국제에너지기구(IEA)의2010년보고서에따르면, 2050년까지화석연료비중은70% 이상 유지될 것으로 보인다. 화석연료의 사용은 필연적으로 이산화탄소를 증가시키며, 이는 지구 온난화 등 심각한 기후 변화를 초래한다. CCS(이산화탄소 포집 및 저장) 설비 세계시장규모는 2025년 약 26조 원으로 예상되기에 시장을 선점하기 위해 주요선진국은 기술 경쟁에 한창이다. 한국에너지기술연구원에서 개발한, 화력발전에 주로 쓰이는 석탄에서 이산화탄소를 원천적으로 제거하는 동시에 미래 청정 에너지인 수소를 대량 생산할 수 있는 '분리막을 이용한 이산화탄소 포집 통합 공정기술'을 주목하는 이유다.
한국에너지기술연구원은 '분리막을 이용한 이산화탄소 포집 통합 공정 기술'을 개발하고, 실증을 통해 세계 최고 수준의 기술력을 확보했다. 기존 분리막보다 투과 성능을 혁신적으로 개선해 수소분리와 동시에 이뤄지는 이산화탄소 포집률을 기존공정보다 4~25% 끌어 올린 90% 이상으로 세계 최고 분리 효율을 달성했다. 이를 통해 이산화탄소 포집에 드는 비용을 톤당 10달러까지 줄이는 기반을 마련함으로써CCS 시장선점을위한기술적우위에섰다. 이산화탄소 포집률은 2011년 미국 에너지부(DOE)의 목표를 초과 달성했으며, 수소 투과 성능도 현재 142㎖/min.㎠로 미국 DOE의 목표치인 110㎖/min.㎠를 앞서 달성했다. 2015년 탄소세와 이산화탄소 포집 비용은 거의 동일해져 이 시장은 급격히 커질 것으로 보인다. 현재 이산화탄소 포집비용은 톤당 40~60달러에 이른다.
이 기술을 이용하면 석탄, 폐기물, 바이오매스 등 품질이 낮은 탄화수소 연료를 사용할 수 있다. 특히, 가격 변동 폭이 적고 전 세계에 고르게 분포된 석탄을 오염 물질 배출 없이 깨끗하게 사용할 뿐만 아니라, 대량의 수소 생산이 가능해 수소 경제 사회(화석연료인 석유의 고갈로 수소를 주 연료로 사용할 미래 경제 사회)를 앞당길 수 있는 미래 에너지 생산기술이다. 석탄가스화복합발전(IGCC)에 적용되는 이 공정은 가스화기에서 배출된 수소와 일산화탄소로 이뤄진 합성가스를 이산화탄소와 수소로 전환하고, 분리막을 통해 선택적으로 수소를 분리하는 동시에 이산화탄소를 포집한다. 수소는 저장돼 연료전지발전이나 수송용으로 활용할 수 있으며, 이산화탄소는 다양한 기술을 통해 지하 등에 저장된다.
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