기후변화의 주범 이산화탄소(CO2), 미래 자원으로 가능성은 - POSRI 2019.2

이산화탄소를 자원 관점에서 보기. 

읽기 전에 생각해도, 자원은 자원입니다. 땅속에서 탄소를 캐내지 않겠다면 유일하게 남은 탄소원이 그거니까요. 먹고 입고 쓰는 모든 탄소의 원천은 대기 중 이산화탄소밖에 안 남습니다!

원문 링크:

https://www.posri.re.kr/ko/board/content/15710

• 탄소자원화란? CO2를 포집하여 화학, 생물학적 변환 과정을 거쳐 ①화학제품의 원료, ②광물탄산화, ③바이오 연료 등으로 전환하는 기술
• 향후 탄소규제의 강화/확대(탄소배출권 가격 상승 등) 등을 통해 현재 경제성이 확보되지 않는 관련 기술들도 상용화될 유인이 존재

그 뒤는 포스코경영연구소가 포스코 부속인 만큼 철강산업과 연관한 내용이 얼마간 들어있습니다. 철강생산과정에 부생가스로 나오는 이산화탄소로 화학제품을 생산하는 공정을 개발하는 것. 뭐, 이미 석탄화력발전소 배출가스 속 CO2를 포집해 탄산수소나트륨을 만드는 공장을 우리나라 충남지역에서 지어 돌린단 기사를 본 적 있는데 그쪽 얘기도 나오네요.

CO2 배출량 자체를 감축하는 노력과 더불어 배출된 CO2를 포집하여 저장 또는 활용하는 탄소포집·저장·활용(CCUS) 기술 등 새로운 감축수단의 병행이 필수적이라는 인식이 확대되고 있음

- IPCC, IEA 등은 UN기후변화협약상 공동 목표인 지구 평균온도 상승을 1.5°C 이하로 제한하는 데 있어 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술 도입 없이는 사실상 불가능하다고 지적함.

- 특히 CO2를 포집하여 폐기물과 같이 저장하는 것이 아니라 이를 경제적 가치를 가진 자원으로 재활용하는 탄소자원화에 대한 논의가 활발함

탄소자원화 기술은 ‘탄소포집·저장·활용(CCUS)’이라는 상위기술의 범주에 포함되며, CCUS 기술은 포집한 CO2의 최종 처리 방식에 따라 두 가지 기술로 구분됨

① 탄소포집저장(CCS, Carbon Capture Storage): CO2가 대기 중으로 방출되기 전에 포집하고 수송하여 지중, 해저지층에 영구적으로 저장

② 탄소자원화(CCU, Carbon Capture Utilization): 포집된 CO2를 화학, 생물학적 변환 과정을 거쳐 화학/플라스틱 제품의 원료, 바이오 연료 등으로 전환

탄소자원화(CCU)는 혁신적 CO2 감축 수단일 뿐 아니라 CCS와 달리 CO2를 경제적 가치를 가진 자원으로 재활용(Recycling)한다는 점에서 차별화됨

○ 탄소자원화는 CO2와 산업 부산물을 원료(Feedstock)로 이용하여 기존 제품의 대체 제품을 생산하는 등 자원 절감 효과가 존재

○ 특히 CO2 배출량이 많은 정유·석유화학, 철강, 시멘트 등 산업부문에서는 산업 성장과 CO2 감축을 동시에 추구할 수 있는 수단으로 탄소자원화  기술의 가능성에 주목하고 있음

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현재 수준의 탄소자원화 공정은 화학제품 생산(메탄올, 우레아, 그 유도체), 광물 탄산화(탄산염), 유기화합물 반응 재료로 투입해 바이오연료 생산 등. 아직까지는 정책지원없이 단독으로 경제성을 가지기는 힘듬.

- 에너지가 낮은 CO2를 언급된 것들로 만들려면 에너지가 필요하고, 그 에너지를 이산화탄소를 내지 않는 방식으로 충당해야 바람직함.

- 같은 생산품을 만드는 현재의 공정이 더 가격 경쟁력이 좋음.

- 현재의 CCU 수준은 잘해야 파일럿 플랜트로, 상용화는 유리한 조건을 갖춘 일부 국가에서 가능.

각 국가들은 초기에는 탄소포집저장(CCS)을 중시했으나 적당한 저장고를 찾지 못했음. 그 결과 탄소자원화(CCU)로 전환. 미국, 유럽, 중국. 유전의 낭비감축, 화력발전소배출가스에서 가능한 한 모든 이산화탄소를 회수해 화학물질 제조공정에 투입. 2030년쯤까지는 상용화 목표.

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탄소자원화 기술은 CO2 배출량을 줄이는 것이 아니라 이를 자원화하여 제품을 만드는 혁신적인 접근으로 기후변화 대응과 에너지 문제를 동시에 극복할 수 있는 방식으로 평가되고 있음

[첨부] IPCC IEA 보고서 주요 내용

□ IPCC(기후변화에 관한 정부 간 협의체) 5차보고서(’14)

○ 현재 전 세계 온실가스 배출량 증가 추이상 전지구적 온도 상승 1.5~2°C 이하 억제 목표를 달성하기 위해서는 2027년 이후에는 화석연료 사용을 전면 중지할 필요

○ 이에 CO2 감축 옵션으로서 CCUS의 역할이 필수적이며, 특히 2050년까지 발전부문의 화력발전소+CCS, 원자력 및 재생에너지 발전을 통한 탈탄소화가 필요

□ 국제에너지기구(IEA) WEO 2017 보고서(’17)

○ 지속가능발전 시나리오가 실현되기 위해서는 에너지효율 향상과 재생에너지/원자력 사용 확대가 전체 감축의 약 80% 이상 기여해야 하며, CCUS 기술이 약 9% 수준에서 기여

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