탄소 포집 기술 비교(CCS, CCU, CCUS)

세계는 화석연료 기반의 문명을 건설함으로써 온실가스 배출로 인한 지구 온난화로 인류가 경험해보지 못한 재해성 날씨들이 빈번해지고 강력해지고 있습니다. 따라서 기후위기에 대응하기 위해서 각국은 탄소중립 목표를 설정하였으며, 정책의 목표 달성을 위해 이산화탄소 배출을 감축, 억제하는 기술들을 발전시키고 있습니다. 그중 공장 굴뚝에서 배출되고 있는 이산화탄소를 잘 잡아낼 수 있는 탄소 포집 및 활용기술은 온실가스 배출 억제, 탄소중립을 위한 중요하고 필요한 기술입니다. 

구분	이산화탄소 처리 기술 차이점
이산화탄소 처리 방법	CCS	CCU	CCUS (CCS+CCU)
	포집, 압축, 운송, 저장	포집, 직접사용 or 전환, 활용	포집, 저장, 직접활용, 전환, 활용

 

 

 

CCS(Carbon Capture and Storage)란, 대표적인 포집 기술

산업시설에서 배출되는 이산화탄소를 포집하여 압축하고 운송을 통해 저장소까지 안전하게 저장하는 전반적인 기술로 정의하고 있습니다. 이렇게 땅, 바다의 깊숙한 곳에 저장하게 되면 시간이 흐름에 따라 용해가 되거나 광물화가 되는 점을 유도하고 있습니다.

• 화학적 흡수 방법 : 흡수제와 화학반응을 통해 이산화탄소를 분리하고 열을 가하여 흡수제에서 이산화탄소를 떼어내서 포집하는 기술입니다.
• 분리막 분리 방법 : 고분자 막 등의 압력차를 이용하여 이산화탄소를 분리하여 포집하는 기술입니다.
• 산소 연소방법 : 공기분해장치를 이용하여 산소를 연소시켜 이산화탄소만 분리하여 포집하는 기술입니다.
• 심냉분리방법 : 기체의 끓는점의 차이를 이용하여 이산화탄소만 분리하여 포집하는 기술입니다.
• 물리흡수방법 : 흡수제를 이용하여 용해시켜 이산화탄소를 분리하고 감압, 가열로 포집하는 기술입니다.
• 물리흡착방법(온도) : 고체 흡착제를 이용하여 이산화탄소를 흡착하여 분리시켜, 가열을 통해 이산화 탄소를 포집하는 기술입니다.
• 물리흡장방법(압력) : 고체 흡착제를 이용하여 이산화탄소를 흡착하여 분리시켜, 감압 후 이산화탄소를 포집하는 기술입니다.

 

CCU(Carbon Capture Utilizatio)란, 대표적인 기술

CCS공정처럼 이산화탄소를 포집하고 저장만 하는 기술이 아니라 포집된 이산화탄소를 새로운 부가가치로 활용하는 방법을 추가한 기술이며, 이산화탄소가 필요한 건축자재, 화학원료 등에 활용할 수 있는 공정을 의미합니다. 즉, 화석연료 산업의 문제점인 이산화탄소를 포집하여 활용함으로써, 산업의 선순환 사이클을 만드는 기술입니다. 결국, CCS 공정과 비교해 보면 배출된 이산화탄소를 재활용하기 때문에 압축, 이송, 저장공정이 필요 없습니다. 또한 전기분해를 이용한 광물화 기술은 포집공정도 필요 없이 이산화탄소를 재료로 그대로 사용할 수 있습니다. 따라서 구분방법은 포집하고 부가가치가 있는 제품으로 전환하여 활용하는 방법과, 이산화탄소가 배출되는 공정에서 직접 사용되는 방법이 있습니다. 

• 화학적 전환 방법 : 화학반응의 원료로 사용하여 탄소화합물로 전환가능하며, 적용 기술로는 고분자(폴리올, PEC, PPC), 액체연료, 합성가스 등이 상업화 내지 연구되고 있는 기술입니다.
• 생물학적 전환 방법 : 이산화탄소를 잡아낼 수 있는 미생물 등을 활용하여 바이오 기반 물질로 전환가능하며, 바이오 연료, 바이오 소재 등이 상업화 내지 연구되고 있는 기술입니다. 
• 광물화 전환 방법 : 광물(알칼리토금속 포함) 또는 수용액과 반응시켜 탄산염 광물로 전환 가능하며, 이산화탄소 기반의 콘크리트, 시멘트, 산업 소재 등이 제품화되어 있습니다.
• 이산화탄소 직접 사용 기술 : EOR, EGR, 드라이클리닝 등과 같은 용제로 쓰이며, 드라이아이스, 의료용, 식음료, 냉매등으로 직접적으로 사용 가능합니다. 

 

 

 

CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage)란, 대표적 기술

CCUS는 CCS방식과, CCU방식을 결합한 개념의 공정으로, 화석연료 기반의 산업 전반에서 배출되는 이산화탄소를 포집, 압축, 운송, 저장, 활용이 가능한 공정입니다. IPCC 특별보고서에 따르면, CCUS기술이 온실가스 감축에 필요한 기술로 규정하고 있으며, 탄소중립 실현을 가능하게 하는 하나의 축으로 주목받고 있습니다. 

결국, CCUS 기술은 CCS+CCU의 개념으로 이산화탄소를 CCS의 기술로 포집하여 땅, 바다 깊은 곳에 이송할 수 있으며, 저장이 어려울 경우 CCU의 기술로 전환하거나 직접 사용을 할 수 있는 기술입니다. 산업현장에서 비용, 수요 등에 따라 포집을 할지 전환을 할지 직접 사용할지 판단하여 적용할 수 있는 기술입니다. 

CCUS기술, 탄소포집, 활용 및 저장기술(Carbon capture, usage and storage)

CCUS기술, 탄소포집, 활용 및 저장기술(Carbon capture, usage and storage)