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[비바100] '탄소중립 열쇠' CCUS 기술 상용화 첫걸음 뗐다

[테크리포트] 국내 기업, CCUS 기술 본격도입 박차

입력 2022-04-04 07:00 | 신문게재 2022-04-04 12면

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현대오일뱅크 대산공장 전경.(사진제공=현대오일뱅크)

각국이 오는 2050까지 탄소 중립을 달성하겠다고 선언한 가운데, 국제 에너지 기구는 ‘CCUS’ 없이는 탄소 중립이 불가능하다고 밝힌 바 있다.


CCUS는 이산화 탄소를 포집해 저장하거나 필요한 곳에 활용하는 친환경 기술로, 전 세계에서 배출되는 탄소를 유일하게 대규모로 감축할 수 있는 수단이라는 평가다.

사실 CCUS는 그 역사가 50년에 달하나, 최근에서야 일부 분야에서 상용화되면서 본격적인 발걸음을 뗀 상태다. 업계에 따르면 글로벌 CCUS 시장 규모는 지난 2020년 16억 달러에서 연 평균 17.0% 성장해 2025년 35억 달러에 달할 전망이다.

CCUS의 본격화는 규모의 경제와 기술 확보가 선행돼야 가능할 것으로 분석되지만, 현재 대기업 뿐 아니라 스타트업도 기술 개발에 뛰어들며 가능성을 보여 주고 있다. 다양한 CCUS 활용 사업은 앞으로 ‘C테크’ 산업의 부흥을 주도할 것으로 기대되고 있다.


◇ 석유의 ‘탄소 중립’ 구현하는 CCS

 

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옥시덴탈의 ‘DAC’ 설비 (사진제공=SK이노베이션)

 

CCUS는 특히 정유 업계에서 활발하게 사용되는 모습이다. 국내에서는 SK이노베이션이 지난달 석유 제품 거래 사업 자회사 SK트레이딩인터내셔널을 통해 미국 석유 기업 옥시덴탈의 ‘넷 제로(탄소 중립) 원유’를 공급 받기로 했다고 밝힌 바 있다.

이는 글로벌 첫 탄소 ‘직접 포집(DAC)’ 원유 도입 사례라는 점에서 의미가 크다. DAC 원유는 탄소 배출권 구매를 통해 환경 영향을 간접적으로 상쇄하는 기존 넷 제로 원유와 달리, 밸류 체인 내에서 자체적으로 탄소 중립을 구현한다는 점에서 더욱 엄격한 의미의 넷 제로 원유라 할 수 있다.

옥시덴탈은 DAC 방식으로 넷 제로 원유를 생산하는 기술을 세계 최초로 개발, 상용화 중인 업체다. 탄소 포집 후 저장(CCS) 기술인 DAC는 원유를 채굴해 정제하고 연소하기까지 전 주기에서 발생하는 이산화 탄소의 양과 동일한 양의 탄소를 공기 중에서 직접 포집, 유정에 영구히 저장하는 것이다. 기존 CCS 기술 경우 공장이나 발전소 등에 적용돼 해당 시설에서 배출하는 이산화 탄소만 포집한다면, DAC는 이미 대기에 있는 탄소를 제거하므로 장소에 제약을 받지 않는다.

또 이 과정에서 ‘원유 회수 증진(EOR)’이라는 기술도 필요하다. EOR은 유정에 가스나 케미컬 등을 주입해 잔여 원유를 추가로 생산하는 기술이다. 이 기술은 산유량을 늘리는 목적에서 널리 활용되고 있는데, 자연적인 압력으로 생산되는 원유가 매장량의 20% 수준에 불과하기 때문이다. 그러나 EOR은 이제 CCUS를 뒷받침할 수단으로도 조명되고 있다.

이산화 탄소를 EOR에 적용할 수도 있다. 원유를 시추할수록 압력이 낮아져 생산성이 떨어지는 문제를 가스 등 대신 탄소를 주입해 해결하는 것이다. 이 경우 원유 생산량 증가와 탄소 제거라는 두 마리 토끼를 다 잡을 수 있다.


◇ 탄소도 ‘재활용’하는 CCU

 

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포집되는 이산화 탄소는 깊은 지하에 영구적으로 봉인해도 되겠지만 각종 제품의 원료로 쓸 수 있다. 대표적으로 현대오일뱅크가 탄소로 다양한 제품을 만드는 ‘탄소 사업화’에 앞장서고 있으며, 이를 이행할 수단으로는 탄소 포집 및 활용(CCU) 기술을 주목하고 있다.

우선 현대오일뱅크는 DL이앤씨와 손 잡고 탄소로 친환경 건축 소재를 생산하는 사업에 나섰다. 이는 이산화 탄소와 탈황 석고로 경량 블록·시멘트·콘크리트 등을 제조하는 것으로, 회사는 올해 대산 공장에 연산 10만t 규모 설비를 구축하고 향후 연간 28만t까지 생산 능력을 늘릴 계획이다.

현대오일뱅크는 두 가지 CCU 프로젝트로 연간 50만t의 탈황 석고를 재활용해 원료 직접 채굴 시 발생하는 환경 파괴를 줄일 수 있을 것으로 보고 있다. 또한 연간 10만t 규모의 온실가스 저감이 가능할 것이라는 설명이다. 이는 소나무 900만 그루를 심는 효과로, 국내 CCU 설비로는 최대 탄소 저감 효과를 낼 것으로 기대되고 있다.

이와 함께 현대오일뱅크는 ‘친환경 경질 탄산 칼슘’ 사업도 시작했다. 회사는 원래 자연에서 채굴하는 생석회 성분을 정유 부산물인 탈황 석고에서 분리, 이산화 탄소와 반응시켜 고순도의 경질 탄산 칼슘으로 만드는 CCU 기술을 개발해 작년 1월 원천 특허를 출원한 바 있다.

생석회 탄산화를 통해 얻을 수 있는 경질 탄산 칼슘은 종이의 백색도와 플라스틱의 광택 등을 높이는 첨가물로, 일반 탄산 칼슘에 비해 부가 가치가 크다. 현대오일뱅크는 친환경 경질 탄산 칼슘 상용화에 앞서 대산 공장 내 실증 플랜트로 우선 연간 100t 규모의 시제품을 생산하며 제지 업계 등의 반응을 살필 예정이다. 경질 탄산 칼슘 생산을 통해서는 7만여 t의 이산화 탄소를 포집, 활용할 수 있다는 설명이다.

박민규 기자 miminq@viva100.com

 

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