공기 중 이산화탄소 포집 규모 획기적으로 늘렸다

에너지연, 공기 중 이산화탄소 직접 포집 기술로 국내 최대 규모인 1일 19㎏급 실증 성공 1일 200kg 규모로 확대 추진, 2035년까지 연간 1000톤 규모의 포집 기술 확보 기대 한국에너지기술연구원 CCS연구단 박영철 박사 연구진이 개발한 직접 공기 포집(DAC·Direct Air Capture) 기술 개념도. 사진제공=한국에너지기술연구원 국내 연구진이 공기 중 이산화탄소 포집 규모를 획기적으로 늘리는데 성공했다. 한국에너지기술연구원은 CCS연구단 박영철 박사 연구진이 하루 1㎏ 수준에 불과했던 공기 중 이산화탄소 포집량을 1년 만에 19배 규모로 확대하는 데 성공했다고 5일 밝혔다. 이번에 개발된 공정은 1000시간 이상의 실증 운전을 성공적으로 완수해 향후 더 큰 규모의 실증 가능성을 나타냈다. 연구진이 개발한 직접 공기 포집(DAC·Direct Air Capture)은 건식 흡수제를 이용해 공기 중의 이산화탄소를 직접 포집하고 제거하는 기술이다. 공장 등 배기가스 배출시설에 적용되는 기존 탄소 포집 기술과 달리, 공간의 제약 없이 설치할 수 있어 탄소중립의 핵심 기술로 꼽힌다. 연구진은 지난해 수행한 1일 1㎏급 포집 실증을 바탕으로 흡수제의 충전량, 기체 처리량, 열관리 설계를 고도화했다. 또 KAIST 최민기 교수 연구팀이 개발한 아민 고분자 기반의 건식 흡수제를 새로이 도입해 95% 이상의 고순도 이산화탄소를 1일 19㎏까지 포집할 수 있는 시스템을 구축했다. 이는 하루 동안 소나무 약 1000그루가 흡수하는 양과 맞먹는 수준이다. 개발 시스템의 실증 결과 1000시간 이상 운전해도 흡수제의 성능, 열관리 효율, 반응기 압력손실 등의 주요 지표가 안정적으로 유지되는 것을 확인했다. 이를 통해 기존 1㎏급 실증에서 확인하지 못한 장기 연속 운전 시 안정성, 공정 사이클 간 성능 편차 등 데이터를 확보해 향후 대규모 시스템으로 확대하기 위한 기반을 마련했다. 연구진은 이번 실증 결과를 바탕으로 포집 공정을 일일 200㎏급으로 확대 실증할 계획이다. 또 단계적 규모 확대를 통해 2035년까지 연간 1000톤 이상의 이산화탄소를 포집하는 설비를 실증할 수 있을 것으로 전망했다. 연구책임자인 박영철 박사는 “이번 실증 성과는 국내 고유의 직접 공기 포집 기술을 확보하기 위한 출발점”이라며 “향후 연간 수백만 톤 규모의 이산화탄소 감축이 가능한 기술로 발전시켜 국가 탄소중립에 이바지할 수 있도록 노력할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 에너지연을 중심으로 KAIST, 고려대학교, GS건설이 참여해 소재–공정–시스템–실증 전 주기에 걸친 협력을 수행했다.