 자원순환 모델 확립에 기여할 방침이다.
Tsubame BHB는 암모니아(Ammonia) 생산·소비 지역 일치를 목표로 100년 전에 개발된 고온·고압 하버보쉬법(Haber–Bosch Process) 대신 촉매를 활용해 저온·저압에서도 효율적으로 암모니아를 합성할 수 있는 기술 보급을 추진하고 있다.
비료, 화학제품 생산을 중심으로 친환경 및 소규모 생산에 강점을 보유한 5000톤에서 최대 수만톤급 소·중형 설비로 수주를 확대해 2030년 이후 암모니아 연료와 수소 캐리어 등 에너지용 대형 니즈를 흡수할 계획이다.
바이오 벤처 Spiber는 타이에서 인공구조 단백질 소재 브랜드 Brewed Protein 양산을 시작했다.
Brewed Protein은 석유화학 베이스 공급망에 비해 제조 코스트가 높다는 문제가 있으나 글로벌 바이오경제 트렌드를 타고 의류 생산기업 Goldwin과 공급계약 체결에 성공했다. (윤)