CCUS(탄소 포집·활용·저장 기술)

안녕하세요. 긍정왕윤행복입니다. (*´∪`)

오늘은 CCUS(탄소 포집·활용·저장 기술)에 대해 알아보겠습니다.

I. CCUS(탄소 포집·활용·저장 기술) 뜻

CCUS는 Carbon Capture Utilization and Storage의 약자로, 화석연료를 사용할 때 발생하는 이산화탄소를 포집하여 압축·수송 과정을 거쳐 땅 속에 저장하는 기술과, 포집한 탄소를 필요한 곳에 활용하는 기술을 모두 포함하는 개념입니다. 즉, CCUS는 CCS(Carbon Capture and Storage)와 CCU(Carbon Capture and Utilization)의 개념을 합한 것입니다.

Carbon Capture Process

 

1. CCS(Carbon Capture and Storage) 뜻

포집한 이산화탄소를 지하에 저장하는 기술로, 파이프라인이나 선박을 이용해 운반한 이산화탄소를 육지와 바다 깊은 땅 속에 주입하여 저장하는 것입니다. 즉, 화석연료로부터 발생한 이산화탄소를 지구로 반환하는 매커니즘을 만드는 것입니다.

 

2. CCU(Carbon Capture and Utilization) 뜻

포집한 이산화탄소를 이용해 건축자재, 연료, 화학물질 등의 새로운 부가가치를 만드는 기술입니다.

 

II. CCUS의 필요성

전세계적으로 가장 열풍인 ESG 실행 전략 중 하나는 탄소중립입니다. 그리고 CCUS는 탄소중립 달성의 핵심 기술입니다. 국제에너지기구(IEA)는 2070 글로벌 탄소중립 과정에서의 CCUS의 기여도를 전체 이산화탄소 감축량의 15% 수준으로 제시하고, ‘CCUS 없이는 탄소중립은 불가능하다’고 전망하고 있습니다. 또한, 2023년 IPCC 6차 종합보고서에는 각국의 탄소중립 목표 달성을 위해서는 CCUS 적용이 필요하다는 CCUS에 대한 중요성을 언급한 바 있습니다.

즉, 탄소중립을 위해 CCUS는 필수 기술임을 알 수 있습니다.

 

III. 탄소 포집 기술

단언컨대 CCUS의 핵심은 탄소 포집 기술입니다. 대기 중에 이산화탄소가 차지하는 비중은 0.04%밖에 안 되기 때문에, 효율 높은 탄소 포집만이 많은 저장량과 높은 활용률로 이어질 수 있기 때문입니다.

 

1. 포집 위치에 따른 탄소 포집 기술

① 연소 전 포집(Pre-combustion)

연료를 사전에 처리하여 이산화탄소와 수소로 전환시킨 후 이산화탄소를 포집하는 동시에 수소도 생산하는 기술입니다.

 

② 순산소 연소(Oxy-combustion)

순도 높은 산소와 재순환된 배기가스를 이용해 미분탄을 연소시켜 이산화탄소와 물이 대부분인 배기가스로 전환하여 이산화탄소를 포집하고 물은 응축하는 기술입니다.

 

③ 연소 후 포집(Post-combustion)

화석연료 연소에서 발생하는 배기가스에서 이산화탄소를 포집하는 방법으로, 주로 발전 시설에서 주로 사용됩니다.

 

2. 포집 방법에 따른 탄소 포집 기술

연소 후 포집 시, 배기가스 내의 이산화탄소의 비율이 매우 낮습니다. 즉, 수송 및 저장을 위한 일정량이 필요하며, 이를 얻기 위한 방법은 크게 흡수법, 흡착법, 막분리법으로 나뉩니다.

① 흡수법

흡수법은 배기가스 내 이산화탄소를 용액 흡수제를 활용하여 포집하는 방법으로, 이산화탄소 포집 방법 중 가장 많이 사용되는 방법입니다.

 

② 흡착법

흡착법은 고체 상태의 흡착제를 활용하여 배기가스 내 이산화탄소를 흡착, 포집하는 방법입니다.

 

③ 막분리법

막분리법은 고분자 분리막 등을 이용하여 이산화탄소만을 분리하여 포집하는 방법입니다.

 

IV. CCUS의 한계점

1. 경제성

대기중의 이산화탄소는 0.04%뿐이므로, 이를 포집하기 위해서는 99.96%의 Air도 함께 채취해야 합니다. 이 과정에서 대량의 에너지가 필요하며, 이 에너지를 충당하기 위해서는 막대한 추가 비용이 발생합니다.

 

2. 저장소의 장기 안정성

포집한 이산화탄소의 저장 과정에서 이산화탄소가 새어나와 다시 대기중으로 방출되는 경우가 발생할 수 있으며, 저장 기술력에 대한 위험성이 보고되고 있습니다.

 

현재 많은 글로벌 기업들이 CCUS에 대한 연구와 투자를 진행중이고, 활용하고 있는데요. 저는 언제 상용화가 될지 기대하고 있습니다. 오늘 포스팅은 여기서 마치겠습니다.

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