폐수로 단백질을 만든다고? 지속 가능한 미래 식량 기술 소개

폐수에서 단백질을 추출하는 기술은 기후 변화와 식량 위기라는 이중의 도전에 대응하기 위한 지속 가능한 푸드테크로 주목받고 있습니다.
단순한 폐기물이 아닌, 새로운 생물 자원의 원천으로 활용되는 폐수는 환경 문제 해결은 물론, 인류의 단백질 공급원으로서의 가능성을 보여주고 있습니다.
이 글에서는 폐수 단백질 기술의 개념과 작동 원리, 응용 사례 및 향후 전망까지 깊이 있게 다루어 보겠습니다.

목차

• 폐수에서 단백질을 추출한다고요?
• 폐수 단백질 기술의 장점과 가치
• 폐수 단백질의 미래 가능성
• 마치며: 먹거리 패러다임을 바꾸는 기술

1. 폐수에서 단백질을 추출한다고요?

가. 왜 폐수인가?: 쓰레기에서 자원으로

현대 사회는 기후 변화와 인구 증가, 자원 고갈이라는 다중 위기에 직면해 있습니다.
특히, 식량 문제는 세계 각국이 직면한 가장 시급한 과제 중 하나입니다.
이러한 상황에서 떠오르고 있는 혁신 기술 중 하나가 바로 폐수에서 단백질을 추출하는 식품 기술입니다.
일반적으로 폐수라 하면 오염된 물, 버려야 할 쓰레기라고 생각하기 쉽습니다.
그러나, 기술의 발전은 폐수를 단순한 오염원이 아니라 단백질이 풍부한 생물학적 자원으로 탈바꿈시키고 있습니다.
이 기술은 공장 폐수나 음식물 폐기물 처리 과정에서 미생물이나 조류를 활용하여 고단백 바이오매스를 생성하는 원리를 기반으로 합니다.

나. 단백질을 추출하는 생물학적 기술 원리

폐수에서 단백질을 추출하는 기술은 기본적으로 미생물 성장 기반 바이오프로세싱(bioprocessing) 기법을 활용합니다.
폐수 내 유기물을 영양원으로 삼아 미세조류, 세균, 효모 등이 증식하며 단백질을 포함한 생물학적 덩어리를 형성하게 되며, 이 생물질을 수확하여 가공하면 고단백 원료가 됩니다.
대표적으로 ICell 기술이 있습니다.
이는 중국을 중심으로 한 아시아 푸드테크 기업들이 개발한 기술로, 폐수 내에 존재하는 미생물을 배양하여 단백질을 얻는 시스템입니다.
해당 기술은 동물 사료, 양식 사료로의 활용은 물론, 향후 인간 식용까지 확장될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

다. 실제 적용 사례: 전 세계 푸드테크 현황

유럽, 미국, 중국 등에서는 이미 폐수를 활용한 단백질 기술이 상용화되고 있거나 시험 운영 단계에 있습니다.
유럽연합(EU)은 자원 순환과 환경 보호를 위한 바이오리사이클링 프로젝트에 막대한 예산을 투입하며, 식품 및 사료 산업에 본 기술을 접목하고 있습니다.
스위스 스타트업인 Tide Ocean SA는 해양 폐기물과 폐수를 활용하여 고단백 분말을 생산하고 있으며, 이스라엘의 Insectta와 같은 기업은 곤충과 폐기물을 결합하여 식용 가능한 단백질을 생산하고 있습니다.

2. 폐수 단백질 기술의 장점과 가치

가. 환경 보호와 온실가스 저감 효과

이 기술의 가장 큰 강점 중 하나는 환경 오염을 줄이면서도 자원을 회수할 수 있다는 점입니다.
전통적인 폐수 처리는 많은 에너지를 소비하고도 유기물은 버려지기 마련이지만, 단백질 추출 기술은 이 유기물을 에너지와 영양으로 전환할 수 있습니다.
소, 돼지 등 가축을 통한 단백질 생산은 막대한 양의 온실가스를 배출하지만, 폐수 기반 단백질은 탄소 발자국이 현저히 낮은 방식입니다.
이는 유엔이 제안하는 지속 가능 개발 목표(SDGs) 중 기후변화 대응 및 자원 재활용과 직접 연결되는 기술로 주목받고 있습니다.

나. 식량 위기 시대의 대체 단백질 자원

기후 위기, 전쟁, 공급망 불안정 등으로 인해 단백질 공급이 어려워지는 현실 속에서 폐수 단백질은 대체 식량 자원으로 실질적인 역할을 할 수 있습니다.
전통적인 농축산업은 경작지와 물이 많이 필요하지만, 폐수는 기존에 이미 존재하는 물질이기 때문에 추가적인 환경 부담 없이 자원을 얻을 수 있습니다.
인구가 밀집된 도심이나 폐수 배출이 많은 공업단지 등에서는 현장 기반 생산이 가능하기에 지역 식량 자급에도 큰 도움이 됩니다.

다. 순환경제 실현과 사회적 파급력

이 기술은 "버리는 자원은 없다"는 순환경제(Circular Economy) 개념과 밀접한 연관을 가집니다.
기존의 선형적인 생산-소비-폐기 구조에서 벗어나, 생산 과정에서 발생한 부산물을 다시 자원으로 전환하는 고리를 완성하는 것입니다.
이러한 접근 방식은 푸드테크 기업뿐만 아니라 폐수 처리 기업, 공공 정책 기관 등 다양한 이해관계자들에게도 새로운 가치 사슬을 형성할 수 있는 기회를 제공합니다.

3. 폐수 단백질의 미래 가능성

가. 기술적 과제와 극복 방안

아직까지는 위생 안전성과 식용 가능성 확보가 가장 큰 과제로 남아 있습니다.
특히,사람의 식량으로 활용하기 위해서는 미생물 오염, 중금속, 항생제 잔류 등에 대한 철저한 관리가 필요합니다.
이를 해결하기 위해 일부 기업은 고온 살균 공정, 효소 기반 정제 기술, 3중 여과 시스템 등을 도입하고 있으며, 이는 향후 기술 성숙도에 따라 점차 상용화될 가능성이 높습니다.

나. 글로벌 시장 전망과 투자 동향

시장 조사 기관에 따르면 2023년부터 2033년까지 폐수 단백질 관련 시장은 연평균 12% 이상 성장할 것으로 예측되고 있습니다.
환경 규제가 강화되는 선진국과 도시화가 급속히 진행 중인 개발도상국 모두에서 지속 가능한 단백질 수요가 급증할 것으로 예상됩니다.
대기업뿐만 아니라 스타트업과 벤처 캐피털 역시 폐수 기반 단백질 기술에 대한 관심과 투자를 늘리고 있으며, 이는 기술 상용화의 속도를 더욱 앞당기고 있습니다.

다. 대한민국 푸드테크의 과제와 기회

한국은 세계 최고 수준의 정수 및 하수처리 기술을 보유하고 있음에도 불구하고, 폐수를 자원으로 전환하는 데 있어서는 아직 초기 단계입니다.
그러나,국내에서도 폐기물 바이오매스 기술에 대한 R&D 예산이 점차 확대되고 있으며, 정부의 기후 대응 탄소중립 정책과도 맞물려 성장 가능성이 큽니다.
관련 규제의 정비와 함께 민간-공공 협력 모델이 마련된다면, 대한민국은 동북아시아를 선도하는 친환경 식량 기술 강국으로 부상할 수 있을 것입니다.

4. 마치며: 먹거리 패러다임을 바꾸는 기술

폐수에서 단백질을 추출한다는 개념은 처음에는 생소하게 들릴 수 있습니다.
기술이 발전하고 인식이 전환되는 지금, 이 기술은 우리의 식탁과 지구의 미래를 동시에 구할 수 있는 중요한 열쇠가 되고 있습니다.
환경을 보호하면서도 식량을 확보할 수 있는 방법, 그것이 바로 폐수 단백질 기술입니다. 이제는 자원을 버리는 시대가 아니라, 모든 것을 되살리고 순환시키는 시대입니다.
지속 가능한 미래 식량 시스템을 준비하고자 한다면, 폐수를 자원으로 바라보는 사고의 전환이 그 첫걸음이 될 것입니다.