IPCC 6차 종합보고서에 따르면 탄소제거(CDR, Carbon dioxide removal) 기술이 탄소 중립 목표 달성을 위한 필요 기술이라고 얘기하고 있습니다. 탄소제거(CDR, Carbon dioxide removal) 기술은 대기 중에서 온실가스를 제거, 포집하여 토지, 해양, 특정 저장소에 저장을 하거나 상품으로 변환시키는 기술을 말합니다. 즉, 자연에서 볼 수 있는 동토영구층과 같이 수백 년 혹은 수천 년 동안 탄소를 봉인하는 기술을 통칭하며 네거티브 배출 기술(NET, Negative emission technology)이라고도 불립니다.
탄소제거방법과 종류
국제사회에서는 탄소제거(CDR, Carbon dioxide removal) 기술을 6가지 정도로 분류하고 있습니다. 이산화탄소를 제거하기 위해 친환경적으로 산림을 구성하고 토양에 저장하며, 숯으로 만들어 묻거나 탄소 포집 활용 저장 기술인 CCUS(Carbon Capture, Utilization, Storage)와 같은 기술을 사용하여 탄소를 제거할 수 있습니다. 또한 이산화탄소를 광물화하는 기술과 직접 공기 포집(DAC, Direct air capture) 기술을 예로 들 수 있습니다.
1. 산림 조성을 통한 탄소흡수
대규모 산림은 대표적인 탄소 흡수원으로 대기 중에서 이산화탄소를 제거할 수 있으며, 식량확보와 산림 제품을 결합하면 친환경 경제성을 두루 겸비할 수 있습니다. 다만, 나무의 양에 따라 이산화탄소 흡수는 한정되어 있기 때문에 효율성이 낮으며, 재해로 인해 산불이 발생하면 예기치 못한 탄소가 발생할 수 있습니다.
2. 토양을 이용한 탄소 흡수
농지를 개발하여 토양을 흡수원으로 이용하는 방식입니다. 휴경지인 밭을 개간하여 작물을 생산함으로써 토양이 더 많은 탄소를 흡수할 수 있습니다. 이러한 방식은 가뭄과 홍수에 유연하게 대응할 수 있는 자연재이며 농업 생산성을 높여 인류의 식량 확보에 도움을 줄 수 있습니다. 다만, 탄소제거를 위해서는 적절한 토양관리가 필요합니다.
3. 바이오차(Biochar)를 이용한 탄소제거
바이오차는 바이오매스와 숯의 합성어로, IPCC에서도 주요 의재로 논의되었습니다. 저산소 환경에서 바이오매스(목재, 가축분뇨, 볏짚 등)를 태워 생산하는 숯의 일종으로 토양 개량제의 개념입니다. 즉, 바이오차를 땅에 뿌리면, 대기 중 탄소를 흡착할 뿐만 아니라 무분별한 개발로 오염된 토양을 친환경적으로 개량할 수 있습니다.
일반적으로 목재나 가축분뇨, 볏짚등과 같은 바이오매스를 그대로 두면 이산화탄소 혹은 메탄의 형태로 변환되어 온실가스가 방출되지만 바이오차를 만드는 공정을 거치면 대부분의 탄소가 그대로 숯의 형태로 남기 때문에 탈탄소 역할을 할 수 있습니다. 이렇게 만들어진 바이오차의 분자구조는 다공성이기 때문에 미생물 증식에도 효율적이기 때문에 토양 복원력이 뛰어납니다.
다만, 토양이 관리되지 않으면 오히려 탄소를 방출할 수 있으며, 탄소 제거에 대한 정량적 지표를 설정하기가 어렵습니다.
4. BECCS(Bioenergy with carbon capture and storage)를 이용한 탄소제거
식물과 같은 바이오 매스 에너지에서 배출하는 이산화탄소를 포집하여 저장하고 제거하는 과정입니다 즉, 식물이 자라면서 이산화탄소를 흡수하고 이 식물은 다시 재생 가능한 바이오 에너지 연료로 사용되어 이산화탄소를 배출하기 때문에 온실가스를 상쇄시킬 수 있는 개념입니다.
CCS와 BECCS 차이점
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5. 광물화(Mineral carbonation) 기술을 통한 탄소 제거
이산화탄소를 일종의 탄산염에 흡착시켜 가두는 기술이며, 석탄재와 이산화탄소를 반응시켜 건설재로 등으로 활용가능합니다. 즉, 현무암 같은 암석을 가루로 만들로 토양에 뿌리면 자연적으로 안정적인 탄산염 광물을 만들 수 있으며, 암석의 종류에 따라 토양질을 높일 수 있습니다.
다만, 광물화 기술은 원재료의 가공이 필요하기 때문에 지역 환경에 문제를 야기시킬 수 있으며 그러한 과정에서 토양이나 지하수를 오염시킬 수 있습니다.
6. 직접공기포집(DAC, Direct air capture) 기술을 통한 탄소 제거
대기 중에 있는 이산화탄소를 대형팬 같은 포집장치를 이용하여 직접 포집함으로써 영구 저장을 하거나 상품의 원료를 만들어 내는 기술입니다. 이러한 과정에서 포집장치의 전력을 풍력, 태양광 같은 신재생에너지를 이용함으로써 궁극적으로는 지속가능한 탄소제거 기술 역할을 할 수 있습니다.
직접 공기 포집(DAC) 기술 종류, 원리
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