[대한민국희망프로젝트]<377>이산화탄소 포집 및 저장(CCS)

최근 들어 TV나 신문을 보면 태풍이나 해일, 폭설, 홍수 등 기상이변 현상이 잦아졌다는 사실을 실감합니다. 언론에서는 기상이변이 일어나는 이유로 지구온난화를 들고 있죠. 한마디로 지구가 점점 따뜻해진다는 얘기에요.

이산화탄소(CO)는 지구온난화 주범으로 익히 알려져 있습니다. 물론 이산화탄소는 탄산음료를 마실 때 톡 쏘는 것으로 우리에게 익숙한 기체기도 합니다. 하지만 외부로 다량 배출될 때는 지구 환경에 심각한 영향을 미치기도 합니다. 그렇다면 이산화탄소를 가장 많이 배출하는 곳은 어디일까요. 바로 석탄화력발전소나 제철소입니다. 발전소나 제철소에서는 석탄을 태워 발생하는 열을 이용해 전기를 생산하거나 철을 제련합니다. 석탄 연소과정에서 많은 양의 이산화탄소가 대기 중으로 배출되게 됩니다. 여기서 나오는 이산화탄소만 해결해도 지구온난화를 늦추거나 막을 수 있습니다. 바로 이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술이죠.

Q:이산화탄소 포집 및 저장기술(CCS)은 무엇인가요?

A:CCS는 Carbon Capture&Storage의 약자로 이산화탄소를 모아서 저장한다는 의미입니다. 발전소나 제철소에서 이산화탄소가 대기로 배출되기 전에 압력을 가하거나 흡수제로 모아 저장하는 게 핵심 기술이죠. 이산화탄소를 가장 완벽하게 제거하기 때문에 미국·일본 등 주요 선진국 중심으로 개발 중입니다. 우리나라에서는 한국남부발전과 한국중부발전이 10㎿급 CCS 시스템을 발전소에 설치해 운영하고 있습니다.

Q:눈에 보이지 않는 이산화탄소를 어떻게 포집할 수 있나요?

A:이산화탄소 포집 방법은 연소 후 포집과 연소 전 포집, 순 산소 연소로 나눌 수 있습니다. 연소 후 포집은 화석연료를 태울 때 발생하는 가스에서 이산화탄소를 흡수제, 흡착제로 분리합니다. 기체 분자 크기 차이를 이용해 막으로 분리하기도 합니다. 연소 전 포집은 화석연료에 포함된 탄소성분을 연소 전에 제거하는 기술로 석탄가스화복합발전(IGCC) 등이 해당합니다. 순산소 연소는 연소과정에서 공기 대신 순 산소를 주입하는 기술입니다. 연소 후에는 이산화탄소와 물만 배출되기 때문에 이산화탄소를 따로 모으기 쉽다는 장점이 있습니다.

Q:이산화탄소를 왜 포집해야 하나요?

A:이산화탄소는 석유나 석탄 등 화석연료를 태울 때 주로 발생합니다. 화석연료 사용량이 늘어나면서 대기 중에 이산화탄소 양도 상대적으로 많아졌습니다. 늘어난 이산화탄소는 따뜻한 공기가 지구 밖으로 새어나가지 못하도록 막습니다. 바로 온실효과죠. 온실효과는 지구를 데워 각종 기상이변을 일으킵니다. CCS는 배출되는 이산화탄소를 따로 저장해 지구온난화를 해소하는 게 목적입니다.

Q:이산화탄소를 저장하면 재활용할 수는 없나요?

A:온난화 문제를 해결하기 위해 포집한 이산화탄소는 대기권과 장기간 격리시키는 게 최종 목적입니다. 하지만 이산화탄소를 수송해 유전이나 가스전, 해양지층 등에 저장하는 과정은 매우 어렵고 안정성, 해양 생태계까지 고려해야 합니다. 단순히 포집해서 끝나는 문제가 아니었던 거죠. 이에 이산화탄소를 재활용하는 방안이 연구되기 시작했습니다.

이산화탄소는 사실 매우 중요한 기체이기도 합니다. 탄산음료는 물론이고 의학, 생활용품 제작 등에도 활용됩니다. 우리나라에서는 한국남부발전이 재활용이라는 개념을 가장 먼저 도입했습니다. CCR(Carbon Capture&Reuse)이라는 것으로 이산화탄소를 포집해 바로 재활용하는 기술입니다. 남부발전은 현재 경남 하동에 있는 석탄화력발전소에 설치한 CCS 시스템에서 저장한 이산화탄소를 바이오 오일 생산용 미세조류 배양, 이산화탄소 주입 농작물 강화 재배, 개미산 제조 등에 쓰도록 연구 중입니다.

주최:전자신문 후원:교육과학기술부·한국교육학술정보원

◇‘탄소포집 및 저장 CCS기술’, 알라딘 펴냄, 장경룡 지음.

이 책은 △CO2 회수기술의 최근 현황 △CO2 회수비용의 감축 방안 △국제에너지기구(IEA) 온실가스 연구개발(R&D) 프로그램 전략적 계획(2012~2017년) 등 한국전력 전력연구원 연구원이 2004년부터 수집한 CCS 기술 관련 해외 자료를 엮어 만들었다. 저자가 국제에너지기구(IEA) 온실가스(GHG) 연구개발 프로그램 국내 대표로 활동하면서 접한 다양한 경험이 함께 녹아들었다. 관련 기술 개발자나 엔지니어, 정책 입안자, 기술 홍보담당, 교수 및 학생 등이 두루 활용할 수 있다.

◇‘이산화탄소 포집 저장 및 전환기술’, 청문각 펴냄. 김재창·김준모·김훈식·노동순·배윤상 지음.

이 책은 4명의 대학교수와 1명의 연구원이 함께 지었다. 5년 만에 나온 개정판이다. CCS 기술이 개념 정립부터 기술 개발에 이르기까지 발전 속도가 매우 빨라 이를 반영한 교재의 보완이 필요하다는 판단에서다. CCS는 여러 학문분야가 융·복합돼야만 완성될 수 있는 종합적 기술로 개정판에는 이 같은 측면을 보강하는 한편, 세계적 기술개발동향을 반영해 이산화탄소 전환기술도 포함했다.

유창선기자 yuda@etnews.com