탄소 포집 및 저장 기술, CCS(Carbon Capture, Storage)

2023년 IPCC 6차 종합 보고서에서 CCS(Carbon Capture, Storage) 기술에 대한 중요성을 언급하였습니다. 각국의 탄소 중립 목표 달성을 위해서는 탄소 포집 및 저장기술인 CCS 적용이 필요하며, 활용방법은 탄소배출저감 기술을 활용할 수 없는 곳에 이 기술이 필요하다는 내용을 담고 있습니다. 즉, 기존의 산업현장에 CCS기술을 접목하여 기후변화 대응 및 탄소중립목표를 실현하기 위한 하나의 탄소감축 기술입니다. 

 

 

 

CCS(Carbon Capture, Storage)란?

탄소 포집 및 저장 기술로 탄소배출량을 억제하는 방법입니다. CCS는 철강과 시멘트 산업현장에서 배출되는 이산화탄소를 대기 중에 배출하지 않고 포집 및 압축하여 파이프라인을 통해 저장 장소인 심해나 깊은 지하, 암석층에 저장하는 모든 기술을 말합니다. IPCC에서 말한 것처럼, 막대한 온실가스 배출로 인해 지구 온난화가 빠르게 진행되고 있는 상황에서 산업기술을 이용하여 이산화탄소를 포집함으로써 문제 해결을 하는데 핵심이 될 수 있습니다. 

 

CCS의 이산화탄소 분리, 포집 방법 종류

CCS기술의 근본이 되는 이산화탄소 포집 기술은 포집할 때 사용하는 방법에 따라 기술의 종류로 나뉩니다. 

• 심냉 분리방법 : 온실가스가 액화되는 온도에 따라 분리하는 방법으로, 다른 가스에 비해서 이산화탄소가 저온에서 액화되는 특징을 이용하여 분리, 포집하는 방법입니다.
• 분리막 분리방법 : 수소 분리막, 고분자 분리막 등을 이용하여 이산화탄소만을 분리함으로써 포집할 수 있는 기술입니다. 
• 산소 연소 분리방법 : 연소 시 산소를 산화제로 사용함으로써 이산화탄소를 분리하는 기술입니다. 
• 흡착제 분리방법 : 연소 후 흡착제를 이용하여 온도 및 압력조건을 이용하여 이산화탄소를 포집, 분리하는 기술입니다. 

이외에도 다양한 이산화탄소 분리 방법 등이 있으며 이러한 방법을 이용하여 각종 플랜트 인프라를 구축함으로써 이산화탄소를 영구적으로 저장할 수 있습니다.

 

 

 

CCS 기술 장점

• 기존 화석연료 인프라를 그대로 사용하고 동시에 이산화탄소만을 포집함으로써 탄소 감축 역할에 기여할 수 있습니다.
• CCS 기술을 접목시킨 대규모 플랜트 가동 시 지역경제 활성화에 도움을 줍니다. 
• 완벽한 기술이 완료되면 이산화탄소를 포집하여 다공성 광물에 저장함으로써 영구적으로 저장할 수 있습니다. 즉, 광물화를 유도할 수 있습니다.
• 이산화탄소 이외에도 질소 산화물과 이산화황 같은 기타 온실가스를 감소시킵니다. 그 이유는 연소 시 고농도 산소를 이용하여 완전연소를 유도하기 때문입니다. 즉, 일반 공기보다 산소를 투입하면 잘 타는 성질을 이용한 것입니다. 

 

CCS 기술 한계

• 비용 : 대형 플랜트가 필요하기 때문에 비용 측면에서 경제성이 낮다는 인식이 있습니다. 즉, 동일한 전기에너지를 생산하기 위해서 발전소에 CCS기술을 접목시켜 전기 에너지를 얻는 비용과 풍력 혹은 태양광 설비를 건설하여 에너지를 얻는 비용을 비교하면 신재생 에너지가 아직까지는 경쟁력이 있다는 의견입니다.
• 오염 : 이산화탄소를 포집하여 지하 깊숙한 곳에 저장할 수 있는 인프라 구축 시 유지보수가 불안하여 안전에 문제가 생기면 지역 환경이 오염될 가능성이 있습니다. 
• 상용화 한계 : 과거 수십 년 전에 완성된 기술이지만 비용과 상용화 현실성 문제로 인해 이산화탄소 포집량 대비 비용을 고려하면 CCS 기술이 저변확대가 될 수 없을 것이라는 의견이 분분합니다. 다만, IPCC에서는 탄소중립을 위한 핵심기술로 분류하고 있습니다. 
• 화석연료 산업의 지속성 : 지구온난화로 부터 시작되는 기후위기에 대응하려면 화석연료 사용을 억제해야 하지만 화석연료 산업을 지속가능하게 만들 수 있다는 기술이기 때문에 의견이 분분합니다.