1. 탄소포집의 필요성
지난 21일 EU에서 탄소배출권의 가격이 최초로 톤당 100유로를 돌파했다는 뉴스가 보도되었습니다. 더하여 탄소배출권 가격은 더욱 오를 것으로 전망되고 있습니다. 이에 따라 기업들은 할당량이상의 탄소배출 문제를 해결하기 위해 탄소배출권 구매가 아닌 탄소배출량 저감 기술에 대한 투자나 개발 역시 고려하고 있습니다. 탄소포집은 대기 중에서 이산화탄소를 분리해 내는 것입니다. 포집한 이산화탄소의 처리 방식에 따라 조금씩 다른 용어로 사용됩니다. '탄소 포집 및 격리', '탄소 포집 및 저장', '탄소 포집 사용 및 저장'과 같은 용어입니다. 일반적인 대중들에게는 아마 일론 머스크가 탄소포집 기술 개발에 포상금을 건 것이 계기가 되었을 것 입니다. 기술개발에 대한 포상금은 일종의 해프닝처럼 보이지만, 생각보다 탄소포집 기술은 탄소중립 달성에 필요한 것으로 생각됩니다. 세계 각국의 기업들이 저마다의 방법으로 온실가스 배출을 줄이기 위해 모든 노력을 총동원하더라도, 산업의 전 분야에서 온실가스 배출양을 없앨 수는 없기 때문입니다. IPCC에서는 이와 같은 이유로 적게는 30%에서 많게는 60%의 온실가스 배출량을 탄소포집 기술로 해결해야 한다는 발표를 하였습니다. 사실 자연적인 상태에서도 탄소포집은 일어나고 있습니다. 숲이나 갯벌/습지의 탄소포집이 우리가 쉽게 생각할 수 있는 예시입니다. 이전 글에서 잠깐 언급한 해양 생태계의 탄소포집도 있습니다. 오늘 포스팅에서는 위와 같은 자연적인 방법이 아닌 인간이 개발한 탄소포집 기술에 대해서 간단하게 설명하고자 합니다.
2. 탄소포집 기술 소개
탄소포집 기술은 그 방식에 따라 세 가지로 분류할 수 있습니다. 1) 연소 후 포집, 2) 연소 전 포집 3) 순 산소 연소 포집입니다.
1) 연소 후 포집
연소 후 포집 기술은 화석연료의 연소 후 발생한 이산화탄소를 포집하는 기술입니다. 해당 기술은 기존 이산화탄소 발생원들에 적용하기에 가장 용이한 기술 입니다. 연소 후 포집 기술 중 아민계 흡수 공정과 활성탄을 사용하는 흡착공정은 이미 상용화가 진행되어 있습니다. 신형 아민, 암모니아수, 탄산염 등을 사용하는 액상 흡수 공정, 고체 탄산염을 사용하는 유동층 건식 흡수 공정, 막분리 공정 등이 연구되고 있습니다.
2) 연소 전 포집
연소 전 포집 기술은 탄의 가스화 또는 천연가스의 개질반응(reforming)으로 합성가스(주로 CO, CO2, H2)를 생산한 후, 일산화탄소는 수성가스 전이반응(water gas shiftreaction)을 통해 수소와 이산화탄소로 전환하여 이산화탄소를 포집하는 동시에 수소를 생산하는 것입니다. 주로 비료, 화학, 가스 연료, 전력생산 등에 사용됩니다. 연소 전 포집 기술은 이산화탄소 분리 시 필요한 에너지가 적다는 장점이 있습니다.
3) 순 산소 연소 포집
연료의 연소를 공기 중이 아닌 산소 분위기에서 진행하여 순수한 이산화탄소와 수증기를 발생시켜 이산화탄소를 포집하는 기술 입니다. 이산화탄소가 연소가스에서 분리된 것이 아닌 그 자체이므로 무배출 시스템이라고도 불립니다.
3. 탄소포집 기술에 대한 의견
탄소포집 기술에 대한 긍정적인 시선만 있는 것은 아닙니다. 국제 기후 감시단체인 '글로벌위트니스'는 2021년 탄소포집기술이 지구 평균 기온 상승폭을 1.5℃ 이하로 유지하는 목표 달성에 유효한지 연구를 진행하였고, 탄소포집 기술이 세계의 탄소 배출량 감소에 생각만큼 효과적이지 않고 더 많은 화석연료 채굴 및 사용의 면죄부로 사용된다고 발표하였습니다. 탄소포집 기술에 대한 투자보다는 청정에너지 개발에 더욱 힘써야 한다는 의견도 있습니다. 반면 탄소포집 기술을 옹호하는 입장에서는 모든 국가가 청정에너지 개발에 투자할 수 있는 상황이 아니므로 화석연료를 사용하는 나라나 지역을 고려한다면 탄소포집 기술 개발이 필요하다는 의견이 있습니다. 또한 IPCC의 발표 내용과 같이 철강, 시멘트, 화학 등 중공업 분야의 탄소배출양을 줄이기 위해서는 탄소포집 기술이 필요하다는 주장이 있습니다.
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