탄소포집 저장 기술 (CCUS) 및 탄소 포집 글로벌 기업

탄소포집 저장 기술 (CCUS) 및 탄소 포집 글로벌 기업

 

이전 글들에서 기후변화를 대처하는 모든 정책과 기업 방향이 탄소중립에 있다 언급했다. 탄소중립이라는 용어 자체의 의미가 탄소 배출량과 흡수 및 제거량의 네트 (net) 개념이 제로인 것을 뜻하기 때문에, 탄소중립을 향한 기술은 크게 두 가지 맥락으로 나뉜다.

 

1. 탄소 배출량을 줄이는 방법 - 재생에너지 전력 사용, 2차배터리 기술 등
2. 배출된 탄소량을 줄이는 방법 - 탄소 포집 및 저장 기술, 삼림 등을 통한 탄소 흡수 등

 

그 중 오늘은 배출된 탄소량을 줄이는 방법 중 탄소 포집 및 저장 기술 및 현재 글로벌 탑 회사들에 대해 알아보고자 한다.

 

탄소포집 기술이란 (CCUS)

 

탄소포집 기술의 정확한 용어는 탄소포집, 사용 및 저장 (Carbon Capture Utilization and Storage: CCUS) 이다. 산업활동에서 배출되는 고농도 CO₂를 포집하여 효과적으로 사용하는 기술이다. 크게 3단계로 진행된다.

 

1. 탄소포집 (Capture): 시멘트, 철강 등 탄소 배출량이 많은 산업활동에서 배출 되는 이산화탄소를 '포집'한다. 제철소, 시멘트 공장 정유 공장같은 대규모 산업 공장 시설에서 발생한 가스에서 '탄소를 분리'한다.
2. 탄소운반 (Transport): 분리한 탄소를 압축하여 파이프라인, 트럭, 선박 등을 이용해 탄소를 이동한다
3. 탄소 사용 혹운 저장 (Utilization or Storage): 이동된 탄소 중 필요로 하는 부분에 재사용하거나 1km 이하 암석층에 영구적으로 매립한다. 재사용 되는 탄소의 경우, 파생연료 또는 건축자재와 같은 다양한 선업 응용 분야에 사용되고 있다.

 

배출된 탄소를 '줄여주는' 가장 실질적인 기술이기 때문에 탄소중립에 있어서 탄소포집 기술은 매우 중요한 역할을 하고 있다. 실제로 2021년 1월 21일 일론 머스크는 이산화탄소 포집 및 자원화 기술에 포상금까지 걸었다. 

 

한 마디로, 탄소포집 기술이란; 석유화학공장이나 석탄발전소에서 발생하는 탄소가 공기중에 배출되지 않는 데 필요한 모든 기술을 통들어 말하기도 한다. (중소벤처기업부)

 

그렇다면 탄소를 포집하는 기술은 무엇인가?

 

탄소 포집 및 활용, 저장 기술 중에서 단연 핵심은 탄소를 '포집 capture' 하는 기술이다. 이번 글에서는 이 포집 (Carbon Capture) 기술에 포커스하겠다.

 

산업공장에서 배출된 가스에서 탄소를 어떤 기술로 포집하는가? 크게 두 가지 방식이 있다.

 

• 점원 탄소 포집 (Point Emission): 석탄 화력 발전소 등에서 사용된다.이산화탄소가 공기보다 고동도로 존재하기 때문에 일반적으로 점원 탄소 포집 (point emission) 방식으로 포집하는 것이 더 쉽다. 오늘 날 모든 CCUS 기반 시설은 이같은 점원 탄소 포집을 사용하고 있다.CCUS 기술이 장착된 석탄 화력 발전소의 경우, 최대 90% 이산화탄소량을 줄일 수 있다고 한다. (IDTecheX report)
• 직접 공기 포집 (DAC: Direct Air Capture): 공기 중에 있는 이산화탄소를 분리해서 포집하는 방식도 있다. 아직까지 기술 성숙도가 점원 탄소 포집 보다 느리지만, 현재 많은 투자가 이루어지고 있다. 이 분야에서는 특히 글로벌 회사 climeworks와 Carbon Engineering 이 최근 투자를 적극적으로 해나가고 있다. (이 두 회사에 대해서는 하단에 더욱 자세히 설명하겠다)

이 같은 공기 포집 기술이야말로, 네거티브 탄소 배출 기술 (Negative Emission Technology) 배출 된 이산화탄소에서 탄소를 마이너스 시키는 기술이다. 때문에 이 기술이 발달 할 수록 비단 산업 현장 만이 아닌 일상 생활에서 까지 그 사용 범위를 넓힐 수 있다. 현재로써 네거티브 탄소 배출 기술에는 여러 기술들이 개발 되고 있다. 

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탄소포집 글로벌 기업

 

이같이 향후 유망한 탄소포집 기술 분야에서 현재 글로벌 탑 컴퍼니들이 잘 소개된 포스트가 있어 소개한다. (탄소 포집 기술 글로벌 탑 회사)

해당 링크를 눌러 전문을 읽어도 좋을 것 같다. 여기에는 주요 회사 이름과 위치, 주 탄소포집 기술만 짧게 요약하겠다.

 

 

 

1. Carbfix: 아일랜드

탄소 포집 기술: Carbfix는 방출기(발전소 또는 기타 산업)에서 발생하는 탄소 배출량 포집. 그런 다음 탄소는 물에 용해되어 적절한 조성(현무암)의 자연 발생 반응성 암석으로 지하에 주입

 

2. globalthermostat: 미국

탄소 포집 기술: 벌집형 세라믹 '모놀리스'에 결합된 아민 기반(건조) 화학 물질 '흡착제'를 독점적으로 사용하는 특수 장비 사용

 

3. CO2 Solutions by SAIPEM: 캐나다

탄소 포집 기술:  CO2 Solution의 탄소 포집 공정은 특허받은 "산업적 형태의 탄산탈수효소, 모든 살아있는 유기체의 호흡 탄소 관리를 가능하게 하는 천연 효소"를 사용.

 

4. Net Power: 미국

탄소 포집 기술: NET Power의 전기는 공기가 아닌 순수한 산소가 있는 상태에서 천연 가스를 연소하여 생성. 이것은 더 효율적이며 공정에서 질소 산화물(NOX) 배출을 제거

 

5. Quest Carbon Capture and Storage by Shell: 캐나다

탄소 포집 기술: Shell의 정유 공장에서 사용 중이며 이곳에서 모래에서 발견되는 물질로 원유를 만듦 기름을 만드는 과정에서 기름을 더 가볍게 만들기 위해 수소가 필요하지만 이로 인해 이산화탄소가 배출됩니다.

 

6. Climeworks: 스위스

탄소 포집 기술: Climeworks 는 공기에서 직접 이산화탄소를 포집하는 모듈식 CO2 포집기를 사용하여 불가피한 CO2 배출량과 역사적 CO2 배출량을 제거. 수집기는 수집된 탄소의 위치와 최종 용도에 맞게 다양한 크기의 기계를 만들기 위해 쌓을 수 있음. 현재 많은 투자를 받고 있는 회사

 

추가 설명: 클라임웍스는 위에서 언급한 공기 포집 (공기 포획) 기술 분야에서 선두주자이다. 현재 1번에서 언급한 카브픽스 (Carbfix) 회사와 함께 이산화탄소를 돌로 만드는 프로젝트를 진행 중이다. 이 프로젝트는 세계 최대 규모의 이산화탄소 포집/ 저장공장 '오르카 (Orca)에서 진행 중이다. 오르카는 대형 흡입기로 공기를 흡수하고, 특수 소재 필터로 이산화탄소만 추출한다. 이후 이를 땅속 깊은 곳에 자리한 현무안 지층에 고압으로 주입하면 흰색의 광물이 된다. 이 모든 과정은 재생에너지인 지열 에너지로 진행된다. 클라임웍스의 공기 포획 기술은 이산화탄소를 10% 수준 이하로 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다. (추가설명 출처: 책 넥스트 그린 레볼루션 71p)

 

7. Carbon Engineering: 캐나다

탄소 포집 기술: Carbon Engineering은 공기 접촉기 사용. 여기에서 공기는 거대한 팬에 의해 당겨지고 수산화칼륨 용액으로 코팅된 얇은 플라스틱 구조를 통과함

 

추가 설명: 클라임웍스 (Climeworks) 와 함께 공기 포집 분야에서 세계적으로 유명한 기업 카본엔지니어링. 이 회사는 색다른 공기 포집 기술을 개발했다. 거대한 팬을 수십 개 돌려 이산화탄소를 모아 합성 연료 생산에 사용한다. 빌게이츠가 투자하고 있는 회사.

 

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공대생이 아니기에 실제 자세한 기술의 차이 까지는 커버하지 못한 듯 하다. 그래도 탄소 포집 기술의 대략적인 방식은 정리해 보았고, 글로벌 탑 기업들을 간략하게 소개해 보았다. 다음에는 탄소포집 관련 국내 기업들도 알아보려고 한다.