한난, 도심형 CCUS 본격 가동 
한난, 도심형 CCUS 본격 가동 
  • 류희선 기자
  • 승인 2021.04.16
  • 댓글 0
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탄소자원화로 경제성까지 입증

[투데이에너지 류희선 기자] 한국지역난방공사가 본격적으로 도심형 CCUS(이산화탄소포집·이용·저장) 하이브리드설비를 가동한다. 올 4월부터 도심발전소에 적용할 수 있는 하이브리드 연계설비(분리막+광물화+미세조류)를 갖추면서 포집부터 탄소자원화까지 가능해질 전망이다.

특히 한난의 CCUS설비는 부지가 협소하고 지가가 비싼 도심발전소의 배기가스 내 이산화탄소 포집 기술로 적합해 주목을 받고 있다.

또한 CCUS 하이브리드 설비는 이산화탄소(CO₂)의 포집 및 분리 시스템을 사용하지 않기 때문에 발전효율에 영향을 주지 않으며 오히려 포집된 CO₂를 다양한 탄소자원화 기술로 고가물질을 생산할 수 있기에 경제성을 갖춘 현장 실증화 공정이라고 할 수 있다.  

한난에 구축된 이산화탄소 컴팩트 포집장치는 배기가스 내 이산화탄소를 분리막설비로 포집, 분리하는 공정으로 이산화탄소 포집율이 80% 이상이며 이산화탄소 90% 이상 회수, 80% 이상 농축이 가능하다. 

한국지역난방공사에 설치된 이산화탄소 분리막 공정.
한국지역난방공사에 설치된 이산화탄소 분리막 공정.

또한 농축된 이산화탄소를 이용해 다양한 탄소자원화(광물화+미세조류) 공정을 통해 고가건자재(중탄산칼슘)와 고가 바이오매스(항산화물질)를 생산할 수 있다. 

광물화 공정은 포집된 고농도의 이산화탄소와 산화칼슘의 광물화 반응을 통해 탄산칼슘 형태로 고속, 반영구적 광물화시키는 과정을 통해 이산화탄소를 반영구적으로 빠르게 전환 및 제거할 수 있는 기술이다. 

또한 광물화 공정 처리후에도 남아있는 이산화탄소에 대해 햇빛과 미세조류 광배양공정의 광합성작용을 통해 처리하고 증식된 미생물 바이오매스로 다양한 고가물질(의약품, 건강식품, 사료, 바이오디젤 등)을 생산할 수 있어 단지 이산화탄소 저감에 그치는 것이 아닌 상당한 수익창출이 가능하다.

하이브리드 연계설비는 자동 모니터링 시스템 구축으로 각 공정의 프로세스 및 운전상태를 이미지화 해 각 측정값, 처리 결과값 등을 화면으로 24시간 볼 수 있도록 구성했고 전체 연계운전공정은 통합 모니터링 방식으로 정리해 종합적인 데이터 베이스로 구축할 수 있다.

하이브리드 연계설비 자동 모니터링 시스템.
하이브리드 연계설비 자동 모니터링 시스템.

지난 2017년부터 한난이 주관하고 고려대학교, (주)에어레인, 고등기술연구원과 협력하고 있는 이번 연구는 올해 4차년도를 맞아 막분리, 광물화 및 미세조류 파일럿 등 각 단위공정의 장기운전과 3개의 공정을 연계해 운전하는 하이브리드 융복합공정의 장기운전과 결과를 통한 경제성평가 등을 추진한다.

장원석 한난 미래개발원 박사(연구책임자)는 “협소한 공간의 도심지에는 설치할 수 없었던 CCS 설비를 분리막공정을 통해 도심발전소나 산업단지에도 저렴한 비용으로 설치해 효율적으로 CO₂포집분리가 가능해졌다”라며 “포집된 CO를 이용해 다양한 고가 제품까지 생산할 수 있어 사업성이 충분하다”고 말했다.

또한 장 박사는 “수소를 개질 할 때 배출되는 고농도의 이산화탄소 역시 이러한 CCUS공정을 통해 효과적으로 포집하고 자원화 할 수 있기 때문에 CCUS기술의 활용도는 탄소중립실현을 위한 핵심 기술로 자리할 것”이라고 덧붙였다.

한편 정부는 최근 ‘CCUS 추진현황 및 계획’ 발표를 통해 CCUS를 신산업으로 육성하고 초기단계에 있는 전세계 기후위기대응 신시장을 선점할 수 있도록 다부처 사업 등을 통해 적극 지원할 예정이라고 밝혔다.

2025년까지 포집·저장·활용 분야별 상용화 가능 기술을 확보를 추진하며 활용기술은 조기 실증·상용화 기술을 선정해 R&D 집중 투자를 통해 CCU 기술이 조기에 상용화 될 수 있도록 지원을 강화할 계획이다. 또한 정부는 오는 2030년까지 CCUS 기술을 탄소중립 신산업으로 육성하기 위해 CCUS 산업기반 마련과 제도개선을 추진할 방침이다.


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