탄소 포집 생태계. /KOTRA지구온난화라는 기후변화에 대한 우려가 확산하면서 일론 머스크가 올해 초 1억 달러(약 1,100억 원)의 상금을 내건 탄소 포집 기술에 대한 관심도 제기되고 있다.
머스크는 비영리단체인 '엑스프라이즈’를 통해 ‘지구의 날’인 오는 4월 22일부터 4년간 탄소 포집 기술 경연대회에서 1기가톤의 탄소 포집 기술을 개발한 팀에 주겠다며 거액을 내걸었다. 1기가톤은 항공모함 1만 대 분량이거나 뉴욕 맨해튼의 센트럴파크 부지 전체를 340ｍ 높이로 덮을 수 있는 엄청난 양이다. 머스크는 “탄소 중립이 아닌 감축으로 가야 한다”며 “2050년까지 연간 10기가톤의 탄소 제거 목표를 달성할 수 있도록 효율적인 해결책을 마련하는 데 도움을 주는 팀을 원한다”고 기대했다.
그렇다면 머스크가 말한 탄소 포집·활용·저장(Carbon Capture, Utilization and Storage·CCUS) 기술은 뭘까. 화석연료를 태울 때 나오는 이산화탄소는 지구온난화라는 기후변화를 촉발하는 온실가스 중 하나다. 이번 경연대회에서는 이산화탄소 제거량, 제거 과정의 수명 주기 분석, 에너지 효율성, 토지 면적과 격리 능력 등을 따지기로 했다.
CCUS 기술은 석탄·천연가스 화력발전소, 제철소, 시멘트·정유 공장 등에서 이산화탄소를 분리해 파이프라인·트럭·선박 등으로 운반해 땅이나 바다 암석층에 저장하거나 이산화탄소를 재활용하는 것이다. 이산화탄소를 포집할 때는 연소 전 화석연료를 이산화탄소와 수소로 분리하거나 연소 뒤 배기가스 내 이산화탄소를 흡수제로 거둬 들이는 방법을 쓴다. 산소로 화석연료를 태워 증기는 냉각해 응축하고 남은 이산화탄소를 포집할 수도 있다.
정유사는 이산화탄소를 재활용해 원유를 채굴할수록 이산화탄소 압력이 낮아져 애로가 커지는 상황에서 지층에 이산화탄소를 주입해 압력을 높이는 데 쓴다. 이를 원유 회수 증진 공정이라고 한다. 영국 버진아틀랜틱 항공사는 이산화탄소를 재활용한 연료를 기존 연료에 일부 섞어 비행하기도 했다. 미국에서는 포집한 이산화탄소를 온실 식물에 공급하거나 채소 비료를 만드는 원료로 쓰기도 한다. 대한무역투자진흥공사(KOTRA)는 “미국을 비롯 전 세계적으로 연간 최대 40메가톤의 이산화탄소를 포집할 수 있는 대규모 상업용 CCUS 시설 21개가 가동 중”이라고 밝혔다.
국내 기업들도 활발히 움직여 SK이노베이션 등은 현재 유럽연합(EU)의 탄소 포집·저장 기술을 위한 연구 협력에 참여하고 있다. SK E&S는 2025년까지 탄소 포집 기술로 액화천연가스(LNG)에서 이산화탄소를 제거한 청정 수소 25만 톤을 생산하기로 했다. 현대오일뱅크는 올 하반기부터 공장 가동 중 발생하는 이산화탄소를 포집한 뒤 시멘트 등의 원료인 탄산칼슘과 플라스틱·고무 원료인 메탄올로 전환하기로 했다. 탄소 포집 비용은 공정에서 따라 15~200달러가 든다. 업계 관계자는 “탄소 포집 기술은 경제성이 낮아 아직 널리 상용화가 이뤄지지 못하고 있다”고 전했다.
/고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
