화석연료가 등장하기 이전 인류는 자연의 순환을 통해 얻을 수 있는 나무와 식물성 기름 등을 에너지원으로 사용했다. 18세기 석탄을 시작으로 화석연료가 본격적으로 사용되면서 인류는 에너지 풍요의 시대를 맞이하게 된다. 급속한 발전으로 우리의 삶은 더욱 윤택해졌다. 하지만 산업발전은 지속 불가능한 에너지를 기반으로 하기 때문에 근본적 한계를 내포한다. 이러한 이유로 원자로에서 발생하는 핵분열에너지를 전기에너지로 전환하도록 설계된 원자력발전소가 탄생했다.

그러나 2011년 3월, 우리가 사용하고 있는 에너지원의 많은 부분을 차지하고 있는 원자력 발전소에 대한 우려가 현실로 다가왔다. 일본 동북부 지방을 관통한 대규모 지진과 쓰나미로 인해 후쿠시마현(福島縣)에 위치해 있던 원자력발전소의 방사능이 유출되어 심각한 환경오염을 일으킨 것이다. 이러한 방사선 오염은 일본에 근접해 있는 우리나라를 비롯한 전 세계적인 문제가 되었고, 현재 대부분의 에너지원으로 활용하고 있는 원자력발전소에 대한 인식전환의 계기가 됐다.

화석연료 사용으로 인한 환경오염과 매장량 고갈에 대한 문제의 해결로 대두된 원자력발전소는 또 다른 환경오염 문제를 안고 있어 이러한 문제점들을 해결하기 위한 대체에너지의 개발은 이미 전 세계적으로 해결해야 할 당면 과제로 대두되고 있다.

이러한 대체 에너지로써 많은 연구자들에게 관심을 받고 있는 기술이 바이오에너지다. 이 기술은 크게 바이오디젤과 바이오에탄올로 구분된다. 바이오디젤은 콩기름과 유채기름 같은 식물성 기름을 원료로 만든 무공해 원료이며 바이오에탄올은 사탕수수, 밀, 그리고 최근에는 셀룰로오스로 이루어진 옥수수, 거대억새, 나무 등으로 미생물이나 효소를 이용해 만드는 것이다.

바이오에너지는 환경오염 물질을 배출해 내는 기존 화석원료들과 달리 식물로부터 원료를 얻기 때문에 유해물질을 거의 배출하지 않는다. 그러나 식물을 이용하는 바이오에너지 생산을 위해서 해결해야 할 가장 큰 문제점은 재배지역의 확대와 식물 생산량을 늘리는 것이다. 현재의 식물 재배 가능 지역으로는 필요한 바이오에너지 생산에 대한 수요를 감당하기 어렵다.

그래서 식물들이 거의 자랄 수 없는 불모지에 바이오에너지를 생산할 수 있는 식물을 재배하거나, 생산량을 획기적으로 늘리는 재배 방법을 강구해야 하는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 기존의 식물 육종방법이나 재배방법으로는 이미 한계점에 와 있다.

따라서 생명공학 기술을 이용해 불모지의 땅에 불량환경 내성 품종을 개발하여 심거나 또는 기름의 구성 성분을 변형하여 생산량을 증가시키는 작물을 개발하는 것이다. 현재 농촌진흥청 국립농업과학원에서는 이러한 문제점들을 극복하기 위하여 생명공학적 방법을 이용한 연구를 진행하고 있다.

하나의 예를 들자면 수변이나 불량환경에서도 잘 자라는 거대 억새도 경쟁력이 높은 바이오에너지 생산 식물로 개발할 수 있는데, 이를 이용하기 위해서는 거대 억새의 품종개발과 재배 방법의 개선뿐만 아니라 전처리 과정에 대한 기술이 개발돼야 한다. 또한 이 작물의 주성분인 리그닌과 셀룰로오스를 동시에 분해할 수 있는 미생물의 개발이 중요하다. 이같이 우리가 흔히 볼 수 있는 식물들을 이용해서 바이오에너지를 생산하기 위해서는 현재의 한계점을 극복할 수 있는 생명공학 기술의 활용이 필요한 시점에 와 있다.

지구 곳곳에서 일어나고 있는 기후변화와 점점 고갈되고 있는 화석연료 대체 에너지로서 바이오에너지에 대한 연구는 우리의 또 다른 유전이자 에너지 주권 확보, 농업의 고부가가치 산업으로의 전환이라고 할 수 있다. 이를 위해 IT와 BT가 융합된 첨단 농업기술 개발은 미래 기술에서 상당히 중요하다.