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우리 인류가 이룩한 산업의 발전은 화석원료에 기반을 두고 있다. 현재 인류가 사용하고 있는 대부분의 정밀 화학제품, 의약품, 각종 화학 소재, 플라스틱, 연료 등은 화석원료 특히 석유를 원료로 생산되고 있다. 그러나 석유는 수요의 지속적 증가와 매장량의 한계 때문에 최근 그 가격이 급격히 상승하고 있으며 이로 인해 세계 경제의 발전이 크게 위협받고 있다. 또한 화석연료나 화석원료 이용하는 화학제품의 제조공정은 지구온난화 가스 및 폐기물을 대량생산하여 인류에게 심각한 환경문제를 야기하고 있다. 이에 바이오매스를 원료로 사용하는 새로운 생물화학공정, 즉 산업 BT 의 필요성이 대두되었다. 미국 에너지성(US DOE)은 2004 년 8 월 미래의 대체 화학물질의 목록을 발표하였다. 먼저 300 개 이상의 후보군을 선정하고, 이를 30 개의 잠재적인 후보군으로 압축하고 최종적으로 시장성과 합성방법의 기술적인 복잡성을 검토하여 당으로부터 생산될 수 있는 12 개의 기본요소(Building block)를 선정하였다. 이들은 보통 12 개의 Top valueadded chemicals 로 불리며 대체화학원료를 논할 때 가장 보편적으로 인용되고
있다. 아직까지 Biotech 을 이용하여 생산되는 대체 화학원료의 수와 양은 제한적이다. Ethanol(12.6 million ton/year)과 구연산(750,000 ton/year)을 제외하면 몇 종류의 아미노산(L-lysine, L-glutamine)이 연간 10 만 톤 규모로 생산되고 있으며 유기산(acetic, itaconic, lactic acid)이 연간 1 만 톤 규모, 그리고 비타민(B2, B12)과 항생제들이 연간 약 1000 톤 규모로 생산되고 있을 뿐이다. 그러나 장기적으로 그 수와 양은 급격히 증가할 것으로 예상된다. 본 발표에서는 12 개 기본요소를 중심으로 현황과 전망을 소개한다.