[투데이에너지] 온실가스 배출로 인한 기후변화 극복 문제는 2000년대 들어 지속되고 있는 전 세계적인 주요 논의 주제이다. 2015년 파리에서 열린 제21차 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국총회(COP21)에서는 온실가스 감축에 대한 국제적 합의가 도출됐으며 Post-2020 신기후체제 마련을 위한 협상이 타결됐다.
2016년 11월 발효된 파리협정에 따라 우리나라 역시 2020년 12월 ‘2030 국가온실가스감축목표(NDC)’에서 2030년까지 2017년 온실가스 배출량대비 24.4% 감축을 목표로 제시하고 ‘2050 장기저탄소발전전략(LEDS)’을 확정해 국제연합(UN)에 제출한 바 있다.
온실가스 감축을 위한 방법으로는 신·재생에너지를 활용한 에너지전환, 에너지 이용 효율화 등 사전 감축 수단과 산업 및 발전 부문에서 배출되는 이산화탄소(CO₂)를 포집·활용·저장(CCUS: Carbon Capture Utilization and Storage)하는 사후 감축 수단이 대표적이다.
환경부가 관계부처 합동으로 수립해 2020년 12월 발표한 ‘2050 장기저탄소발전전략’에서는 CCUS 기술을 탄소 다배출 업종의 미래 탄소중립을 지향하는 산업전환의 중요한 기술 대안으로 제시하고 이 기술을 통해 2050년까지 1,030만톤의 온실가스를 감축하겠다는 목표를 세웠다.
CCUS 기술은 발전소나 공장에서 배출되는 이산화탄소를 포집 후 안전한 지층에 주입해 영구히 저장하는 CCS 기술과 저장을 하지 않고 연료나 화학 원료를 생산하는 CCU 기술로 구분되는데 두 가지 모두 온실가스와 미세먼지를 동시에 줄이는 기술로 전 세계 온실가스 감축 목표의 약 10~25%를 저감할 수 있는 중요한 기술로 평가되고 있다.
CCS 기술은 대량의 온실가스를 처리하는데 효과적인 방법으로 알려지면서 꾸준히 연구돼 왔지만 투자 비용이 많이 들고 대규모의 저장소를 확보하기 어려우며 지진 등의 자연재해로 인한 누출 우려 등으로 사회적 수용성이 낮은 상황이다.
이로 인해 CCU 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 온실가스 다배출 산업인 정유업계는 석유산업 위축으로 어려움을 겪고 있는 상황인 만큼 CCU 기술은 신성장 동력으로 매우 효과적인 기술이라 할 수 있다. 정유업계에 있어서 CCU 기술은 기존 산업을 유지하면서 탄소의 순환을 통해 재화를 생산하고 활용할 수 있는 새로운 신산업 공정으로 선제적 기술개발을 통해 글로벌 선도가 가능한 기술이라는 장점이 있다.
이미 해외 글로벌 정유사들은 CCU 기술을 주목하고 실증 프로젝트에 적극 참여하는 등 조기 상용화를 위해 노력하고 있다.
유럽은 ‘EU Horizon 2020 프로젝트’, ‘독일 코페르니쿠스 프로젝트’ 등 이산화탄소 기반 연료 생산 기술을 개발하고 있으며 미국은 에너지부(DOE) 산하 인공광합성연구센터를 중심으로 이산화탄소를 원료로 액체연료를 생산하는 기술을 개발하고 있다. 일본도 신에너지·산업기술종합개발기구 주도로 이산화탄소로부터 포름산, 올레핀을 제조하는 ‘인공광합성 프로젝트’를 추진하고 있다.
CCU 기술 이론은 다양한데, 기술성숙도와 실현 가능성, 잠재성 등을 고려하면 화학제품의 원료, 광물 탄산화, 연료 생산 기술이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이 세 가지 기술 모두 현재 원천기술 확보 연구와 실증단계 수준으로 생산비용 저감, 전환공정의 효율성 개선, 설비 규모 확대를 통한 경제성 확보 등이 요구되고 있다. 특히 국내 CCU 기술은 원천기술을 확보하기 위한 연구개발 단계 수준으로 조기 상용화를 위해서는 정부의 관심과 R&D 그리고 인센티브 등 실질적인 지원이 필요한 상황이다.
CCU 기술의 연구개발과 함께 고려해야 하는 부분은 CCU 기술을 활용한 최종 제품에 대한 검증이다. 연료나 석유화학 원료로 사용하기 위해서는 생산된 제품의 품질 확보와 안전성, 차량 성능 등 충분한 검증이 선행돼야 하며 안정적인 보급과 품질기준 설정 등 표준화도 진행되어야 한다.
또한 경제성 확보 및 국가 온실가스 감축량으로 인정받기 위해 이산화탄소 감축 방법론 개발과 제도화, 초기시장의 경쟁력 확보를 위한 제도적 지원책과 에너지원으로서의 법적 정의 등 관련 법령 역시 보완돼야 한다.
특히 정유업계도 친환경 에너지산업으로의 안정적 전환을 위해 온실가스 감축과 에너지 안보 대응 등 두 가지 중요한 효과를 기대할 수 있는 CCU 기술개발에 대한 투자와 연구에 참여해 이산화탄소의 저감, 활용 등 탄소중립 실현을 위해 적극적인 노력을 기울여야 할 시점이다.