톤당 58→47달러…미 연구소, 탄소포집저장 비용 5분의1 줄여

‘2035년까지 30달러’ 목표에선 아직 멀어

충남 당진에 있는 한국동서발전의 석탄 화력발전소. 유엔 기후변화정부간협의체(IPCC)는 파리협정에 따른 기후변화 억제 목표를 달성하기 위해서는 에너지와 산업 부문을 대상으로 한 탄소포집저장(CCS) 기술 적용이 불가피한 것으로 보고 있다. 김정수 선임기자

기후변화 대응을 위해 석탄 화력발전소와 시멘트 제조 공장 등에 탄소포집저장(CCS)을 적용하는데 필요한 이산화탄소 포집 비용을 5분의1 가량 줄여줄 용매와 공정 기술이 미국에서 개발됐다.

탄소포집저장은 화석연료 연소 과정이나 산업 공정 등에서 대량 배출되는 이산화탄소를 모아 농축한 뒤 지하나 심해 등에 저장해 지구의 탄소 순환과정에서 격리시키는 온실가스 감축 방식이다. 유엔 기후변화정부간협의체(IPCC)는 지구 온도 상승폭을 산업화 이전 평균기온 대비 섭씨 1.5도 이내로 억제하려면 발전과 산업 부문에 탄소포집저장과 활용(CCUS)을 적용하는 것이 불가피하다고 보고 있다. 이에 따라 국내에서도 국책연구기관들을 중심으로 관련 기술에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.

미국 에너지부 산하 북서태평양 국립연구소 연구팀은 학술지인 ‘국제 온실가스 제어 저널’ 최근 호에 이산화탄소를 포집하는 소요되는 에너지가 기존 방식보다 약 19% 적은 용매와 공정 기술을 개발했다고 발표했다. 탄소포집저장을 위한 포집은 대부분 화석연료 연소 과정에서 생성된 이산화탄소를 용매에 녹여 흡수시킨 뒤 이것을 다시 분리하는 방식으로 이뤄진다. 용매에서 이산화탄소를 분리하는데는 많은 물이 사용돼 에너지 비용을 증가시키는 주 요인이 된다.

연구팀은 흡수한 이산화탄소를 분리하는데 많은 물이 사용되는 기존의 수성 아민 기반의 용매 대신 에톡시에틸-모르폴리노프로판-아민(EEMPA) 용매를 개발해 물을 덜 사용하면서도 동일한 분리 작업을 수행할 수 있는 공정을 개발했다. 연구팀은 “새로운 방식을 화력발전소 배기가스 등에 적용하면 톤당 약 47달러의 포집 비용으로 배출되는 이산화탄소 포집이 가능하다”고 밝혔다.

연구팀이 이 연구를 통해 달성한 포집 비용은 기존 포집 비용인 톤당 약 58달러에 비해서는 19% 가량 낮은 것이다. 하지만 미국 에너지부의 개발 목표와는 여전히 거리가 멀다. 미국 에너지부는 탄소포집저장을 상용화하기 위해 2035년까지 포집 비용을 톤당 30달러까지 낮추는 것을 목표로 하고 있다.

글·사진/김정수 선임기자 [e-mail]