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【Zoom in】 이산화탄소, 골칫거리에서 유용한 자원으로
2022-02-01

이산화탄소, 골칫거리에서 유용한 자원으로
정부, 구체적인 R&D 지원 및 상용화 계획 발표

탄소중립 기술과 관련해 다양한 정책이 나오고 있다. 정부는 1월 19일부터 20일까지 이틀간 CCUS 신산업화를 위한 R&D 성과 공유를 위한 기술 심포지엄을 개최하고, 정부의 투자 방향에 대한 정보를 제공했다. 이보다 앞서, 정부는 1월 13일 ‘탄소혁신스타즈 프로젝트’ 사업을 발표하고, 2023년까지 20개사를 선정해 총 276억 원을 지원하겠다고 밝혔다. 그리고 1월 12일에는 ‘재생합성연료(e-Fuel) 6차 연구회’를 개최하고 〈e-Fuel 연구보고서〉의 발간을 알리기도 했다. 이외에도 정부는 탄소중립연료 R&D, 워킹그룹 등을 운영할 계획이다.

정리 강창대 기자
보령화력 압축·액화플랜트

산업통상자원부는 1월 19일부터 20일까지 양일간 ‘CCUS 기술개발 성과 공유 및 기술 심포지엄’을 개최해 최근 5년간 CCUS 주요 기술개발 주요 성과를 공유하는 자리를 마련했다. 더불어 산업부는 CCUS를 조기에 상용화하기 위한 2022년 R&D 지원 방향과 기술 활성화 방안을 논의했다. 이날 발표된 내용은 이산화탄소 포집·활용·저장 등 분야별로 대표적인 기술의 개발 성과와 함께 향후 활용 계획 등이 주를 이뤘다. 각각의 내용을 정리하면 다음과 같다.

◆ 포집 분야: 보령화력이 10 ㎿급 포집설비를 실증하면서 2020년 11월 기준으로 1만 시간을 달성해 최장 운전시간을 기록했다. 이러한 성과를 바탕으로 공정기술과 상용급 격상(150 ㎿) 설계기술을 확보하고 기술 보급을 추진하고 있다. 이 사업의 주관기관인 한국전력공사는 개발된 흡수제(kosol)를 15 ㎿급 석탄화력 발전 운영사에 기술이전을 완료하는 등의 성과가 있었다.

산업부는 개발된 포집기술을 LNG발전과 시멘트, 석유화학, 철강 등의 산업 분야의 포집 실증에 적용해 중규모 포집 실증으로 확대하고, 단계별로 격상해 2030년 이전까지 산업별 상용급 포집 기술개발과 보급을 완료할 계획이다.

◆ 활용 분야: 현재 일산화탄소 기반의 초산 등 유기화합물 제조를 위한 핵심 촉매와 파일럿 플랜트급 실증이 완료돼 기술이전 계약 등 기술 보급이 추진되고 있다. 주관기관인 한국화학연구원은 2021년 10월에 촉매 기술이전 계약을 완료했으며, 몇몇 석유화학 기들과 연구 성과에 대한 협력을 논의하고 있다. 이외에도 ‘하이브리드 동시 처리 공정 기술’의 개발이 있었다. 이 기술은 미세조류 기술과 연계해 공간이 협소해 기존 CCUS 설비를 설치할 수 없었던 도심 발전소와 산업단지에서 활용 가능한 포집기술로 개발되고 있다. 주관기관인 한국지역난방공사는 분리막 기술을 통해 CO2를 포집해 미세조류를 활용함으로써 고부가 물질(아스타잔틴 원료)과 광물탄산화를 생산하는 기술개발의 경제성을 확인하고 있다.

산업부는 시장 대체 가능성이 높은 CO, 메탄올, 폴리카보네이트, 탄산염 등 CCU 4대 전략 제품의 제조기술을 중심으로 공정 최적화, 연속 운전 등을 통해 상용화 수준으로 개발할 방침이다. 그럼으로써 2030년까지 초기 CCU 시장 창출을 유도한다는 방침이다.

◆ 저장 분야: 2017년 해상 지중 이산화탄소 주입 실증을 성공한 바 있다. 주관기관인 공주대학교는 포항해상 저장 실증사업을 통해 2017년에 CO2 100톤을 주입하는 데 성공했다. 이로써 한국은 세계에서 3번째로 해상 주입에 성공한 국가가 되었고, 저장소 탐사기술과 저장소 구축기술, 주입운영기술 등의 자립화를 이루었다. 현재 이러한 기술성과를 상용 규모로 격상하기 위해 동해가스전을 활용한 중규모 CCS 통합실증 사업 모델의 개발을 추진하고 있다.
 
개발된 저장기술은 기술 격상 및 공백 기술 개발을 통해 고도화할 예정이다. 현재 CO2 저장 안전, 효율 향상 등을 골자로 하는 CO2 지중저장 상용화 핵심 기술개발이 추진되고 있으며, 2022년까지 254억이 투입될 예정이다. 고도화한 저장기술은 현재 기획중인 동해가스전 CCS 통합 실증 사업에 적용해 상용급 CCS 포집 및 저장 연계 사업을 추진할 방침이다. 이 사업은 올 상반기에 예비타당성조사를 신청할 예정이며, 2025년부터 다배출원으로부터 포집된 연 40만 톤(총 1,200만 톤) 규모의 이산화탄소를 30년간 저장한다는 계획이다.

중소·중견 탄소중립 스타 기업 발굴
1월 13일에는 ‘탄소중립 스타즈 프로젝트’가 발표됐다. 이에 따르면, 정부는 올해부터 2023년까지 탄소중립 기술 역량을 보유한 중소·중견 20개 기업을 선정해 2025년까지 총 276억 원을 지원할 계획이다.

탄소중립 스타즈 프로젝트는 탄소중립 관련 기술력을 보유한 기업을 발굴하여 탄소중립 선도기업을 육성하기 위한 사업으로, 중견·중소기업이 직접 기획한 탄소중립 R&D를 지원하여, 기업 주도의 창의적 기술개발과 기업 눈높이에 맞는 현장성 있는 기술개발을 지원하기 위해 추진됐다. 기술개발 이후에는 한국특허전략개발원(KISTA), 대한무역투자진흥공사(KOTRA), 금융기관 등의 유관기관과 연계해 탄소중립 대표 기업으로 성장 될 수 있도록 후속 지원할 계획이라고 한다.

‘탄소중립 스타즈 프로젝트’ 사업은 철강, 석유화학, 시멘트, 반도체·디스플레이 등 탄소 다배출 업종과 산업공통 분야(보일러 등)의 탄소중립과 관련된 공정·설비 제품 등의 핵심기술개발에 중점을 두고 있다. 이번 공고의 상세한 지원내용과 신청절차 등에 관한 사항은 산업통상자원부 홈페이지 (www.motie.go.kr )와 한국산업기술평가관리원 홈페이지 (www.keit.re.kr )의 공고를 통해 확인할 수 있으며, 2월 14일(월)까지 사업 신청을 받고 4월 중에 선정될 예정이다.

e-Fuel 연구회 ‘연구보고서’ 발간
산업부는 1월 12일 자동차회관에서 ‘재생합성연료(e-Fuel) 6차 연구회’를 개최했다. 산업부는 지난해 4월부터 연구회를 발족해 국내·외 재생합성연료 정책·연구 동향과 경제성, 국내 도입 시 과제 등을 정례적으로 논의해왔다.

이날 연구회는 〈e-Fuel 연구보고서〉를 발간해 그간의 주요 논의 결과를 정리하고, 재생합성연료 활용을 위한 정책적·기술적 과제를 제시했다. 연구회는 재생합성연료와 관련해 기술·경제성을 분석한 결과, “우리나라는 수소·CO2 생산 및 합성 공정 등 제조공정의 원천기술은 다수 확보 중이나 상용화를 위한 실증 연구가 필요한 단계”라고 진단했다. 그리고 “경제성 확보가 핵심이며, 수소, CO2 가격을 낮추기 위한 CO2 흡착제 효율 향상, 합성 촉매 개발 등이 주요 과제가 될 것”이라고 지적하기도 했다.

2020년 일본의 네도(NEDO) 보고서와 2017년 디이엔에이 보고서에 따르면 재생합성연료 제조 시 소요되는 에너지는 수소 생산이 절반 이상이며, CO2 포집, 연료 합성 순으로 에너지 소비가 발생하는 것으로 나타났다.

또한, 보고서는 “전기·수소차의 높은 차량 가격, 인프라 구축 비용 등 고려 시, 향후 재생합성연료도 전기·수소차 수준의 경제성 확보가 가능할 것으로 전망된다”고 덧붙였다. 향후 재생합성연료 가격에 대한 전망을 보면, 세계에너지기구는 2050년에 리터당 0.8~1.9 달러가 될 것으로 정망했고, 독일은 2030년에 0.8~5.6 달러, 일본은 1.8 달러로 예상했다.

주영준 산업정책실장은 이날 “정부도 재생합성연료 등 탄소중립연료 보급 활성화를 위해 세부 이행 계획을 마련하고 기술개발을 지속 추진할 것이며, 그 과정에서 연구회 논의 결과 등 업계와 전문가들의 의견을 적극 반영해나가겠다”고 말했다.

산업부는 재생합성연료 보급을 위해 수송부문 탄소중립연료 워킹그룹을 구성하여 ▼ 단계별 연료·대상차종 선정, ▼ 혼합비율 및 배출가스 측면의 엔진 적용성 검증, ▼ 연료 성능 표준 수립 등 재생합성연료 기술개발 목표 달성을 위한 세부 이행 계획을 수립하는 계획도 발표했다.

그리고 CCU 실증 R&D를 통해 정유공정에서 발생하는 CO2를 포집·활용하여 항공유 등 석유제품을 개발하고, 이에 필요한 품질기준을 개발하는 등의 상용화 전략을 수립하겠다고 밝혔다. 뿐만 아니라, 민·군 협력 재생합성연료 실증사업을 추진해 급격한 전동화가 어려운 군용 차량·함정 등에서도 재생합성연료 활용이 가능하도록 품질 수준을 향상시키고 검증할 방침이라고 한다. 이외에도 정책연구용역을 통해 무탄소 합성에너지원과 관련한 제도의 수립 방향과 기술개발 추진방안, 기업 지원 방안 등의 설정도 병행하겠다고 밝혔다.

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