CCS는 무엇일까?
최근 지구촌 곳곳에서 이상 기후 현상이 일어나고 있습니다. 그중에서도 가장 대표적인 사례로 지구온난화가 있습니다. 지구온난화는 장기간에 걸쳐 전 지구 평균 지표면 기온이 상승하는 것을 의미합니다. 좀 더 깊게 들어가면, 산업혁명 이후 전 지구 지표면 평균 기온이 상승하는 현상을 말합니다. “CCS가 무엇일까?”라는 질문을 던지고 왜 이런 이야기를 할까? 바로 그 이유는 CCS 기술은 CO2 즉, 이산화탄소를 저장 및 포집하는 기술이기 때문입니다. 이때 이산화탄소는 지구온난화의 주범인 온실가스 기체 중 하나로 분류됩니다. 특히 온실가스에서 메탄과 이산화탄소가 가장 큰 비중과 악영향을 미치는 요소이기 때문입니다. 따라서 전 세계적으로 문제의 원인인 이산화탄소의 비중을 줄이고자 노력하고 있습니다.
이산화탄소를 줄여나가는 것은 크게 보면 총 2가지로 분류할 수 있습니다. 첫 번째, 이산화탄소 배출이라는 가장 근본적인 원인을 줄여나가는 것, 두 번째, 기존의 이산화탄소의 비중을 줄여나가는 것입니다.
우리 생활에 없어서는 안 되는 휘발유, 경유, 플라스틱 등과 같은 것들, 즉 유기화합물을 연소하고, 가공하는 과정에서 다량의 이산화탄소가 발생합니다. 이 이산화탄소를 대기로부터 격리하는 기술을 Carbon Capture and Storage, CCS라고 합니다.
즉, 쉽게 생각하면 다량의 이산화탄소를 땅속에 저장하는 기술을 말하는 것입니다. CCS 기술은 지속 가능한 발전과 경제성, 현실 가능성에 있어 중요 열쇠가 되어질 수 있다는 점에서 미래의 핵심이 될 수 있습니다.
CCS에서 이산화탄소 포집은 어떻게 할까?
CCS 기술은 연소 후 포집, 연소 전 포집, 순 산소 연소 포집으로 크게 3가지로 나뉘어서 구분합니다. 연소 후 포집은 연소 후 배기가스에 포함된 이산화탄소를 흡*탈착하여 분리하는 기술로 기존 발생원에 적용하기 가장 용이합니다. 또한, 연소 후 포집 기술은 크게 습식 포집, 건식 포집, 분리막 포집으로 나뉘고, 배기가스의 성질에 따라 다른 방법으로 분류되어 포집 됩니다. 연소 전 포집은 석탄의 가스화 또는 천연가스의 개질반응을 통해 합성가스를 생산한 후, 수소와 이산화탄소를 전환하여 이산화탄소를 포집하고 수소를 생산하는 기술을 말합니다. 마지막으로 순 산소 연소 포집은 질소 성분을 미리 배제한 순도 95% 이상의 산소와 재순환된 배기가스를 사용하여 미분탄을 연소시켜 이산화탄소와 물이 대부분을 차지하는 배기가스를 생성한 후, 물의 간단한 응축 과정을 통해 고농도의 이산화탄소를 포집하는 기술을 말합니다.
이산화탄소를 수송하고 저장하는 것은 어떻게 할까?
이산화탄소가 포집 되면, 이산화탄소를 90% 이상으로 고농축하고, 압축하여 파이프라인, 선박 등을 이용해 저장소로 운반합니다. 800m 이상 지하의 폐유전이나 가스전 등에 이산화탄소를 반영구 보관하며 필요에 따라 원유 및 메탄 증산을 위해 사용되는 것입니다. 현재 처리 비용이 많이 들어 해양 지중 저장은 현재 많이 이용되지 않습니다. 그러나 국내에서 대표적인 사례가 있는데요. 울산의 동해 고래 가스전의 석유를 다 시추 후 이산화탄소를 저장하는 장소로 사용한다고 발표한 적도 있습니다.
한국 CCS 현재 위치는?
대한민국 정부도 CCS 기술을 국가 차원의 중점 투자 대상으로 선정하여, 기획재정부, 미래창조과학부, 산업통상자원부, 해양수산부, 환경부, 녹색성장위원회로 구성된 국가 CCS 종합추진계획을 수립하여 한국이 중장기 CCS 기술개발에 힘쓰고 있습니다. 특히 한국 에너지 연구원에서는 CCS 기술을 주도적으로 개발하고 있으며, KIERSOL이라는 흡수제를 개발하기도 하였습니다. KIERSOL은 일종의 소재 기술로 이산화탄소를 직업 포집하는 “주물질”과 속도를 빠르게 해주는 “증진제”의 혼합 형태로 구성되어 있습니다. 연소 후 이산화탄소를 직접적으로 포집하는 기술로 반응속도도 빠르고 20~60℃의 낮은 온도에서 작동하며 소재가 저렴해 고효율 저비용 대량 포집이 가능하다는 장점이 있습니다. 뿐만아니라, 국내 기업에서도 CCS와 관련된 여러 사례를 찾아볼 수 있는데요. 포스코인터내셔널, SK 등 특히 포스코인터내셔널 회사는 호주의 Senex 에너지 회사를 인수하여 가스전, 블루수소, 이산화탄소 포집 및 저장(CCS)등 사업을 더욱 적극적으로 추진하고자 노력 중입니다.
CCS 전망과 현실 가능성
CCS는 앞으로의 2050 탄소중립으로 향하는 중요한 열쇠가 될 수 있습니다. 현재 기존의 화석연료를 사용하는 화력 발전을 신*재생에너지 발전과 원자력 발전소로 바꾸는 노력, 경유, 휘발유, 등유 대신에 전기, 수소를 이용하는 교통수단의 발전. 도시가스, 연탄 대신에 전기 인덕션을 사용하는 경우까지, 하지만 우리는 식생활 중 육류 특히 소를 섭취하고, 공장에서 물건을 생산하기 위해 탄소, 메탄과 같은 온실기체가 방출됩니다. 따라서 CCS 기술을 활용하여 대기 중의 온실가스 기체를 줄인다면, “현재 우리에게 다가오는 재앙을 막을 수 있지 않을까?” 생각합니다. 앞으로의 CCS의 기술이 발전하고, 고농축으로 압축하는 기술까지 발전한다면 미래는 새로운 세상을 열어줄 것을 전망합니다. 국내 정부와 기업에서 CCS 기술개발에 열심히 전념해야 할 것입니다. 그렇기 위해서 소비자로, 국민으로 탄소에 대한 경각심을 생각해야 합니다. 또한, CCS 기술은 교토의정서에서 시행되었던 탄소 배출 거래제와 같이 CCS 기술도 탄소를 줄이기 위한 하나의 전략으로 평가될 수 있습니다.
한바다 교지 편집국 : 38기 한기환
참고 자료
1. CCS, 네이버 백과
2. 한국에너지기술연구원 사업화 유양기술 P42~43, 연구책임자 그린에너지공정연구실 윤여일
3. 유정근 기자, 포스코인터내셔널, 블루수소*CCS사업“본격”, 투데이에너지, 2022.03.31
4. 장문기 기자, 인수*투자 확대하는 상사업계...“2라운드”본격화, 아주경제, 2022.04.02.
