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한국의 CCUS: 기후변화 대응 혁신

일반 리포트 2024년 10월 29일
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목차

  1. 요약
  2. CCUS 기술의 개요 및 정의
  3. 한국의 CCUS 기술 현황
  4. 미국의 CCUS 기술 현황
  5. CCUS 기술의 글로벌 도입 현황
  6. CCUS 기술의 산업 내 응용 가능성
  7. CCUS 기술의 도전 과제와 미래 전망
  8. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 한국의 탄소 포집 및 저장(CCUS) 기술의 현황과 미래 발전 가능성을 분석하고 있습니다. CCUS 기술은 기후변화 대응에서 핵심적인 역할을 하고 있으며, 주요 국가들과 기업들이 이 기술의 발전을 적극 추진하고 있습니다. 한국에서는 정부의 정책 지원 및 다양한 산업에서의 적용 사례 연구를 통해 CCUS 기술이 탄소중립 목표 달성에 기여하는 방법을 모색하고 있습니다. CCUS 기술은 이산화탄소를 효과적으로 포집하고 활용하는 것을 목표로 하며, 이를 통해 경제적 가치를 창출할 가능성을 가지고 있습니다. 이 기술은 특히 시멘트, 철강, 화학과 같은 산업 분야에서 주목받고 있으며, 상용화에 있어 여전히 비용과 기술적 도전 과제에 직면하고 있습니다. 엘론 머스크와 같은 세계적인 인물들도 CCUS 기술의 중요성을 강조하며, 이를 통한 기후변화 대응을 장려하고 있습니다. 한국전력공사와 같은 기업들은 CCS 기술을 추진하며, CCUS 기술 발전을 위한 국제 협력의 중요성을 인식하고 있습니다.

2. CCUS 기술의 개요 및 정의

  • 2-1. CCUS의 정의 및 필요성

  • CCUS는 탄소포집 및 저장(Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술로, 이산화탄소를 포집하여 활용하거나 저장하는 혁신 기술입니다. 이 기술은 기후변화 대응을 위한 중요한 수단으로 평가되며, 이를 통해 탄소배출량을 줄이지 않고도 탄소중립 실현이 가능합니다. CCUS 기술은 다양한 산업에서 발생하는 이산화탄소를 효과적으로 관리할 수 있는 방안을 제공하며, 이는 기후변화 대응의 중요한 요소로 자리잡고 있습니다.

  • 2-2. CCS와 CCU의 차이

  • CCS(탄소 포집 및 저장) 기술은 Carbon Capture and Storage의 약자로, 산업 현장에서 발생한 이산화탄소를 포집한 후, 이를 지중이나 해저에 안전하게 저장하는 기술입니다. 이 기술은 기존의 석유 시추 기술과 인프라를 활용할 수 있어, 고갈된 유전이나 가스전의 이산화탄소를 주입하는 방식으로 운영됩니다. 반면 CCU(탄소 포집 및 활용) 기술은 Carbon Capture and Utilization의 약자로, 포집한 이산화탄소를 화학제품의 원료나 건축자재로 활용하는 기술입니다. 이들 각각의 기술은 이산화탄소를 관리하는 방식이 다르며, CCU는 이산화탄소를 새로운 산업의 원료로 변모시켜 경제적 가치를 창출하는 잠재력을 가지고 있습니다.

3. 한국의 CCUS 기술 현황

  • 3-1. 한국 정부의 CCUS 정책 및 지원

  • 한국 정부는 CCUS 기술의 상용화를 위해 과학기술정보통신부를 통해 CCUS 실증사업을 공모하고 있습니다. 이는 정부, 산업계, 학계가 협력하여 CCUS 기술 개발을 촉진하고 관련 산업 생태계를 조성하기 위함입니다. 특히, CCUS 관련 법률이 2024년 2월 6일에 공포되었으며, 이 법은 이산화탄소를 포집하여 해양이나 육상 지중에 저장하거나 고부가가치 물질로 활용하기 위한 규정을 포함하고 있습니다. 이러한 법적 지원은 CCUS 기술의 상용화에 중요한 역할을 하고 있습니다.

  • 3-2. 주요 기업의 CCUS 프로젝트 현황

  • 한국의 여러 대표 에너지 기업들이 다양한 CCS 개발 프로젝트를 활발히 진행 중입니다. 특히, 일부 중소기업은 이산화탄소 포집 기술을 활용하여 드라이아이스를 생산하는 설비를 갖추고 있습니다. 이 드라이아이스는 물류창고에서 널리 사용되며 CCU 기술의 실용적인 적용 사례로 평가받고 있습니다. 예를 들어, 한국의 에너지 기업들은 주요 CCS 프로젝트에서 이산화탄소를 포집하여 지중이나 해저에 저장하는 기술을 개발하고 있습니다.

4. 미국의 CCUS 기술 현황

  • 4-1. 미국 정부의 CCUS 지원 정책

  • 미국 정부는 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술을 기후변화 대응의 주요 전략으로 인식하여 다양한 정책과 제도를 마련하였습니다. 특히, 엑손모빌 등 대규모 에너지 기업들은 정부의 지원 아래 CCUS 프로젝트를 적극적으로 추진하고 있으며, 2025년까지 20개의 CCUS 관련 프로젝트를 계획하고 있습니다.

  • 4-2. 미국의 주요 CCUS 프로젝트

  • 미국의 CCUS 기술 개발은 텍사스 지역을 중심으로 활발히 진행되고 있습니다. 텍사스에서는 연간 1억 톤의 이산화탄소를 포집하여 멕시코만 해저에 저장하는 CCS 허브 구축 사업이 진행 중입니다. 이러한 프로젝트는 CCUS 기술 상용화에 중요한 이정표가 되고 있으며, 산업 현장에서 발생하는 이산화탄소를 효과적으로 관리하는 데 기여하고 있습니다.

5. CCUS 기술의 글로벌 도입 현황

  • 5-1. 중국의 CCUS 기술 투자 및 동향

  • 중국은 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술을 기후변화 대응의 주요 전략으로 채택하였습니다. CCUS 기술은 이산화탄소를 포집하여 활용하거나 저장하는 혁신 기술로, 탄소배출량을 줄이지 않고도 탄소 중립을 달성할 수 있는 중요한 방안으로 부각되고 있습니다. 특히, IT 기업인 텐센트는 2023년부터 3년간 총 2800만 달러(약 383억원)를 CCUS 스타트업에 투자하기로 하였습니다. 이로 인해 스타트업의 기술 개발이 촉진될 것으로 예상됩니다. 2000년부터 2024년 2월까지 중국은 탄소 포집 관련 기술에 대해 1만191건의 특허를 등록하였으며, 이는 전 세계의 관련 특허의 약 절반에 해당합니다. 주요 에너지 기업들은 CCS 및 CCU 기술 개발에 적극적으로 나서고 있으며, 정부 차원에서도 CCUS 실증사업을 공모하며 기술 개발을 독려하고 있습니다.

  • 5-2. 유럽의 CCUS 기술 도입

  • 유럽 각국은 CCUS 기술을 주요 기후 변화 전략 중 하나로 삼고 있으며, 이를 위해 정부 차원에서 다양한 정책과 지원을 제공하고 있습니다. 많은 유럽 국가들은 탄소 중립 목표 달성을 위해 CCUS 기술을 중점적으로 발전시키고 있으며, 탄소 포집 및 저장 프로젝트에 대한 투자도 활발히 이루어지고 있습니다. 특히, 새로운 정책은 CCUS 기술 상용화를 위한 기반을 강화하고 있으며, 이는 산업계에서 CCUS 기술의 도입을 촉진하는 역할을 하고 있습니다. 이러한 노력은 앞으로의 탄소배출 감소와 기후변화 대응에 중요한 역할을 할 것입니다.

6. CCUS 기술의 산업 내 응용 가능성

  • 6-1. 시멘트 및 철강 산업의 CCUS 적용 사례

  • 2024년 4월 4일, 쌍용C&E, 포스코홀딩스, 포스코이앤씨가 부산 벡스코에서 탄소 포집 및 활용 기술협력 업무협약을 체결하였습니다. 이 협약은 시멘트 및 철강 산업에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 건설 기초자재로 재활용하기 위한 공동 연구를 목표로 하고 있습니다. 쌍용C&E와 포스코는 제품 생산 과정에서 발생하는 탄소를 포집하고 활용(CCU)하는 기술을 공동 개발하며, 포스코이앤씨는 이를 제철 부산물인 슬래그와 혼합하여 건설현장에서 재활용하는 방안을 모색하고 있습니다. 이 협약에 따라 탄소 포집공정의 검토 및 검증과 자원화 기술 개발이 가시화될 것으로 기대되고 있습니다. 또한 쌍용C&E는 최근 3년간의 연구를 통해 탄소 저감 효과가 있는 '석회석 시멘트'를 개발하여 미국으로 수출을 시작하였고, 포스코는 제조 공정의 탄소 포집기술 및 배출가스를 부산물 또는 광물과 반응시켜 고정하는 '광물탄산화' 기술을 개발하고 있습니다.

  • 6-2. CCU를 통한 화학제품 및 건축 자재 생산

  • CCU 기술은 포집한 이산화탄소를 다양한 화학제품, 연료, 건축 자재로 전환하여 경제적 가치를 창출하는 중요한 방법으로 자리 잡고 있습니다. 예를 들어, 란자테크는 산업에서 배출된 탄소를 포집해 에탄올로 전환하고, 이를 통해 토털과 협력하여 폴리에틸렌을 생산하고 있습니다. 로레알은 이러한 폴리에틸렌을 사용하여 기존 및 품질과 특성이 동일한 용기를 제작하고 있으며, 한국에서도 LG화학, SK에코플랜트, GS칼텍스, 포스코 등의 기업이 CCU 기술을 도입하거나 준비하고 있습니다. 이러한 노력은 CCUS 기술이 단순한 탄소 포집을 넘어 다양한 산업 분야에서 실질적인 경제적 가치를 창출하는 데 기여하고 있음을 보여줍니다.

7. CCUS 기술의 도전 과제와 미래 전망

  • 7-1. CCUS 기술의 경제적 가치와 도전 과제

  • CCUS(탄소 포집, 활용 및 저장) 기술은 기후변화 대응의 필수적인 기술로 인식되고 있으며, 다양한 산업에서 활용되고 있습니다. 그러나 이 기술의 상용화에 있어 여러 가지 도전 과제가 존재합니다. CCUS 기술은 주로 고비용 및 높은 기술 장벽으로 인해 상용화에 어려움이 있으며, 이는 산업 전반의 지원이 필요한 상태입니다. 예를 들어, CCUS 기술의 비용은 각 산업별로 상이하며, 이산화탄소의 농도와 포집 방식에 따라 다르게 나타납니다. 일부 산업에서는 포집 비용이 약 50-70달러로 책정될 수 있으나, 운반 및 저장 비용까지 포함하면 경제성이 떨어지는 경우가 많습니다. 이러한 문제는 정부의 지원이나 정책적 지원이 없이는 극복하기 어려운 상황입니다. CSCC 기술은 탄소중립 목표 달성을 위한 중요한 기술로 여겨지고 있으며, 특히 기존 에너지 인프라의 활용이 가능한 경우에는 비용 효율성을 최대한 끌어올릴 수 있습니다. 이러한 점에서 SK E&S와 SK이노베이션의 전략적 합병은 CCUS 분야의 발전에 긍정적인 시너지를 기대하게 만듭니다.

  • 7-2. 직접 공기 포집(DAC) 기술의 발전

  • 직접 공기 포집(DAC, Direct Air Capture) 기술은 대기 중 이산화탄소를 흡입하여 이를 농축하고, 그 결과물을 저장하거나 다양한 제품에 활용하는 방식으로 운영됩니다. 기존 CCUS 기술이 특정 산업 시설의 배출가스를 관리하는 데 국한되었다면, DAC 기술은 더 넓은 적용 범위를 자랑합니다. DAC 기술은 아직 개발 초기 단계에 있으나, 향후 CCUS 기술의 중심으로 자리 잡을 가능성이 있습니다. 이는 2050 탄소중립 목표를 달성하기 위해 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 이 기술의 발전을 위해서는 정부와 기업 간의 글로벌 협력이 필수적이며, 연구개발을 통한 비용 절감 방안의 지속적인 논의가 필요합니다. 현재 DAC 기술은 높은 비용과 기술적 장벽 등 여러 도전 과제를 안고 있지만, 지속적인 혁신과 투자로 CCUS 기술의 발전에 기여할 것이라 예상됩니다.

결론

  • 이 리포트는 한국의 CCUS 기술이 기후 변화 대응과 탄소중립 목표 달성에 필수적인 기여를 할 것임을 강조합니다. 한국전력공사와 같은 한국 기업들이 적극적으로 CCUS 개발에 참여하고 있으며, 이는 기술 발전을 가속화하고 있습니다. 엘론 머스크와 같은 글로벌 리더들은 CCUS의 필요성을 더욱 부각시키고 있으며, 이러한 기술이 국제적인 협력을 통한 상용화를 지향하고 있습니다. 그러나 CCUS 기술은 높은 비용과 기술적 장벽을 극복해야 하는 과제를 안고 있으며, 지속적인 연구개발과 정책적 지원이 요구됩니다. 미래의 CCUS 기술은 대기 중 이산화탄소까지 포집하는 DAC 기술로 진화할 가능성이 있으며, 이는 장기적으로 기후변화 대응의 게임 체인저가 될 수 있을 것입니다. 이를 통해 한국은 글로벌 탄소중립 목표에 기여하고, 기후변화에 대한 대응 능력을 강화할 수 있을 것입니다.

용어집

  • CCUS [기술]: 탄소 포집, 활용 및 저장(Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술은 이산화탄소를 포집하여 저장하거나 활용하는 방법으로, 기후변화 대응에서 중요한 역할을 합니다.
  • 한국전력공사 [기업]: 한국전력공사는 CCUS 사업에 적극적으로 참여하고 있으며, CCS 기술의 전반적인 추진을 담당하고 있습니다.
  • 엘론 머스크 [인물]: 세계적인 기업가로, CCUS 기술의 중요성을 강조하며 이를 통한 기후변화 대응을 촉진하는 데 기여하고 있습니다.

출처 문서