탄소 포집활용저장기술(CCUS) 핵심 정리

세계적으로 탄소 감축의 중요성이 높아짐에 따라 CCUS 기술이 탄소중립 달성의 필수적인 기술로 부상하고 있으며, 세계 각국은 기술개발 및 상용화에 박차를 가하고 있습니다. 미국과 유럽이 CCS, CCU 기술을 주도하고 있으며, 대규모 신규 프로젝트를 추진 중입니다. CCUS 기술이 활성화되면서 ‘블루수소’ 생산도 확대될 전망됩니다.

 

파리 기후협약 이행 노력

파리 기후협약에 따라 2050년까지 산업화 이전 대비 1.5℃ 이하로 기온 상승 폭을 억제하기 위한 노력이 가속화되고 있습니다. 세계는 이산화탄소 배출 감축을 위한 전 지구적인 노력을 촉구하고 있으며, 앞 다투어 탄소중립을 선언하고 있습니다.

 

탄소감축 수단

탄소감축 수단에는 행동 변화와 수요 감축 외에도 효율 향상, 수소 활용, 재생에너지를 활용하여 전기를 생산하는 것입니다. 태양광과 풍력이 대표적인 재생에너지원입니다. 그 외에도 CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage)를 활용하는 방안이 있습니다.

 

CCUS 산업 개요

CCUS는 산업시설 등에서 발생하는 이산화탄소를 포집하고 이를 지하에 저장하는 기술(CCS)과 탄소를 활용하여 고부가가치 자원 물질로 전환하는 기술(CCU)을 통칭하는 용어입니다. 미국을 중심으로 한 북미지역이 CCS 기술을 주도하고 있습니다. 유럽을 중심으로 CCU 기술을 사용하여 포집한 탄소로 폼 매트리스나 건설 자재를 생산하는 등 탄소 활용이 확대되고는 있지만 아직은 초기 단계입니다.

 

CO2 포집기술은 배출원에서 CO2를 다른 가스로부터 분리 및 회수하는 것으로, 흡수법, 흡착법, 막분리 법이 있습니다. 현재 세계 각국은 기술이 뛰어나면서 경제성 있는 우수한 포집재 및 공정개발을 위한 노력이 계속되고 있습니다.

 

CO2 저장기술은 포집된 CO2를 선박 등으로 수송하여 유전이나 가스전에 주입하거나 염대수층 등에 저장하여 대기와 격리하는 방식입니다. 이 기술은 새로운 기술은 아니며, 석유 증산을 위해 1970년대부터 석유증진회수(EOR, enhanced oil recovery) 등에 활용되어 왔습니다.

 

CO2 활용 기술은 화학적 변환을 거쳐 플랫폼 화합물, 연료, 유기산, 탄화수소 화합물 등 화학적으로 활용하는 방법, 바이오매스 등 생물학적 전환을 거쳐 바이오 연료, 바이오 제품(소재) 등으로 활용하는 방법, 그리고 CO2와 알칼리계 암석이나 산업부산물 등의 반응을 통해 무기탄산염 형태로 활용하는 방법 등이 있습니다.

 

CCUS 향후 전망

CCUS 설비는 1980년대 이전 천연가스 처리 설비에서 시작하여 이후 합성연료, 비료생산, 에탄올생산, 화학 산업, 그리고 최근에는 수소생산, 발전, 철강 산업 등으로 포집원이 확장되어 왔습니다. 특히나 주목할 점은 CCUS가 탄소감축 방법 중 유일한 사후 감축방안이라는 것입니다. 따라서 앞으로 파리 기후협약의 1.5℃ 목표 달성을 위한 CCUS의 기술 기여도는 점점 높아질 것으로 보입니다. 특히 CCS 기술은 천연가스에서 수소를 추출하는 과정에 적용하여 탄소의 90% 이상을 감축하는 블루수소 생산에도 적용됨에 따라 향후 블루수소 생산도 확대될 전망입니다. 다음에는 수소에 대해서도 한번 다루어보도록 하겠습니다.