[뉴스포스트=이해리 기자] 미국 전기차 제조사 ‘테슬라’의 창업주 일론 머스크는 지난 1월 트위터에 “최적의 이산화탄소 포집 기술을 개발하는 곳에 1억 달러(한화 1,120억 원)의 상금을 기부하겠다”고 발표했다. 연간 1,000억 톤에 달하는 대용량의 탄소를 포집한 후 최소 100년간 대기에서 분리할 수 있는 기술을 발굴하는 것이 목적으로, 이는 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술의 상용화가 기후 관련 산업의 주축이 될 것을 의미한다. 

CCUS는 화석 연료를 사용하는 과정에서 생기는 이산화탄소를 포집한 후 온실가스 감축을 위해 지하심부지층에 저장하거나 유용한 물질을 생산하기 위해 활용하는 기술을 말한다. 온실가스 감축이 주요 화두인 시대에 탄소 포집과 저장(CCS : Carbon Capture&Storage) 기술과 이산화탄소 활용(CO₂ Utilization) 기술이 통합되는 경향을 보이며, 통칭해 CCUS 기술이라고 부르게 된 것.

온실가스 감축에 대한 범세계적 논의가 어느 때보다 활발한 가운데, CCUS는 특히 지구 온난화 현상을 저지할 ‘게임체인저’(흐름을 바꾸는 결정적인 변화)로 주목받고 있다.

탄소포집기술이란?

CCS 기술은 발전, 시멘트 및 철강 산업 등에서 대량 발생하는 이산화탄소를 대기 중에 배출되기 전에 포집해 저장하는 것이 핵심이다. 포집된 탄소는 적합한 장소로 이동하기 용이한 액체 상태로 변화시켜 배관·차량·선박 등을 통해 바다나 땅의 저장소에 반영구적으로 저장해 격리한다. 

CCS는 탄소를 저장하기 위한 대규모의 지하 공간이 필요한데 이를 저장할 수 있는 공간은 한정적이고, 대량의 이산화탄소를 운송하는데 많은 에너지가 소모된다는 점이 문제로 꼽힌다. 또 오늘날 배출되는 이산화탄소의 양은 전환 기술만으로 소모하기에는 거대해 CCU 기술과 함께 운영하게 된 것.

CCU는 포집된 탄소를 화학 원료, 에너지원, 건축 자재 등으로 전환해 활용하는 기술이다. CCS는 수송, 압축 및 저장 등의 공정이 필요한 반면 CCU 기술은 연소 배가스 중의 이산화탄소를 산업적인 용도로 직접 활용하기 때문에 CCS 실증에서와 같은 저장을 위한 일련의 공정이 필요하지 않다. 

해외에서 CCS 활용 기술은 상용화됐으며, CCU(Carbon Capture&Utilization) 활용 기술은 실증 단계이지만 한국은 아직 모두 실증단계에 있다. 

세계 각국의 CCUS 현황

국제에너지기구(IEA)는 ‘에너지기술 전망’ 보고서에서 CCUS 기술 없이는 온실가스 배출량이 ‘0’에 도달하는 것은 불가능하다고 전망했다. CCUS 기술이 산업 현장에서 나오는 대규모 이산화탄소를 경감시킬 수 있는 유일한 해결책이기 때문. 이에 2050년까지 탄소 순배출량을 0으로 만들겠다는 넷제로(net-zero)를 선언한 국가들도 CCUS 기술 상용화에 적극적으로 뛰어들고 있다. 

글로벌CCS연구소가 발표한 2019년 탄소포집저장기술 준비 지수(CCS Readiness Index)를 보면 캐나다와 미국은 각각 각각 71점, 70점으로 전 세계에서 탄소 포집 기술 준비가 가장 잘 돼 있는 것으로 나타났다. 노르웨이 65점, 영국 64점, 호주 61점, 중국 54점 등이 뒤를 이었다. 이 지표는 해당 국가가 탄소 포집 저장 기술 적용을 강제하는 정도, 관련 규제와 정책, CCS 시설 및 프로젝트의 개수, 진행 정도를 종합 평가해 측정된다.

KOTRA(코트라)에 따르면 현재 전 세계에는 연간 최대 40메가톤의 이산화탄소를 포집할 수 있는 대규모 상업용 CCUS 시설 21개가 가동되고 있다. 이 중 미국 내의 대규모 CCUS 시설은 10개로 전 세계의 50%의 비중을 차지하고 있다. 시설의 일부는 1970년, 1980년대부터 운영돼 왔다. 미국은 지난 20년간 CCUS 기술을 개발에 약 45억 달러를 투자하는 등 CCUS 기술을 선도하고 있다. 

캐나다도 연간 700만 톤의 이산화탄소 포집이 가능한 5개의 대규모 CCS 시설을 보유하고 있으며, 대규모 이산화탄소 저장 실증을 통해 저장소의 안전을 입증하고 있다. 

“CCUS 산업 생태계 조성·제도적 기반 마련해야”

한국은 탄소 포집 기술 연구에서 출발이 늦었다. 지난해 CCUS 관련 기술수준조사에서 한국의 기술 수준은 해외에 비해 80%, 기술격차는 2.5년 정도로 나타났다. 

그러나 우리 정부 역시 CCUS 기술의 중요성을 인식하고 관련 제도를 정비하는 등 다양한 지원책을 고안하며 빠르게 기술을 발전시키고 있다. 

지난해 12월 ‘2050 탄소중립 추진전략’을 통해 CCUS 실증·저장기지를 구축해 CCUS 조기 상용화를 추진하고, 포집 탄소를 연료‧원료로 재합성하는 탄소순환산업을 육성한다고 발표했다. 특히 공주대학교 예산캠퍼스에 CCS 테스트베드를 마련해 관련 운영인력 양성과 기술 개발에도 박차를 가하고 있다. 

산업통상자원부는 지난 4월 정부 기관을 포함한 80여 개 기관이 속한 'K-CCUS 추진단‘을 출범하고 본격적인 CCUS 기술 상용화에 나섰다. 추진단에는 ▲한국석유공사 ▲한국가스공사 ▲발전 5사(남동·남부·동서·서부·중부발전) ▲SK이노베이션 ▲에쓰오일 ▲현대오일뱅크 ▲포스코 ▲성신양회 ▲영풍산업 ▲현대중공업 ▲두산중공업 등 50개 기업이 참여한다. 유관학과가 있는 전국 20개 대학과 에너지경제연구원·에너지기술연구원 등 연구기관 10곳도 협력한다.

권이균 공주대 지질환경학과 교수는 <뉴스포스트>와의 통화에서 “기술력 자체를 끌어올리는 것도 중요하지만, 조속한 실증의 완결도 필요하다”라며 “이를 위해서는 CCUS 관련 산업 생태계 조성이 굉장히 중요한데, 이는 정부의 의지로만 되는 것이 아닌 기업들이 참여할 수 있는 상황이 돼야 한다”라고 강조했다. 

이어 “새로운 기술 분야이기 때문에 정부와 민간 합동 및 기업 입장의 생태계 조성, 민간 파트와 산학연 협력으로 CCUS 관련 법률과 같은 제도적 기반을 만드는 일이 필요하다”라고 덧붙였다.