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

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

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

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.

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

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

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.

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?

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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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