[에너지벤처투자세미나] 탄소중립 핵심기술 동향 및 전망

 

다가오는 4월 22일은 '지구의 날'입니다!

 

환경부에서는 지구의 날을 맞아 기후변화의 심각성을 알리고, 탄소중립 생활 실천 확산을 위하여 다양한 행사와 캠페인을 진행할 예정인데요.

 

블버인은 에너지기술평가원과 한국벤처캐피탈협회가 개최한 ' 제2회 에너지벤처투자 인사이트+세미나'의 내용에 근거하여 여러분과 탄소중립에 대해 이야기하는 시간을 가져보려 합니다.

 

탄소중립이란?

 

출처: 탄소중립 정책포털

 

제조강국인 한국에서 탄소 배출량을 줄이는 건 쉽지 않으므로, 이를 제거 및 활용하는 기술 개발이 필수적입니다.

 

 

탄소중립 핵심 기술 CCUS

 

출처: 제2회 에너지벤처투자 인사이트+세미나

 

한국은 2050년까지 탄소중립을 실현하기 위해 CCUS 등의 기술을 활용합니다.

 

현재 '선박분야'가 탄소절감에 가장 집중하고 있는데요. 2030년까지 목표치를 달성하지 못하면 해상운송권을 빼앗길 수 있기 때문입니다.

 

화석연료 발전 공장의 경우는 통상 500메가~1000메가급 탄소가 배출되는데, 이 경우 CCS 기술 설비를 구축하기 위해서 1조 2천억원이라는 막대한 비용이 필요합니다. 이러한 이유로 한국은 CCUS 기술을 적용하기보다 차라리 화석연료 공장을 폐쇄하고, 친환경 에너지 생산을 늘리는 방식을 채택했습니다. 한국은 이산화탄소( CO₂ ) 포집에 회의적이나, 석탄 발전 시 암모니아 등 첨가물을 함유하여 최대한 CO₂ 발생을 줄이고자 노력하고 있습니다.

 

 

CCUS란?

 

출처: 제2회 에너지벤처투자 인사이트+세미나

 

그렇다면 CCUS 기술이란 무엇일까요?

CCUS는 '이산화탄소(Carbon)'를 '포집(Capture)'하여 '활용(Utilization)'하거나, '저장(Storage)'하는 기술을 총칭하는 용어입니다. CCS는 이산화탄소를 포집 및 저장, CCU는 포집 및 활용하는 기술입니다. 

 

위의 기술들을 활용하기 위한 여러가지 노력이 있었으나, 현재 상용화하기 쉽지는 않은 실정입니다.

 

- 탄소 수송 시 필요한 파이프라인 구축이 님비 현상으로 인해 어려움

- 유전에 CO2를 밀어 넣으며 그 압력으로 원유를 추출하는 기술도 있으나, 좋은 기술임에도 불구하고 상업적 기술이라는 이유로 탄소감축 인정 안됨

- CCU의 경우도 탄소를 포집해 유용한 상품으로 전환하는 과정에서 또 CO₂ 가 발생된다는 이유로 탄소감축 인정 안됨

- CCS 기술 소요비용은 75%가 포집에서 발생하여 포집의 경제성을 갖는 것이 CCS의 핵심

- 탄소 포집없이 한번에 양이온 반응시켜 광물화 방식도 있으나, 경제성이 너무 떨어져서 상용화 어려움

 

현재 탄소 관련 기술들이 경제성과 실효성이 부족하다는 지적이 많습니다. 법적 개선방안을 마련하고 기업들도 많은 노력이 필요할 것 같습니다.

 

 

탄소 포집기술의 메커니즘

 

출처: 제2회 에너지벤처투자 인사이트+세미나

 

탄소중립의 핵심은 '탄소 포집'입니다.

CO₂포집기술은 대표적으로 '습식·건식·분리막'으로 나뉘며, 각기 장단점이 있어 상황에 맞게 여러 방식을 활용해야 합니다.

 

'CO₂ 습식 포집'은 산업현장에서 50년 이상 사용된 기술로, CO₂가 액체와 접촉했을 때 기체 용해도의 차이 또는 액상흡수제와 CO₂ 사이의 산-염기 중화 반응을 활용해 기체 내 포함되어 있는 CO₂를 액체 쪽으로 분리하는 기술입니다. 습식 포집은 화력발전, 제철소, 시멘트사업장, 석유화학산업 등 CO₂가 대량으로 발생하는 시설에서 쓰이며, 기술 신뢰도가 높고 낮은 투자비와 대용량화가 가능하나, 흡수제 재생을 위한 에너지 소모가 상대적으로 많은 단점이 있습니다.

'CO₂ 건식 포집'은 연소 배기가스에 포함된 CO₂를 고체입자를 이용해 선택적으로 포집하는 기술입니다. 습식 대비 폐수 발생 문제는 없으나, 재생에 필요한 에너지가 다소 높으며 고체흡수제의 마모, 포집한 CO₂의 고순도화 등 공정 운영에 해결해야 할 문제가 존재합니다.

'CO₂ 분리막 포집'은 연소 전·후 과정에서 CO₂를 선택적으로 투과시키는 분리막을 이용하는데, 분리막 소재의 성능은 CO₂와 타 기체 성분과의 선택도와 분리막을 지나가는 유량을 나타내는 투과도에 의존합니다. 낮은 에너지 소모 및 운영비, 소규모 설비의 장점이 있으나, 높은 초기 투자비 및 낮은 선택도로 인해 연구가 더 필요할 것으로 보입니다.

 

해외 CCS 정책

 

출처: 제2회 에너지벤처투자 인사이트+세미나

 

아시아태평양은 북미, 유럽에 비해 CCS 정책에 대한 관심도가 가장 낮습니다. 한중일 3국이 주도적으로 나서서 국가별 연합을 이끌어야 하지만, 아직까지는 어려운 실정인데요. 오히려 인도네시아, 말레이시아 등이 탄소저장 토지를 내놓으며 비용을 지불하고 사용하라고 먼저 제안을 해온 상황이며, 향후 방향성에 대한 논의가 중요할 것으로 보입니다.

 

 

향후 탄소 중립 기술의 방향성

 

출처: 제2회 에너지벤처투자 인사이트+세미나

 

우리나라의 탄소 중립 기술 방향성은 어떨까요?

한국 포집 기술 수준은 세계 선두 기술 수준에 비해 2년 정도 뒤쳐져있다고 합니다. 조기 상용화를 위해서는 '탄소절감 인센티브'가 가장 중요하며, 해외 저장소 확보도 필수적일 것으로 판단됩니다. 머지 않은 시점에 국내의 SEC, 금호석유화학 등의 기업에서 탄소 중립 기술의 상용화 가능 여부가 발표될 텐데요. 기대가 많이 됩니다!