Q. 교수님과 연구하시는 분야에 대해 간단한 소개 부탁드립니다.
반갑습니다. 저는 서경대학교 화학생명공학과 김기은 교수라고 합니다. 본 과는 화학 및 생명공학의 학문적인 연계성을 통한 통합인재를 양성하고 있습니다. 화학생명공학과는 생명공학과와 응용공학과와 나노화학생명공학이 융합된 학과로 운영되고 있습니다. 본과에서 저는 바이오 프로세스 공학을 강의를 하고 있습니다.

Q. 현재 공학전문대학원 졸업시 취득하게 되는M. Eng. 학위와 같이 공학 학위로 독일의 박사학위인Dr. Ingnieur를 독일에서 취득하셨는데, Ingnieur 학위에 대해 설명 부탁드립니다.
보통 제 시대에는 미국으로 보통 유학을 갔었지만, 고등학교 때 독일과 관련된 문화를 접하게 되면서 독일의 산업과 역사에 많은 관심을 가졌었습니다. 2차 세계대전 때 독일의 산업 발전으로 인한 단백질 위주의 식량보급과 같은 사례들에 흥미를 가졌고 이에 건물, 실험 시설 등 독일의 지원을 받는 대학교 식품공학과에 입학하게 되었습니다. 학부 졸업 후 베를린공대 대학원에 입학하게 되었습니다.

Dr.-Ing.(Engineer)학위에 대해 말씀드리기 전에 독일의 교육과정을 간단하게 설명 드려야 이해하기 쉬울 것 같습니다. 메인 과정이라고 할 수 있는 Haupt diplom은 주전공 1개 부전공 2개가 의무사항인데, 저는 주전공은 Biotechnology를 하였고, 부전공으로는 곡류공학과 주정공학을 하였습니다. 주정공학에 대해서 조금 더 자세히 설명드리자면 ‘효모를 사용하는 생산- 및 폐기물 활용공정’으로 맥주, 와인, 제빵, 건강기능성식품, 사료 등 폐기물을 활용한 부산물자원화까지도 연구합니다. 특히 석사과정 중 Konrad-Adenauer 재단에서 장학금을 받으면서 사회이슈, 국제관계와 정책에 대한 세미나에 정기적으로 참여하면서 공학도로서 정책관련 연구도 진행하였습니다. Haupt diplom졸업(Dipl.-Ing.) 후에는 독일에서 연구원으로 재직하였고 박사학위는 ‘효묘대량생산 공정 최적화’ 주제로 박사학위를 취득하게 되었습니다.

독일의 박사과정은 흔히 알고 있는 미국교육과정에서 하는 박사과정과 다릅니다. 독일의 박사과정은 연구원에 맞춰서 정해져 있으며, 산업체에서 제안하는 문제들을 주제로 하여 수요에 따라 기간, 예산 등이 제안되고, 학교 또는 연구소와 산업체와 계약과 연구비 전달, 연구원은 연구를 진행하게 됩니다. 놀라운 점은 논문이나 특허보다 더 중요하게 여기는 것은 해당 산업체에서 기술을 활용해서 어떻게 그 회사 경제에 도움이 되는 것인가가 가장 중요하다는 점입니다.

Q. 대학원 연구하셨을 때 독일 산업계와의 협력 사례가 있다면 설명 부탁드립니다.
효모는 단백질 영양원이 되고, 고기 대신 먹을 수 있는 대안으로 언급될 만큼 중요한 요소입니다. 효모는 언제나 필요하고 밀가루와 같이 경기를 타지 않는 분야라고 할 수 있습니다. 효모의 활용과 관련되어 독일 산업계와의 협력을 했었는데 간단하게 설명 드리자면 크게 2가지 방향으로 협력을 하였습니다. 한 가지는 효모대량생산 공정에서의 생산성 효율화였고, 두 번째는 효모산업의 수출, 세번째는 효모제품의 기능성 제품화 등에 대해서 연구하였습니다.

산업계와 협력한 연구의 종류로는 한국으로의 효모산업 확산 가능성, 부산물을 활용한 기능성 식품 개발연구, 열대과일을 활용한 주스 개발, 생물학적 폐수처리 기술연구, 바이오가스, 바이오알코올, 바이오디젤 관련된 연구를 진행했었습니다.

위 연구 중에 몇 가지만 말씀드리자면, 우선 효모 부산물을 활용한 기능성 식품 개발연구에 대해 말씀드리겠습니다. 3개월짜리 단기 연구였는데 효모 부산물을 활용한 기능성 식품개발을 하고 생산성과 경제성이 있다고 판단되면 바로 제품개발을 진행하는 연구였습니다. 피드백이 빨라서 굉장히 재미있는 연구였으며, 이 연구를 통해 논문 보다는 경제성을 우선시하는 연구를 경험하였습니다. 이와 같이 독일에서의 학위과정은 실무적 사고를 통한 연구가 주를 이뤘습니다.

두 번째로는 바이오가스 관련하여 산업체와 협력하여 연구를 진행하였습니다. 음식물쓰레기를 처리해서 바이오가스로 전환하는 연구였습니다. 생산공정 최적화를 통해 바이오가스가 지속적으로 생산되면서 원료가 되는 음식물 쓰레기가 부족하게 되자, 휴겨지에 재배되는 옥수수로 대체하여 바이오가스를 생산하였습니다. 이 바이오가스 산업은 최근 우크라이나 – 러시아 전쟁 중에 독일에서 대체 에너지로 중요한 역할을 하여 에너지 위기에도 큰 역할을 하였습니다.

Q. 바이오연료와 관련하여 연구를 많이 진행셨는데 바이오연료 정책과 관련되어 설명해주실 수 있으신지요?
독일은 이미 바이오가스를 활용하여 5GW의 에너지를 생산하여 에너지 정책의 파이프라인으로 활발하게 활용하고 있습니다. 또한 미국의 일부 주에서는 일반 주유소에서 바이오에탄올을 10, 30, 50프로 선택하게 하여 주유하는 시스템이 정착되어 있습니다. 에너지 정책은 ‘완벽한 에너지원은 없다’는 명제 아래서 검토를 시작해야 합니다. 한국은 ‘에너지섬’이라고 불리우는 만큼 외부상황에 대처 할 수 있는 에너지 다양성을 정책의 메인스트림으로 잡아야 한다고 생각합니다. 화석연료도 필요합니다. 왜냐하면 석탄같은 경우에 화력발전소에서 발생하는 여러 부산물들이 화학물질로도 중요한 자원이기 때문입니다. 폐자원에서 자원화 하는 것 등을 더 활성화 해야 한다고 생각합니다. 이 외에도 독일의 사례와 같이 바이오가스, 바이오디젤, 바이오에탄올의 사용량도 높여야 합니다. 지속가능한 에너지 정책을 위해서는 장기적인 로드맵이 필요하다고 생각합니다.

Q. 공전원 학생들은 5~10년정도 각 산업계 (공공 기관, IT, 전기, 전자, 자동차, 정유, 화학 등)에 몸담고 회사에서 좀 더 전문적인 인력으로 키우기 위해서 선발된 학생들이 주를 이루고 있습니다. 만약 공전원 학생들 지도 강의 하신다면 어떤 과목을 가르쳐 주시면 좋을지? 어떤 산업군에서 그 과목과 교수님의 지도 강의를 필요로 할지? 듣고 싶습니다.
제가 생물공정공학이라는 수업의 첫 강의 때 학생들에게 생물공정공학은 인류의 발전에 공헌할 수 있는 분야라고 설명합니다. 생물공정학은 일상생활에 필요한 모든 것으로 화장품, 사료, 식품에 모두 필요합니다. 공학전문대학원에서 강의를 한다면 저탄소와 관련되는 순환경제에 관련된 강의들을 통해 생산과 폐기물 자원화등에 대한 개념을 이해하고 응용능력을 배양할 수 있을 것 입니다. 구체적으로는 다음과 같이10개의 분야로 정리할 수 있겠습니다.

1. 환경산업과 순환경제
2. 대한민국과 식품 산업: K-food로 확인된 식품음료산업에 대한 경쟁력강화
3. 바이오산업과 국가경쟁력: 코로나산업으로 확인된 바이오산업의 미래
4. 국가 인프라로써 대한민국 농업이 가야할 길
5. 바이오에너지 및 바이오연료의 미래와 국가경쟁력
6. 2050 탄소중립에서 있어서 바이오에너지 및 연료의 역할
7. 대체에너지로써의 바이오연료
8. 국가 또는 지역별 바이오에너지 상황
9. 바이오에너지에 대한 전반적인 내용: 바이오가스, 바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오수소
10. Netzero 2050을 위한 산업혁명과 같이 시작된 에너지와 폐기물에 대한 역사와 산업기술

Q. 마지막으로 더 하고싶은 말씀이 있으신지요?
엔지니어는 늘 정책에 염두해 두고 기술개발을 해야 한다고 생각합니다. 본인의 분야에서 국가적으로 어떤 이바지를 하는지에 대해서 생각하는 것이 중요합니다. Netzero 2050을 달성하기 위해서는 다른 현재 바이오디젤의 비율을 3%에서 5%까지 늘리기까지 결정하였고 8%까지 늘리는 것을 지향하는 정책을 삼고 있습니다. 그러나 이뿐만이 아니라 바이오에탄올과 같은 다른 바이오연료를 어떻게 사용할 것인지에 대한 합리적인 토론이 필요하다고 생각합니다. Netzero 2050를 달성하기 위해서 정부, 산업, 교육기관이 힘을 합쳐야 지속가능한 방법을 선택해야 할 것입니다. 감사합니다.