CCUS 기술 적극 활용해 이산화탄소 감축은 물론 미래 자원으로 활용 가능

[인더스트리뉴스 최홍식 기자] 지속적인 경제성장과 산업발달은 우리 생활을 윤택하게 만들었지만 이산화탄소 발생을 증가시켰고, 온실가스 확대 및 기후변화문제를 일으켰다. 기후변화 문제가 심각해지면서 전 세계는 지구온난화 방지 및 기후변화 대응을 위해 이산화탄소 배출 감소를 위해 노력하고 있다. 이산화탄소 감축을 위해 친환경 재생에너지 사용 비중을 높여가며, 내연기관 자동차 대신 전기차 및 수소차 상용보급에 매우 적극적이다. 또한, 발생되는 탄소를 포집하는 기술부터 자원화하는 기술도 주목받고 있다.

최근 포스코경영연구원에서는 탄소자원화 국가전략프로젝트 사업단과 함께 이산화탄소를 활용해 미래 자원으로 사용할 가능성을 분석한 보고서를 발표했다. 이 분석 보고서에는 탄소를 자원화 하는 방법과 주요국 산업계 추진 동향, 미래 자원으로 가능성 등에 대해 분석하고 있다.

역발상을 통해 이산화탄소를 미래 자원으로 활용하는 것은 물론 기후변화 대응 수단으로 활용하고자 하는 기술 연구 개발이 적극 추진되고 있다. [사진=dreamstime]

탄소포집·저장·활용 기술은 완전한 재생에너지 사용으로 가기 위한 징검다리

탄소를 자원화 한다는 것은 이산화탄소를 포집해 화학·생물학적 변환 과정을 거쳐 화학제품의 원료나 광물탄산화, 바이오 연료 등으로 전환하는 기술을 의미한다. 탄소자원화는 혁신적인 이산화탄소 감축 수단일 뿐 아니라 폐기물과 같이 처리대상으로 여겨지던 이산화탄소를 경제적 가치를 가진 자원으로 재활용한다는 점에서 더욱 주목받고 있다.

파리기후변화협약 이후 세계 주요국들은 이산화탄소 감축에 적극 노력해왔다. 그럼에도 불구하고 화석연료 중심의 에너지 믹스, 개도국 경제성장 영향으로 세계 이산화탄소 배출량은 지속적으로 상승 그래프를 그리고 있다. 이에 따라 세계 여러 나라는 이산화탄소 배출량 자체를 감축하는 노력과 더불어 배출된 이산화탄소를 포집해 저장 또는 활용하는 탄소포집·저장·활용(CCUS) 기술 등 새로운 감축수단의 병행이 필수적이라는 인식이 확대되고 있다. 실제로 IPCC, IEA 등은 지구 평균온도 상승을 1.5℃ 이하로 제한하는 UN기후변화협약 공동 목표를 달성하기 위해서는 CCUS 도입이 절대적으로 이뤄져야 한다고 판단하고 있는 상황이다.

포스코경경영연구원에서는 탄소자원화 기술은 CCUS 기술의 상위범주이며, CCUS 기술은 포집한 이산화탄소의 최종 처리 방식에 따라 두 가지 기술로 구분된다고 보고하고 있다. 탄소포집 저장 기술(CCS : Carbon Capture Storage)은 이산화탄소가 대기 중으로 방출되기 전 포집하고 수송해 지중, 해저지층에 영구적으로 저장하는 방식이다.

반면, 탄소자원화 기술(CCU : Carbon Capture Utilization)은 포집된 이산화탄소를 화학, 생물학적 변환 과정을 거쳐 화학·플라스틱 제품의 원료, 바이오 연료 등으로 전환 가능한 기술이다. 탄소자원화는 앞서 언급했듯이 이산화탄소 감축을 위한 혁신적 수단일 뿐 아니라 탄소포집·저장과 달리 경제적 가치를 가진 자원으로 재활용 가능하다는 점에서 차별성을 가진다. 특히 이산화탄소 배출이 많은 정유·석유화학, 철강, 시멘트 등 산업부문에서는 산업성장과 이산화탄소 감축을 동시에 추구할 수 있는 수단으로 탄소자원화 기술의 가능성에 많은 국가와 기업들이 주목하고 있다.

세계 주요국들은 중장기 온실가스 감축목표 달성을 위한 가교기술로 탄소포집·저장·활용 기술 개발을 지속적으로 추진하고 있다. 친환경 재생에너지로 완전한 전환을 이루기까지 상당 수준의 시간과 재원이 소요될 것으로 전망되기 때문에 현실적인 온실가스 감축 대안으로 대부분 국가에서 관련 R&D를 추진하고 있다. 

기술 초기에는 탄소포집·저장 기술에 초점이 집중됐으나, 저장장소 확보 및 안정성 문제로 많은 프로젝트들이 지연 또는 취소됐다. 이에 탄소포집·저장 기술의 대체 또는 보완 기술로서, 저장장소가 필요하기 않으며 제품생산을 통해 부가적인 이익을 창출하는 탄소자원화 기술로 관심이 전환되고 있는 상황이라고 포스코경영연구원에서는 분석하고 있다.

세계 주요국들은 중장기 온실가스 감축목표 달성을 위한 가교기술로 탄소포집·저장·활용 기술 개발을 지속적으로 추진하고 있다. [사진=dreamstime]

미래 자원으로 가능성 높지만 상용화 위한 지속적인 기술개발 노력 필요

포스코경영연구원에서는 우리나라와 같은 에너지 다소비 산업구조에서는 에너지 절약 및 재생에너지 활용만으로는 이산화탄소 감축에 한계가 있을 것이라고 전망한다. 이를 극복할 수 있는 가장 현실적인 감축수단 중 하나가 탄소포집·저장·활용 기술이라고 분석하고 있다. 

또한, 석탄발전뿐 아니라 석유화학, 철강, 시멘트 등 연관산업의 원료·제품 다변화·다원화, 부가가치 창출, 다양한 융합기술 파급 효과, 일자리 창출까지 경제적 효과에 대한 기대가 존재한다고 보고 있다. 그럼에도 불구하고 현재 단계는 전 세계에서 상용화 수준의 검증된 기술 및 사업 모델이 없는 상황이다. 때문에 적극적인 정책 및 제도적 뒷받침이 이뤄져야 하고 이를 통해 기술개발 및 사업 활성화가 이뤄져야 한다.

탄소포집·저장·활용 기술은 정부 정책 의존도가 높은 기술이다. 국가적 지원을 통해 초기 R&D 및 실증사업을 추진하고 자생력 있는 산업 생태계까지 조성한 독일의 사례를 벤치마킹 할 필요가 있다고 포스코경영연구원에서는 분석하고 있다. 더불어 공통기술, 혁신기술 성격의 탄소자원화 기술개발을 위해서는 민관협력이 필수적이므로, 정부 차원에서 민간 참여 및 투자 촉진을 유도할 수 있는 다양한 정잭과 제도적 체계조성 노력이 병행되어야 할 것으로 보고 있다.

연구를 진행한 포스코경영연구원 관계자는 “탄소자원화 기술은 순환경제로의 전환, 저탄소·친환경 성장 패러다임 변화 속에서 그 중요성이 더욱 커질 수 있다”며, “관련 동향에 대한 지속적인 모니터링을 진행할 필요가 있다”고 밝혔다. 또한, “향후 탄소규제 강화 및 확대 등을 통해 현재 경제성이 확보되지 않는 관련 기술들도 상용화 될 가능성이 있으며, 선제적으로 기술 우위를 확보할 경우 탄소자원화 기술 시장 선점 및 상용화 과정에서 주도적 역할을 수행할 수 있으므로 미래 활용가치를 고려해 장기적 차원에서 전략적 접근을 모색할 시점이다”고 분석했다.

[최홍식 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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