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[여성소비자신문 한지안 기자] 글로벌 기후변화와 함께 탄소 감축 필요성이 높아지는 가운데 국내 기업들이 2050년 탄소중립 목표를 앞당길 CCUS(Carbon Capture Utilization & Storage)관련 기술을 활발하게 연구 중이다.
이는 이산화탄소 포집·저장을 의미하는 약자로, 대기중의 이산화탄소를 모아 재활용하거나 매장하는 기술을 말한다.
대우건설은 지난 2012년 이산화탄소 포집 재활용 연속공정 기술인 DECO2를 국내 최초로 개발한 바 있다. 이는 이산화탄소와 고효율 접촉반응을 일으켜 건설 원자재로 재활용하게 만드는 신기술이다.
대우건설의 DECO2 신기술은 지하나 심해에 별도의 저장공간이 필요 없고, 공정에서 생성된 부산물(경질탄산칼슘, CaCO₃)은 무기재로서 고부가가치의 제품을 만들 수 있는 원료로 재활용 가능해 경제성이 높아 이산화탄소 저감비용을 절감할 수 있는 점이 특징이다.
특히 경질탄산칼슘 부산물은 화력발전소의 탈황제로 즉시 사용 가능하며, 가공시 비료, 도료, 안료, 건축자재, 토양개량제 등 다용도로 사용이 가능해 향후 지속 발전 가능한 신사업으로 성장할 것으로 보고 있다.
대우건설의 DECO2 신기술 개발은 2012년 인천 청라소각장에서 진행한 일일 10톤(t)급 이산화탄소 포집 시범사업을 통해 국책연구과제로 선정돼된 바 있다.
이후 대우건설은 2015년부터 2020년까지 한국남동발전, 한국화학융합시험연구원 등과 함께 일일 40t 규모의 이산화탄소 포집 기술개발을 수행했다. 최근에는 일일 400t 규모의 이산화탄소 포집 기술을 개발하기 위한 연구를 진행하고 있다.
LG화학은 사측 소속 노태근 박사 연구팀이 한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 오형석·이웅희 박사팀은 KIST 반도체기술연구단 황규원 박사팀과의 공동연구를 통해 이산화탄소 포집 장치의 전해질 범람을 억제할 수 있는 은 나노 촉매를 개발했다고 밝혔다.
전해질은 화력발전소, 정유·석유화학 공장 등에서 발생하는 CO₂를 유용한 화합물로 전환하는 전기화학적 CCUS 기술의 필수 매개체로, 포집 과정의 반응 속도와 효율성에 영향을 주는 핵심 요소다.
다만 이산화탄소 전해 장치의 환원 전극에서 전해질이 과도하게 흐르는 전해질 범람(electrolyte flooding) 현상이 CO₂가 전극 촉매층에 전달되는 것을 방해해 CCUS 기술의 상용화에 걸림돌이 돼 왔다.
카이스트와 LG화학 연구팀은 전해질 범람 문제를 해결하기 위해 은 나노입자 표면에 지질 유기물을 결합해 물 분자와 쉽게 결합하지 않는 소수성을 지니면서 주변 반응 환경을 제어할 수 있는 새로운 은 촉매를 개발했다고 밝혔다.
합성된 나노입자는 전극 표면에 물이 과도하게 축적되는 것을 방지해 전해질 범람을 억제함으로써 과전압 조건에서도 CO₂ 전환 성능을 유지하고 내구성을 높이는 역할을 한다. 연구팀은 CT 촬영을 통해 전압이 높아지는 조건에서도 전해질의 범람이 줄어드는 것을 관찰했다.
이번에 개발된 촉매를 활용할 경우, 적은 촉매량으로 장기간 전기화학적 CO₂ 전환이 가능하다는 점에서 촉매 비용을 절감하고 교체 주기를 늘려 CCUS를 통한 일산화탄소의 생산비용이 낮아질 것으로 기대된다.
공동연구팀은 석유화학 공정 등 대규모 생산시설에 적용할 수 있도록 전기화학적 CO₂ 전환 실증 시스템 적용 연구를 수행할 예정이다.
SK그룹 SK어스온은 호주 해상 이산화탄소(CO2) 저장소 탐사권을 확보하면서 본격적인 CO₂ 주입 사업에 나선다고 밝혔다.
SK어스온은 호주 해상 탄소 저장소 탐사권 입찰에서 북부 해상 카나르본 분지에 위치한 G-15-AP 광구 공동 탐사권을 따냈다. SK어스온의 지분은 20%로, 호주 CCS(탄소 포집·저장, Carbon Capture and Storage) 전문 기업 인캡쳐(InCapture)사와 CCS 기술 컨설팅 전문 업체 카본CQ(CarbonCQ)사와 함께 개발에 참여한다.
SK어스온은 약 6년간 해당 광구의 저장 용량과 사업성 평가를 진행해, CO₂ 저장소 개발 여부를 결정할 예정이다. 이후 사업성이 검증되면 추가 입찰 없이 호주 정부로부터 개발·주입권을 확보해 오는 2030년부터 본격적인 CO₂ 주입 사업을 이어갈 전망이다.
G-15-AP 광구는 호주 산업 현장에서 발생하는 탄소의 포집·저장을 주 목적으로 하는 최초의 광구다. SK어스온은 해당 광구의 CO₂ 저장소 확보에 성공할 경우 호주 현지 수요에 적극 대응할 뿐 아니라 국내 CO₂ 포집 업체들과 협업해 한국과 호주 간 지속가능한 솔루션을 마련할 예정이다.
SK어스온은 이번 사업 과정에서 SK E&S와의 협력을 통한 시너지 창출도 기대된다고 밝혔다. 양사의 협력을 통해 SK E&S가 동티모르 해역 바유운단(Bayu-Undan) 가스전에서 진행 중인 CCS 프로젝트와 연계한 CCS 허브 구축도 가능할 것으로 보인다. 최근 탄소중립 실현을 위한 CCS 기술의 역할이 커지며 포집한 CO₂를 주입할 저장소 확보 경쟁도 심화되고 있다.
SK어스온은 40년 이상 해외자원개발을 이어오며 광구 탐사·개발 역량을 갖춰왔다. 현재 8개 국가에서 10개 광구, 3개의 LNG 프로젝트에 참여하고 있다. 그간 구축한 자원개발 역량을 바탕으로 CCS 사업을 추진해 자원개발 사업의 지속 가능성을 함께 높일 계획이다.
SK어스온은 지난 2022년 말레이시아 페트로나스사 등과 한국-말레이시아 간 탄소 포집·저장을 위한 셰퍼트 CCS 프로젝트 참여 계약을 체결하는 등 CCS 기술역량 강화를 지속적으로 추진하고 있다. 이를 통해 오는 2030년 200만톤(t), 2040년 500만t, 2050년 1600만t 이상의 CO₂ 저장소를 단계적으로 확보한다는 목표다.
GS칼텍스는 전라남도, 여수시와 함께 탄소 포집·활용(CCU) 메가프로젝트 추진 업무협약을 체결했다.
GS칼텍스는 최근 탄소 저감을 위해 CCU 기술연구를 수행해 이산화탄소를 넣은 폴리올 개발에 성공했고, 특허 출원을 마친 바 있다. 앞서 한국화학연구원과 CCU 사업 협력 및 전략적 제휴를 위한 업무협약(MOU)을 체결하기도 했다.
GS칼텍스는 이번 전남 여수시와의 업무협약을 통해 CCU 실증사업 추진에 박차를 가하고 이산화탄소 원료 및 연료소재 개발 등의 공정 기술 확보를 위해 노력할 계획이다.
전라남도는 CCU R&D 인프라 조성 등 지역 산업의 탄소저감을 위한 노력을 진행하고 있다. 특히 여수는 철강산업, 석유화학, 정유산업 등의 국가산업단지로 구성돼 이산화탄소 활용을 위한 산업 부산물이 풍부한 지역으로 CCU 실증사업의 시너지 효과가 기대되는 지역이다.
GS칼텍스는 현재 화학적 전환 기술을 통해 이산화탄소를 휘발유, 경유, 항공유 등 연료 및 석유화학 기초 원료 등 화학물질로 전환하는 방안을 연구하고 있다. 향후 CCU 기술 역량을 바탕으로 미래 경쟁력 강화를 위해 노력한다는 계획이다.
한지안 기자 hann9239@hanmail.net
