1. CCUS 이해
CCUS (Carbon Capture, Utilization, and Storage)는 지구 온난화의 주범인 이산화탄소(CO2) 배출을 감소시키기 위해 개발된 기술로, 이산화탄소를 대기 중에 배출되지 않도록 포집하고, 이를 유용한 제품으로 전환하거나 안전하게 저장하는 과정을 포함합니다. 이 기술은 기후 변화에 대응하기 위한 중요한 전략 중 하나로 평가받고 있습니다.
탄소 포집 기술 (Carbon Capture)
탄소 포집은 발전소나 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하는 기술입니다. 이는 주로 세 가지 방식으로 이루어집니다: 포스트 컴버스숀(post-combustion), 프리 컴버스숀(pre-combustion), 그리고 산소 연소(oxy-fuel combustion). 각 기술은 사용하는 연료의 종류, 공정의 효율성, 설치 비용 등 다양한 요소를 고려하여 선택됩니다.
탄소 저장 (Carbon Storage)
이산화탄소가 일단 포집되고 활용되지 않는 경우, 지중 저장(geological storage)이라는 방법으로 영구적으로 저장될 수 있습니다. 이는 주로 사용이 끝난 석유나 가스 매장지, 또는 깊은 살수층에 이산화탄소를 주입하여 지하에 안전하게 저장하는 방식입니다.
CCUS 기술은 그 효과와 가능성에도 불구하고 아직 많은 기술적, 경제적, 정책적 도전 과제를 안고 있습니다. 하지만 지속 가능한 미래를 위한 필수적인 대안으로써 그 중요성은 점점 더 커지고 있습니다.
2. 기후 변화 대응
지구 온난화는 전 세계적으로 심각한 환경 문제로 대두되고 있으며, 이에 대응하기 위해 다양한 기술과 정책이 모색되고 있습니다.
CCUS와 온실가스 감축
이산화탄소는 지구 온난화의 주요 원인 중 하나로, CCUS는 이를 대기 중으로 배출되기 전에 포집하여 지구 온난화의 주범을 제거하는 방식입니다. 이는 특히 석탄이나 가스와 같은 화석 연료를 사용하는 발전소에서 중요하며, 이들 시설에서 배출되는 대량의 CO2를 효과적으로 관리할 수 있게 합니다.
기후 변화 대응을 위한 국제 협력
CCUS 기술의 발전과 적용은 전 세계적인 노력을 필요로 합니다. 여러 국가들이 CCUS 기술 개발과 구현을 위해 협력하고, 기술적, 정책적 장벽을 넘어서는 공동의 목표를 추구하는 것이 필요합니다. 이런 국제적 협력은 기술의 진보를 촉진하고, 경제적 부담을 분담하며, 더 넓은 범위에서의 환경 보호를 가능하게 할 수 있습니다.
CCUS는 기후 변화 문제를 해결하기 위한 중요한 도구로, 그 역할과 필요성은 앞으로 더욱 강조될 것입니다.
3. 기술 소개
CCUS (Carbon Capture, Utilization, and Storage) 기술은 크게 탄소를 포집하는 기술, 활용하는 기술, 그리고 저장하는 기술로 나눌 수 있습니다. 각 기술은 지구 온난화를 완화하고 환경 보호에 기여하는 중요한 역할을 수행합니다.
탄소 포집 기술 (Carbon Capture)
탄소 포집 기술은 크게 세 가지 방법으로 구분됩니다:
포스트 컴버스숀 (Post-combustion): 이 방법은 발전소 등에서 연소 후 발생하는 배기가스로부터 CO2를 포집합니다. 이 기술은 가장 널리 사용되며, 설치가 비교적 용이하다는 장점이 있습니다.
프리 컴버스숀 (Pre-combustion): 이 기술은 연료를 연소하기 전에 화학적 변환을 통해 CO2를 분리합니다. 이 방법은 고효율의 포집이 가능하며 주로 수소 생산 과정에서 활용됩니다.
산소 연소 (Oxy-fuel combustion): 연소 과정에서 공기 대신 순수 산소를 사용하여 CO2와 물만을 주요 배출물로 만듭니다. 이 기술은 CO2를 더 깨끗하고 효율적으로 분리할 수 있게 해 줍니다.
탄소 활용 기술 (Carbon Utilization)
포집된 CO2는 여러 방식으로 활용될 수 있습니다:
화학 원료: CO2는 플라스틱, 폼, 그리고 다른 화학제품의 원료로 사용됩니다.
건축 자재: 이산화탄소를 석회석으로 변환하여 콘크리트 제조에 사용하는 기술도 개발되고 있습니다.
생물학적 전환: 조류 등을 이용해 CO2를 바이오연료로 전환하는 연구가 진행 중입니다.
탄소 저장 기술 (Carbon Storage)
CO2 저장은 주로 다음 두 가지 방법으로 이루어집니다:
지질학적 저장: 사용되지 않는 석유 및 가스전, 염수층 등에 CO2를 주입하여 안전하게 저장합니다.
생물학적 저장: 삼림과 같은 식물을 통해 대기 중 CO2를 흡수하고 저장하는 방법입니다.
이처럼 CCUS 기술은 다양한 방식으로 환경 보호와 지구 온난화 방지에 기여하고 있습니다
4. 산업별 CCUS 활용
석유 산업에서의 CCUS
석유 산업은 CCUS 기술을 이용해 CO2를 포집한 후, 이를 석유 매장지에 주입하여 증진 회수(Enhanced Oil Recovery, EOR) 기술로 활용하고 있습니다. 이 방식은 석유 생산량을 늘리는 동시에, CO2를 안전하게 지중에 저장할 수 있는 두 가지 목적을 동시에 달성합니다. 미국의 여러 석유 생산지에서는 이미 이 기술이 상업적으로 활용되고 있으며, 경제적 이점과 환경적 이점을 동시에 제공하고 있습니다.
화학 산업에서의 CCUS
화학 산업은 CO2를 원료로 사용하여 다양한 화학 제품을 생산할 수 있는 잠재력을 탐구하고 있습니다. 예를 들어, 포집된 CO2를 이용해 요소, 메탄올, 폴리카보네이트 등을 제조하고 있습니다. 이는 화학 산업의 탄소 발자국을 줄이는 동시에 새로운 수익원을 창출하는 데 기여할 수 있습니다.
시멘트 산업에서의 CCUS
시멘트 제조 과정은 전 세계적으로 상당한 양의 CO2 배출을 발생시키는 주요 원인 중 하나입니다. CCUS 기술을 적용함으로써, 시멘트 산업은 이산화탄소 배출을 현저히 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 이산화탄소를 포집하여 콘크리트 제조 과정에 재활용하거나, 기타 지속 가능한 건축 자재로 변환하는 연구가 활발히 진행 중입니다.