CO₂고농도로 포집해 다른 제품의 원료로 사용
0.5MW 포집 가능하지만 저장소 확보는 아직
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▲박정훈 연구원은 탄소포집저장기술이 기후변화에 가장 현실적인 대안으로 꼽았다. |
Q. CCS(탄소포집저장기술)란 무엇인가
A. 화석연료 발전공장과 같은 대규모 배출원으로부터 발생하는 CO₂를 대기로 배출하기 전에 고농도로 포집한 후 압축·수송해 안전하게 저장하는 기술이다.
2008년 8·15 경축사 이후 녹색성장이 국가 기조로 자리 잡으면서 CO₂감축과 녹색기술이 주목받았다. 녹색기술의 포인트는 탄소를 절감하는 것이다. 가장 효과적인 방법은 태양광, 풍력 등 신재생에너지를 사용하는 것이지만, 아직까지 기술이 미흡하고 간헐적이라는 단점이 있다. 또한 IAEA가 2050년 세계 연료시장에서 전체 사용연료의 70%가 화석연료일 것이라는 내용의 보고서를 발간하면서 화석연료로 인한 탄소 배출을 최소화하는 연구가 더욱 탄력받았다. CCS는 탄소를 절감하고 원료화할 수 있는 가장 현실적인 대안이다.
Q. 호주에 다녀온 걸로 알고 있다
A. 산업계에서 CCS와 관계자들이 호주를 방문해 연구 현황 및 산업시설을 시찰했다. 호주는 CCS 연구가 적극적으로 진행되고 있는 나라 중의 하나다. 국책사업으로 선정해 출연연구소를 마련하는 등 정부가 적극적으로 지원하고 있다. 현재 CCS 실증단계 연구를 진행하고 있으며, 실증 연구 결과가 긍정적일 경우 상용화 단계에 나설 계획이다.
아쉽게도 아직까지 CCS가 상용화 단계에 들어선 곳은 없다. 일부 상용화된 곳이 있지만, 엄격한 의미에서 CCS를 활용하는 것이 아니라 다른 공정과 연계한 시스템을 운영하고 있다.
한 예로 석유 저장소에 질소가스를 사용해 석유를 빼내던 것을 CO₂로 대체하는 형식이 있다. 이러한 공정을 EOR(Enhanced Oil Recovery)이라고 하는데, 석유를 빼낸 후 석유를 팔기 때문에 금전적인 이득이 발생하지만 아직까지 CCS만을 통한 금전적 이득은 어려운 상황이다. EOR은 저장소에 가스를 빼서 사용하거나 폐유 전에 남은 석유를 꺼내는 데 CO₂를 활용하는 방식으로 활용되고 있다.
Q. 국내 CCS 연구는 어떻게 진행되고 있는지
A. 이산화탄소 저감 및 처리기술개발사업단(CDRS)을 구성해 운영하고 있다. 교육과학기술부 산하에 프론티어사업단으로 구성돼 2002년부터 100억원 규모의 지원금을 받아 연구를 수행하고 있다. 이산화탄소와 관련한 다양한 사업이 진행되고 있는데 그 중 하나가 CCS 사업이다. 2012년 사업이 마무리되면 후속 사업으로 지식경제부에서 ‘CCS 2020’이라는 새로운 과제를 출범할 예정이다.
국내 기술로 0.5MW의 탄소를 포집하는 기술에 성공했다. 한국에너지기술연구원과 전력연구원 공동 과제로 추진해 하동 남부발전소에서 0.5MW 탄소를 포집해 운전하고 있다. 내년부터는 30MW로 업그레이드해서 운전할 예정이다.
Q. 포집 이외에 저장기술도 중요하겠다
A. 그렇다. 지질자원연구소에서 저장소를 찾고 있지만, 아직 탄소 저장소로 알맞은 지반을 발견하지 못했다. 일반적으로 CCS라 하면 탄소를 포집해서 저장하고 사용하는 기술을 말하지만, 아직까지 우리나라에 탄소를 저장할 만한 공간이 없다. 그래서 앞서 언급한 포집된 탄소들도 사용하지 못하는 안타까운 실정이다.
탄소 저장 공간은 지하 500~800미터에 이산화탄소가 투과되지 않는 암석층과 암석층 사이가 가장 적절하다. 국내에서 저장소를 찾기 위한 연구를 진행 중이지만, 아직까지 저장소을 찾아내지 못했다. 국내에 마땅한 저장소가 없을 경우 다른 나라와 연계해 저장 공간을 확보해야 할 것으로 보인다. 호주, 중국, 중동의 경우 가스와 석유를 뽑아 쓰고 남은 가스정이나 유정을 통해 CO₂를 저장하고 있다.
만약 국내에 조건에 맞는 저장 장소가 없을 경우 국제 협력을 통해 해결하기 위한 다양한 방법을 강구하고 있다. 그래서 최근에는 저장 장소에 대한 국제 공동연구도 활발히 이뤄지고 있다. 만약 국내에 저장소를 확보하지 못한다면 저장 공간을 확보하고 있는 나라와 파이프, 배 등으로 저장소를 공유할 수 있는 방안을 고민하고 있으며, 청정개발체체(CDM)를 활용해 CCS 기술이 미비한 국가의 탄소를 저감해 주는 방안 등 다양한 방안을 고심하고 있다.
Q. CCS를 상용화한 사례가 있는지
A. 아직까지 상용화된 사례는 없다. 탄산음료나 화학연료에 활용하겠다는 의견이 제시되고 있지만, 구체적인 방안은 마련되지 않았다. 미국 웨이번에서는 ‘웨이번 프로젝트’라고 해서 상용공정을 갖추고 있다. 다만 CCS 단독 기술이 아닌 EOR 공정으로 폐유 전에 남은 석유를 꺼내 쓰는 형태다.
Q. 앞으로 어떤 연구가 이뤄지는가
A. 내년부터는 0.5MW에 그쳤던 탄소포집을 30MW로 확대할 것으로 보인다. 또한 포집된 탄소를 저장할 수 있는 저장소 탐구가 더욱 활발하게 이어질 것으로 예상된다.