이산화탄소, 기후변화도 경제에도 문제다.
근래 들어 '기후변화'니 '탄소중립'이니 하는 뉴스 보도들을 자주 접하고 있는데요. 작년 겨울, 미국 텍사스 주에 급작스럽게 몰아친 한파, 그리고 올해 여름 중국에서 발생한 대규모 홍수 사태 등, 극단적인 기후 변화는 급격하게 늘어난 이산화탄소가 극지방의 빙하를 녹이면서 해수와 기류에 영향을 미쳐 발생하게 되는 것인데요.
이에 전 세계 각국에서는 탄소중립 목표 선언과 함께 탄소 규제를 더욱 강화하는 추세입니다. 주요 선진국들의 경우는 온실가스 배출권 거래제 확대 및 탄소세와 탄소 국경세등을 도입하여 저탄소, 친환경 경제구조로 전환하려고 하고 있으며, 이에 우리나라도 2050년까지 탄소중립을 하겠다는 선언을 하였습니다.
탄소중립? NO! 탄소네거티브!
국제에너지기구(IEA)의 시나리오에서는 2050년에 이산화탄소 순제로배출(Net-zero emissions), 탄소중립을 이뤄내야 한다고 말하고 있으며, 실제로 많은 국가들이 2050년까지 탄소중립을 목표로 내걸었습니다. 하지만 많은 과학자들과 환경단체들은 수십 년간 산업발전으로 인해 배출된 이산화탄소가 감소되어야지만 지금의 기후변화에 대응이 가능하다고 주장하고 있는데요. 이른바 탄소네거티브(Carbon negative)입니다.
이러한 탄소네거티브를 실현시킬 수 있는 탄소저감기술이 있는데요. 바로 직접 공기 포집 및 저장기술(Direct air capture and storage), DAC 기술입니다.
직접 공기 포집 및 저장기술 원리
직접 공기 포집 및 저장기술은 현재 이산화탄소를 많이 배출하고 있는 철강, 화학, 정유회사에서 발생하는 배기가스를 흡수제를 통해 이산화탄소만 따로 포집할 수 있도록 하는 것과는 다르게, 대기 중에 있는 공기를 거대한 팬을 이용하여 빨아들인 다음, 흡입한 공기에서 이산화탄소를 따로 포집하는 것입니다. 이렇게 포집된 이산화탄소는 이미 사용연한이 지난 유전 및 가스전의 유정에 저장하여 영구적으로 가두게 되는데요. 기 사용된 이산화탄소를 농축시켜 기존 석탄이나 석유가 되었던 곳에 다시 원복 시킨다는 개념으로 볼 수 있기 때문에 탄소네거티브 개념으로 볼 수 있겠습니다.
탄소네거티브를 넘어 영구재생에너지로 카본엔지니어링
직접 공기 포집 및 저장기술을 실질적으로 운용하고 'Carboon engineering'이라는 회사의 경우는 공기를 통해 포집한 이산화탄소의 저장을 넘어서, 이를 가솔린이나, 디젤 등 저탄소 연료로 사용할 수 있는 기술을 보유하고 있습니다. 조금 더 이 기술에 대해 알아보자면, 흡입되는 공기에서 순도 높은 이산화탄소를 따로 포집하기 위해서 흡입구 쪽에 수산화칼륨이 흐르도록 되어 있는데요. 흡입된 공기와 수산화칼륨이 만나게 되면, 아래의 화학반응식에 따라 이산화탄소는 탄산칼슘 결정을 변하게 됩니다. 탄산칼슘 결정과 태양광 등의 재생에너지를 통해 물을 전기분해하여 얻은 수소와 합성시켜, 탄화수소로 변환, 정제하여 저탄소 연료를 생산하는 것인데요. 이 회사는 본 기술을 선보인 1990년대 초창기만 하더라도, 이산화탄소 처리비용이 톤당 600달러에 달해 실용화에 의문이 제기되었으나, 포집기술발전을 통해 지금은 톤당 100달러 이하로 낮춤과 동시에 하루 1배럴의 탄화수소 연료를 생산하고 있다고 합니다.
참고로 본 회사는 지난 2019년 빌 게이츠 및 세계적인 정유회사인 쉐브론으로부터 6800만 달러의 자금을 모집받아 주요 투자자로 등록되어있으며, 얼마 전인 지난 8월 1일에는 Lanzs Tech UK와 협업으로 본 기술을 이용하여 지속 가능한 항공연료 생산 프로젝트에 들어가 영국 교통부로부터 'Green Fuels Green Skies competition'이라는 정부 주도 계획에 선정되어 2,100만 달러의 자금을 투자받았습니다.
Carbon Engineering & LanzaTech partner to produce SAF using direct air capture CO2; “air-to-jet”
LanzaTech UK and direct air capture technology company Carbon Engineering have partnered on a project to create sustainable aviation fuel (SAF) using atmospheric carbon dioxide (CO2). Project AtmosFUEL will investigate the feasibility of a large-scale, com
www.greencarcongress.com
이상으로 오늘은 탄소포집기술 중 하나인 직접 공기 포집 및 저장기술 및 이 기술의 선두주자인 카본엔지니어링에 대해서 간략하게 알아봤습니다. 이산화탄소가 높게 농축되어있는 산업시설을 넘어, 대기 중의 이산화탄소를 없앤다는 것은 효율성 측면에서 의문을 생기게 하지만, 이산화탄소 중립을 넘어 감소를 목표로 한 기술개발과 포집된 이산화탄소를 다시 이용 가능한 자원으로 변환시키고자 하는 이산화탄소 자원화 기술까지 발전하고 있는 이산화탄소 포집 저장 활용기술이 우리 눈앞의 현실로 점차 다가오고 있다는 생각이 듭니다.
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