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온실 가스 줄이는 이산화탄소 저감 기술 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (106)

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온실 가스의 주범으로 환경을 파괴하는 물질로 알려져 있는 이산화탄소(CO2).

최근 이산화탄소를 자원으로 활용해 에너지나 제품으로 만드는 기술이 등장해 주목받고 있습니다.

오늘은 새로운 이산화탄소 저감방법으로 떠오른 자원화 기술을 살펴보도록 하겠습니다.

◆이산화탄소 포집·저장(CCS) 기술

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바운더리 댐. 출처=zeroco2


2004년 캐나다 서스캐처원주에서 세계 최초로 상업적 규모의 이산화탄소 포집 저장(Carbon Capture and Storage· CCS) 시설인 바운더리 댐(Boundary Dam)이 가동되었는데요. 이 댐이 제대로 기능을 발휘한다면 해마다 25만대의 자동차가 도로에서 사라지는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다고 합니다.

2017년 국제에너지기구의 에너지 기술 전망 보고서에 제시된 ‘2도 시나리오’에서는 CCS 기술이 2060년까지 이산화탄소 누적 배출 감축에 14% 정도 기여할 것으로 예측했는데요. 이에 앞으로 석유화학과 시멘트 등의 공정 과정에서 배출되는 이산화탄소를 감축할 수 있는 대안이 될 것으로 기대되고 있습니다.

◆국내 CCS 기술

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습식포집기술(MAB). 출처=한국이산화탄소포집및처리연구개발센터(KCRC)


국내에서는 한국이산화탄소포집및처리연구개발센터(KCRC·Korea Carbon Capture & Sequestration)에서 CCS 기술을 연구하고 있는데요.

포집 방법에 따라 습식과 건식, 분리막 방법이 있습니다.

-습식 포집 방법: 이산화탄소를 흡수하는 액체 물질을 사용하는 것으로, 흡수 속도가 빠르고 과거부터 이용해오던 방식으로 가장 많이 활용되고 있습니다. 다만 에너지 손실이나 다량의 폐수가 발생할 수 있다는 문제가 있습니다.

-건식 포집 방법: 이산화탄소 흡수에 고체 물질을 쓰는 것으로, 습식에 비해 흡수 속도가 느린 반면 에너지 손실이나 폐수 발생, 부식성의 위험도가 낮고 적용 범위가 넓습니다.

-분리막 포집 방법: 이산화탄소를 흡수하는 필름 형태의 막을 사용하는 것으로, 설비 규모가 작고 오염물질 발생이 적지만 기술개발 단계에 있는 방식이라 포집에 대한 성능 검증이 미비합니다.

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이산화탄소를 포집·수송·저장·전환하는 체계도. 출처=한국이산화탄소포집및처리연구개발센터(KCRC)


KCRC는 다양한 연구와 기술개발을 통해 세계적 수준의 습식 포집 기술과 건식 포집 공정 및 혁신 흡수제를 개발했으며, 이 기술은 2016년 기후변화 대응 기술혁신 ‘베스트 오브 베스트(Best of Best) 10’에 선정되기도 했습니다.

◆이산화탄소 흡수 및 제거 기술

-이산화탄소 흡수하는 시멘트 벽돌

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솔리디아 콘크리트. 출처=treehugger.com


솔리디아는 지난 4월 이산화탄소를 흡수하는 시멘트 벽돌을 내놓았는데요. 솔리디아 콘크리트 제품은 기존의 시멘트보다 석회석을 적게 쓰고 물 대신 이산화탄소를 주입해 굳힌 것입니다. 이 벽돌을 생산화는 과정에서 이산화탄소의 배출을 30%(245㎏) 저감했으며, 시멘트를 굳힐 때 이용된 이산화탄소는 1t당 240㎏으로 시멘트와 콘크리트의 ‘탄소 발자국’을 기존 대비 최대 70%를 줄일 수 있습니다. 이 기술이 세계적으로 적용되면 유해물질 배출량을 전체의 4%까지 저감할 수 있을 것이라고 합니다.

-이산화탄소를 제거하는 미생물

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박테리아가 전자를 흡수하여 이산화탄소를 제거하는 기전. 출처=네이처(nature.com)


과학기술 전문 매체인 사이언스 데일리는 최근 미국 워싱턴대 연구진이 금속 산화물 같은 전도성 물질로부터 전자를 받아서 이산화탄소를 줄일 수 있는 미생물을 연구하고 있다고 발표했습니다. 로도슈도모나스 팔루스트리스(R.palustris)라 불리는 이 박테리아는 밝은 빛에서는 철로부터 전자를 뺏지만, 어두우면 철에 전자를 돌려주는 특성이 있는데요, 이를 활용해 낮에는 방전을 하고 밤에는 충전하는 천연 배터리를 제작할 수 있습니다.

연구진은 이 박테리아가 탄소 고정(대기 중 탄소가 유기물질로 전환되는 과정)을 통해 이산화탄소를 제거할 수 있고, 금속 내 독성도 현저하게 줄일 수 있다는 점을 발견했습니다. 이를 활용해 대기 중 이산화탄소 포집도 할 수 있을 것으로 내다보고 있습니다.

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최근에는 기업이나 연구진뿐 아니라 개인도 생활에서 탄소 배출을 줄이기 위해 다양한 노력을 하고 있습니다. 자가용 대신 대중교통이나 자전거를 이용하거나 가능한 1회용품을 사용하지 않는 한편 에너지 효율이 높은 가전제품을 쓰는 등 탄소 배출 저감을 위한 다양한 실천방법이 있죠.

생활에서 실천할 수 있는 간단한 탄소 저감 방법, 여러분도 오늘부터 실천해보는 것은 어떨까요?

한화케미칼 블로거

*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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