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[김태수 미래기술] 탄소중립시대, 적극적 탄소포집(CCUS) 지원정책 필요

김태수ㆍ스마트미래기술연구원장 | 기사입력 2024/05/07 [13:40]

[김태수 미래기술] 탄소중립시대, 적극적 탄소포집(CCUS) 지원정책 필요

김태수ㆍ스마트미래기술연구원장 | 입력 : 2024/05/07 [13:40]

 

 

[김태수ㆍ스마트미래기술연구원장] 탄소중립(Zero neutrality)시대, 탄소배출의 저감방법으로 주목받고 있는 탄소포집(CCUS) 설비에 대한 세제지원, 탄소포집 산업에 대한 인센티브 제공 등 적극적 지원정책이 필요한 것으로 지적되고 있다.

 

우리 국회는 지난 2월 ‘탄소중립을 위해 '이산화탄소 포집ㆍ수송ㆍ저장 및 활용에 관한 법률'을 통과시켜 내년 2월 이 법률의 본격시행을 앞두고 있다. 때문에 아직은 다소 미흡하지만 탄소배출산업의 탄소포집 의무화와 포집탄소에 대한 정부지원의 법적 근거가 마련된 셈이다.

 

그럼에도 이 법률에는 탄소포집장비 설치지원, 탄소포집설비 세액공제, 탄소포집에 따른 인센티브 지원 등의 구체내용은 담겨있지않아 아쉬움이 크다. 때문에 22대 국회개원과 제2기 윤석렬정부 출범을 앞두고 유관 법률, 조례나 시행령을 조속히 마련해야 할 것으로 보인다.

 

탄소중립이란 인간의 활동에 의한 온실가스 배출을 최대한 줄이고, 남은 온실가스는 흡수(산림 등), 제거(CCUS: Carbon Capture, Utilization, and Storage)해서 실질적인 배출량이 0(Zero)가 되는 개념이다. 하지만 IPCC(기후변화정부간협의체)는 현수준의 온실가스 배출이 계속된다면 2045년경에 인류가 공멸할 수 있다고 엄중 경고한 바 있다.

 

그런 가운데 올해 이미 지구기온 상승폭이 국제사회가 보는 마지노선인 ‘1.5℃’를 깰 것이라는 전문가 분석이 나와 충격을 주고 있다. 지난 1월 제임스 핸슨 미국 컬럼비아대 교수 등은 화석연료 사용으로 인한 지구 온난화가 엘니뇨현상으로 증폭되면서 올해 5월 기준 ‘연평균 지구 기온’이 산업화 전 평균보다 섭씨 1.6~1.7도 높을 것이라고 발표하기도 했다.

 

때문에 탄소저감에 대한 국제적 압박이 커지고 있는 가운데 우리정부는 대규모탄소배출 설비에 대한 저감대책은 물론 중소기업에 탄소중립형 스마트공장보급 등 탄소저감기술보급을 서두르고 있다. 이같은 대책의 일환으로 최근 우리정부는 ‘탄소중립 100대 기술’ 개발을 추진하고 450조원 이상을 투입해 대한민국 산업과 사회 전반의 녹색경쟁력을 확대하는 계획을 밝힌 바 있다.

 

여기서 여러 탄소중립기술중 최근 국제적으로 제시되고 있는 탄소제로(Carbon Zero)의 설비대안이 탄소포집기술 CCS이다. 탄소포집기술 CCS는 탄소포집(Carbon Capture)과 저장(Storage)에 관한 기술의 약칭이다. 여기에 포집탄소의 이용(Utilization)에 관한 기술을 포함해 CCUS로 표기하기도 한다. 탄소포집기술은 제철 등 산업현장뿐 아니라 화력발전, 쓰레기소각장 등 다양한 공해배출설비에서 나오는 이산화탄소(CO2)를 연돌에서 포집해 공기중으로 배출을 억제하는 신기술이다.

 

CCUS는 2000년대 들어 미국을 비롯한 영국, 노르웨이 등 일부국가에서 본격 개발이 시작돼 지금은 첨단기술국 사이에서 기술개발경쟁이 치열하다. CCUS는 순도 98~99%의 탄소를 90~99%이상 잡아 높은 탄소포집율을 보여준다. 탄소제로(Carbon Zero)가 사실상 가능해지는 것이다. CCUS는 주로 아민(Amine)과 탄산칼륨(Potassium Carbonate)을 용매 흡수제로 이용한다.

 

하지만 아민방식은 기술개발 역사가 길지만 결정적으로 설비비와 유지관리비가 많이 들고 포집비용도 톤당 약 50~80$정도로 많이 든다. 이에 비해 탄산칼륨(Potassium Carbonate) 용매방식은 포집비용 면에서 톤당 약 30$ 정도로 아민방식에 비해 상대적으로 싸다. 포집외 액화, 운송 등 전과정의 처리비용을 모두 합쳐도 최대 50$정도다.

 

또 다른 탄소포집기술로는 직접공기포집(Direct Air Capture, DAC) 방식이 있다. 대형 펜에 공기를 통과시켜 대기 중 이산화탄소를 포집하는 기술로, 전해기술과 연계해 탄소중립뿐만 아니라 탄소저감까지 가능한 기술로 주목받고 있다. 이 기술은 탄소포집 단가가 1톤당 100달러 이하로 하향돼 기술성숙도가 높은 배출가스 직접포집기술의 포집단가(30~70달러/톤)와 경쟁할 수 있을 것으로 전망되고 있다.

 

그런 가운데 국내 한 탄소포집 전문기업에 의해 산업용 이산화탄소포집 소형화 설비가 개발돼 탄소포집기술의 일반산업 상용화를 앞당길 것으로 보인다. 이 장비는 탄산칼륨을 활용해 흡착하는 방식으로 90%의 효율로 순도 99%의 이산화탄소를 포집할 수 있다. 이 장비는 탄소를 배출하는 중소기업이 국내만 약 1천개 이상, 해외는 셀 수 없이 많아 탄소저감 설비로 크게 각광받을 것으로 보인다.

 

CCUS 기술의 확대적용을 위해 반드시 해결해야 할 문제는 대량 포집된 탄소의 영구저장(Storage) 문제다. 영구저장 공간은 지하 천여미터의 넓은 땅속이나 대륙붕 같은 심해를 이용해야 한다. 석유시추가 끝난 폐유전이나 폐가스전이 최적으로 꼽히기도 한다. 그럼에도 우리나라는 폐유전 같은 공간도 없고 마땅한 활용 대륙붕도 없어 땅이 넓은 국가나 산유국과 산업제휴를 통한 해결 필요성이 제기된다.

 

한편 포집된 이산화탄소는 메탄올, 비료 등 화학공업원료로 사용될 뿐 아니라 발전소, 시멘트 공장의 생산 공정에 재활용 될 수 있고 건축자재에도 활용돼 높은 상품성도 있다. 또 석유시추에서 EOR(원유회수증진법)의 석유시추재료로 탄소가 크게 각광받고 있다. EOR에 이산화탄소를 사용할 경우 석유시추량을 30~40%까지 늘릴 수 있는 것으로 나타났다. 중동 미국 등 산유국들이 탄소EOR에 관심을 갖는 이유다. 그래서 우리나라가 CCUS를 활용해 적극적으로 탄소포집에 나설 경우 중동 산유국 등에 EOR용 탄소수출사업도 활기를 뛸 것으로 보인다.

 

높은 순도 탄소인 경우 탄산음료 등에서 식용으로 또는 동물사료로도 사용된다. 때문에 30유로정도에 거래되던 탄소1톤 가격이 90유로까지 치솟기도 했다. 식용등급의 탄소는 최고 400$까지 고가로 거래된다. 이처럼 포집된 이산화탄소를 자원으로 판매할 경우 엄청난 수익을 발생시킬 수도 있어 고용창출과 산업적 시너지효과도 크다.

 

탄소포집기술 CCUS는 제철, 발전, 시멘트, 화학 산업, 쓰레기소각 등 다양한 산업에 적용할 수 있는 확장성이 큰 신기술이다. 또 국제적으로 탄소운송산업도 선도할 수 있다. 앞으로 탄소중립시대를 대비한 국제적 탄소포집플랜트수출도 엄청난 신성장산업이다. 그래서 국내의 한 유관전문가는 탄소포집 유관산업이 반도체, 자동차, 조선 등 대규모 제조 산업을 넘는 거대미래산업으로 우리가 국운을 걸고 성장시켜야 할 분야라고 강조한다.

 

현재 탄소포집관련 가장 적극적인 지원청책을 펴는 국가는 미국 유럽연합 등으로 알려지고 있다. 미국은 탄소포집 설비기업에 대해 각종 세제혜택은 물론 탄소포집기업에 대해 탄소 1톤당 85$의 인센티브를 직접 제공한다.

 

때문에 탄소1톤을 포집할 경우 정부지원금 85$을 받고 포집탄소를 유관산업에 약 30$정도에 팔 수 있어 톤당 약115$의 수익이 발생, 포집경비를 제하고도 충분한 순수익이 가능하므로 금융계나 업계가 적극적으로 나서고 있다. 이 같은 미국정부의 적극적 지원으로 시카고, 알래스카 등에서 대규모 석탄화력발전설비에 이용하는 등 탄소포집산업 부문에서 현재 미국이 가장 앞서가고 있다.

 

반면에 우리정부의 미온적인 태도로 탄소포집분야에서 우수한 기술을 보유하고도 발전설비 등에 이제 실험단계에 그쳐 미국 등과의 기술개발과 산업실용화 격차를 가속화 시키고 있다. 우리나라가 최첨단 탄소저감 신기술 CCUS분야 기술선도국가로 성장, 발전하기 위해서는 탄소포집 설비 지원은 물론 포집탄소에 대한 인센티브지원 등 우리정부의 적극적 지원의지가 간절하다.

▲ 김태수ㆍ스마트미래기술연구원장    

   

김태수ㆍ스마트미래기술연구원장, 중부대학교 겸임교수  

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