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녹색성장 시대를 맞아 온실효과의 주범인 이산화탄소를 잡아내는 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 발전소나 제철소 등 각종 산업시설의 굴뚝에서 배출되는 이산화탄소를 분리해 이를 별도의 저장소에 저장해두는 이른바 이산화탄소 포집ㆍ저장(CCSㆍCarbon Capture and Storage) 기술이 개발되고 있는 것이다. 시장규모 年2,000억弗로 추정
동해등 저장 최적후보지 물색도
CCS 기술은 지구 온난화와 온실가스 감축 문제를 해결하는 주요 대안 중의 하나로 세계적으로 이산화탄소 배출에 대한 규제가 강화되면서 새로운 시장을 창출할 수 있는 주역으로서의 역할도 하고 있다. 당장 국제에너지기구(IEA)는 오는 2050년까지 이산화탄소 배출량을 현재보다 50% 이상 줄일 것을 권고하고 있다. 특히 IEA는 2020년부터 새롭게 건설되는 화력발전소에는 이산화탄소를 포집하는 CCS 시설 부착 의무화를 추진하고 있어 이에 따른 시장 규모가 매년 2,000억달러에 달할 것으로 예측된다. 국내에서는 한국에너지기술연구원이 각종 산업시설에서 이산화탄소만을 분리해 뽑아내는 포집기술을 개발하고 있으며 한국지질자원연구원은 이산화탄소를 지하에 저장하는 저장기술 연구를 수행 중이다. ◇이산화탄소를 잡아라=에너지기술연구원이 개발 중인 이산화탄소 포집기술은 크게 연소 후, 연소 전, 순산소 연소 등 3가지로 나뉜다. 연소 후 기술은 발전소나 제철소 굴뚝에서 배출되는 가스에서 이산화탄소만을 분리하는 것이다. 이산화탄소와 잘 결합하는 액체 또는 고체 흡수제 속에 배출가스를 통과시켜 이산화탄소를 흡수하도록 한 뒤 이 흡수제에 다시 열을 가해 이산화탄소를 뽑아낸다. 연소 전 기술은 석탄 등을 태우기 전에 고온의 열을 가해 이산화탄소를 먼저 분리해낸 뒤 이산화탄소가 없는 상태에서 연소시키는 기술이다. 순산소 연소 기술은 화석연료를 태울 때 질소가 78%인 일반 공기 대신 100% 산소만을 이용하는 것으로 이때 산소와 탄소가 만나 생기는 이산화탄소를 자연스럽게 분리해낼 수 있다. 에너지기술연구원 기후변화기술연구본부의 김종남 본부장은 “어느 기술이 미래 CCS시장을 주도할지 예측하기 어려워 다양한 기술을 병행해 연구하고 있다”고 설명했다. ◇이산화탄소 저장기술도 관건=. 이산화탄소는 반감기가 길어 지난 산업혁명 시대에 발생한 이산화탄소가 아직도 대기상에 있을 정도다. 국내에서 진행되고 있는 연구는 이산화탄소를 지하 1~3㎞ 깊이의 지하공간에 초임계 상태로 저장하는 방식이다. 초임계 상태란 기체도 액체도 아닌 상태로 액체 상태의 이산화탄소처럼 밀도가 높아 저장량을 늘릴 수 있는 동시에 기체처럼 물에 잘 녹는 특성을 갖는다. 한국지질자원연구원은 현재 이산화탄소를 저장하기 위한 최적 후보지를 찾고 있으며 경북의 경상분지와 동해 6-1광구 지역의 동해-1 가스전 등을 대상으로 지질탐사를 수행 중이다. 육지인 경상분지에서는 3D 탄성파 탐사 등 정밀탐사를 통해 2011년까지 최종 후보지로 결정한 뒤 2012년부터는 이곳에 연간 5,000톤 내외의 이산화탄소를 지하에 저장하는 주입실험을 추진할 계획이다. 바다에서는 석유탐사 등을 통해 확보된 탄성파 탐사자료 등을 토대로 올해 말까지 동해-1 가스전 주변의 3개 후보지를 선정할 계획이며 2013년부터 해저면에서 3㎞ 깊이의 시추탐사를 할 계획이다. ◇연구개발 투자 확대 시급=화력발전소 1기를 건설할 경우 여기에 CCS 시설을 설치하면 건설비가 80% 더 든다. 2020년 IEA가 신규로 건설되는 화력발전소에 CCS 시설 부착을 의무화할 방침이어서 세계 각국은 CCS 관련 연구에 경쟁적으로 뛰어들고 있다. 미국은 2012년까지 120MW급 CCS 실증시설을 개발할 예정이며 일본은 독일ㆍ호주 등과 공동연구로 실증시설 구축을 추진하고 있다. 또 노르웨이와 캐나다는 연간 100만톤 이상의 이산화탄소를 지하에 저장하는 시설을 건설할 방침이다. 하지만 국내에서는 실증시설에 앞서 필요한 파일럿 실험시설 개발도 미진한 상태다. 에너지기술연구원의 경우 연간 약 110억원의 예산으로 이산화탄소 포집 연구를 수행하고 있으며 지질자원연구원은 지난해 말 16억원의 예산으로 CO2처분연구실을 가동하고 있는 정도다. 에너지기술연구원의 한 관계자는 “파일럿은 1MW의 전기를 생산하는 발전소에서 배출하는 이산화탄소를 포집하는 실험시설로 기술별로 약 50억~100억원의 예산이 필요하다”며 “최소한 파일럿 실험시설에 대한 투자만이라도 하루빨리 진행돼야 한다”고 강조했다.
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