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지구를 지키기 위한 CCUS 기술의 현재와 미래

일반 리포트 2025년 04월 01일
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목차

  1. 요약
  2. 탄소 중립과 CCUS 기술의 필요성
  3. CCUS 기술의 적용 사례 및 연구 현황
  4. CCUS 기술의 발전 방향 및 미래 전망
  5. 결론

1. 요약

  • CCUS(탄소 포집, 활용 및 저장) 기술은 기후 변화를 완화하고 지구온난화 문제를 해결하기 위한 필수적인 솔루션으로 금융, 에너지 및 산업 분야에서 광범위하게 활용되고 있습니다. 이 기술은 이산화탄소를 대기 중에서 포집하여 저장하거나 유용한 자원으로 전환함으로써 탄소 배출량을 효과적으로 줄이는 데 기여하고 있습니다. 최근 여러 연구 사례와 실증 프로젝트가 해당 기술의 가능성을 입증하고 있으며, 탄소 중립 목표 달성을 추구하는 국가들 사이에서 CCUS 기술에 대한 연구와 개발이 활발히 이루어지고 있습니다. 특히 탄소 배출이 많은 산업에서의 적용이 두드러지며, 이를 통해 지속 가능한 경제 모델로 나아갈 수 있는 기초가 마련되고 있습니다.

  • 현재 CCUS 기술은 다양한 형태로 진화하고 있으며, 탄소 저장뿐만 아니라 이를 활용하는 방향으로도 발전하고 있습니다. 예를 들어, 포집된 이산화탄소를 활용하여 새로운 에너지원인 블루수소 생산 가능성이 제기되고 있으며, 이는 재생 가능 에너지와의 시너지를 통해 장기적인 지속 가능성을 확보할 수 있는 기회가 될 것입니다. 이러한 다양한 사용 사례는 CCUS 기술이 단지 이산화탄소 저감의 수단에 그치지 않고, 경제적 가치와 환경적 지속 가능성을 강화하는 중요한 역할을 함을 시사합니다.

  • 결론적으로, CCUS 기술의 활성화는 지구 환경을 보호하면서 동시에 경제적 이익을 창출할 수 있는 혁신적인 방법이 될 것입니다. 따라서 이에 대한 지원과 협력이 절실히 필요하며, 이는 국가 간, 산업 간 협력을 통해 실현될 수 있습니다. CCUS 기술이 성공적으로 자리잡는다면, 탄소 중립 사회로의 전환을 가속화하는 데 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

2. 탄소 중립과 CCUS 기술의 필요성

  • 2-1. 탄소 중립의 개념과 목표

  • 탄소 중립은 이산화탄소와 같은 온실가스의 순배출량을 0으로 만드는 상태를 의미합니다. 이는 인간의 활동에 의해 대기 중 온실가스 농도가 증가하지 않도록 유지하는 데 초점을 두고 있습니다. 2016년 체결된 파리 기후 협정에서는 지구의 평균 온도 상승을 1.5도 이하로 억제하기 위해, 2050년까지 탄소 중립을 달성해야 한다고 명시하고 있습니다. 이는 각국이 탄소 배출량을 줄이고, 이산화탄소를 흡수하는 방안에 대한 글로벌 협력을 확대해야 함을 시사합니다. 특히, CCUS(탄소 포집, 활용 및 저장) 기술은 탄소 중립 목표 달성의 중요한 도구로 부각되고 있습니다.

  • 2-2. 이산화탄소의 현재 배출 현황

  • 현재 전 세계적으로 연간 약 36억 톤의 이산화탄소가 배출되고 있으며, 이는 주로 화석연료의 사용과 산업 활동에서 발생합니다. 특히 화력 발전, 철강, 시멘트, 석유화학 산업 등이 주요 배출원으로 지적됩니다. 각국의 정책과 규제를 통해 이산화탄소 배출량을 줄이기 위한 노력이 진행되고 있으나, 여전히 막대한 양이 대기로 방출되고 있습니다. 국제 에너지 기구(IEA)는 CCUS 기술 없이는 탄소 중립 목표를 달성할 수 없다고 강조하며, 이 기술이 미래의 탄소 배출 감축에서 중요한 역할을 할 것이라고 예측합니다.

  • 2-3. 탄소 포집 기술의 오랜 역사와 현대적 진보

  • 탄소 포집 기술(Capture)은 화석 연료의 연소 또는 특정 산업 공정 중 발생한 이산화탄소를 포집하여 저장하거나 활용하는 과정입니다. 이 기술의 역사는 20세기 초반부터 시작되었습니다. 처음에는 소규모 실험실에서 연구가 이루어졌으나, 최근에는 대규모 산업 현장에서 실제 적용되는 수준으로 발전했습니다. CCUS 기술은 탄소를 포집하는 방법이 다양해지면서도 더욱 효율적으로 발전하고 있습니다. 예를 들어, 습식 포집(액상 흡수), 건식 포집(고체 흡착), 그리고 분리막을 이용한 포집 기술이 상용화되었고, 다양한 연구와 실험이 진행되고 있습니다. 특히 현대건설을 비롯한 많은 기업들이 기초 연구와 실증 사업을 통해 CCUS 기술의 실용화를 위해 힘쓰고 있습니다. 이러한 진보는 CCUS 기술이 탄소 중립 달성을 위한 필수 기술로 자리 잡는데 기여하고 있습니다.

3. CCUS 기술의 적용 사례 및 연구 현황

  • 3-1. CCUS 기술의 국제적 연구 사례

  • CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage) 기술은 전 세계적으로 활발히 연구와 실증이 이루어지고 있는 기술입니다. 특히, 유럽, 미국, 그리고 일본을 중심으로 한 많은 국가들이 탄소중립 목표를 달성하기 위해 이 기술에 집중하고 있습니다. 예를 들어, 네덜란드는 해저 고갈 가스를 활용한 CCS(Carbon Capture and Storage) 프로젝트인 ‘포르토스(PORTHOS)’를 운영하며, 성공적인 이산화탄소 저장을 통해 지속 가능한 수소 경제를 목표로 하고 있습니다. 또한, 현대건설은 네덜란드와의 국제 공동 연구를 통해 CCS 최적 저장 설계 및 설비 변환 기술 개발을 진행하고 있습니다.

  • 또한, 블루수소 생산을 위한 CCUS 기술의 중요성이 대두되고 있습니다. 일본의 경우, 블루수소 생산을 위한 다양한 실험과 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이산화탄소를 포집하고 이를 활용하여 에너지를 생산하는 방향으로 연구가 발전하고 있습니다. 이러한 국제적인 협력과 연구는 CCUS 기술의 상용화를 앞당기고 있습니다.

  • 3-2. 한국 내 CCUS 기술 개발 현황

  • 한국도 CCUS 기술 개발에 적극적으로 나서고 있습니다. 2020년 12월, 한국 정부는 탄소중립 목표를 공식 선언했고, 이를 위한 제1차 수소경제 이행 기본계획을 수립하였습니다. 이 계획의 일환으로 한국은 청정수소 자급률을 2030년까지 34%, 2050년까지 60%로 높이는 것을 목표로 하고 있으며, 블루수소 생산을 위한 CCUS 기술의 조기 상용화를 추진하고 있습니다.

  • 특히, 현대건설은 블루수소를 생산하는 데 필수적인 CCUS 기술을 선제적으로 확보하고 있으며, 다양한 국책과제에도 참여하여 CCUS 기술을 상용화하는 데 기여하고 있습니다. 현대건설은 평택 수소생산기지에서 하루 최대 7톤의 수소를 생산하며, 이를 위해 액화 탄소를 저에너지 방식으로 포집하고 있습니다. 이러한 노력을 통해 한국은 CCUS 기술 분야에서 국제적인 경쟁력을 갖추어 나가고 있습니다.

  • 3-3. 효과적인 탄소 활용 방법

  • 탄소 포집 후 활용(CCU) 또한 CCUS 기술의 중요한 부분으로, 포집된 이산화탄소를 유용한 자원으로 전환하는 것을 목표로 합니다. CCU 기술의 활용 예로는 이산화탄소를 액체 혹은 고체로 전환하여 식품 산업에서 탄산음료의 원료로 사용하거나, 드라이아이스와 같은 고체 형태로 활용할 수 있습니다.

  • 이외에도 이산화탄소는 화학적 공정에서 연료, 비료, 플라스틱 등을 생산하는 원료로 사용될 수 있습니다. 실제로 현대건설은 포집한 이산화탄소를 산업용 고순도 특수가스 및 화학제품으로 활용하기 위한 프로젝트를 진행하고 있으며, 이는 CCU의 상용화에도 기여하고 있습니다. 전문가들은 CCU 기술의 경제성을 높이는 것이 이산화탄소 활용의 핵심이라고 보고 있으며, 이를 위해서는 포집 비용을 줄이고, 이산화탄소의 시장 가치를 높일 수 있는 다양한 방법이 모색되어야 할 것입니다.

4. CCUS 기술의 발전 방향 및 미래 전망

  • 4-1. CCUS 기술의 경제성 및 상용화 방안

  • CCUS(탄소 포집, 활용 및 저장) 기술은 탄소 중립 달성을 위한 중요한 기술로 떠오르고 있습니다. 그러나 이러한 기술을 상용화하기 위해서는 경제성 확보가 필수적입니다. CCUS 기술의 상용화는 경제성을 뒷받침할 정책적 지원과 기업의 투자 의지가 필요합니다. 현재 CCUS 프로젝트의 초기 비용이 높지만, 장기적으로 이산화탄소 배출권 거래제와 같은 제도를 통해 탄소 배출량을 줄이면서 테크니컬 이점을 제공하게 될 것입니다.

  • 특히, 블루수소 생산에 대한 수요가 증가함에 따라 CCUS 기술의 필요성이 더욱 부각되고 있습니다. 블루수소는 천연가스를 원료로 하면서 CCUS 기술을 통해 발생하는 이산화탄소를 포집하여 생산되는 수소로, 이 수소의 활용이 경제적 이익을 가져올 수 있습니다. 따라서 CCUS 기술이 수소 경제의 핵심 역할을 할 것으로 예상됩니다.

  • 경제성 외에도, 기업들이 CCUS 기술을 상용화하기 위해서는 실제 운영에서의 효율성을 극대화해야 합니다. 예를 들어, 현대건설은 CCUS 프로젝트에서 상대적으로 낮은 에너지 소비로 이산화탄소를 액화하는 혁신적인 방법을 연구하여 경제성을 향상시키고 있습니다. 이러한 노력이 앞으로 CCUS 기술의 대중화를 이끄는 중요한 사례가 될 것입니다.

  • 4-2. 정책 및 규제의 역할

  • CCUS 기술의 발전 방향에 있어 정책과 규제의 역할은 매우 중요합니다. 정부는 CCUS 기술의 개발과 상용화를 촉진하기 위해 체계적인 정책을 마련해야 하며, 이는 경제적인 인센티브와 함께 이루어져야 합니다. 이를 위해 탄소세와 같은 제도를 도입하여 이산화탄소 배출에 대한 직접적인 비용을 기업에 부담하게 하는 것이 있습니다.

  • 인센티브 외에도, CCUS 프로젝트에 대한 연구 개발 지원 및 기술적 지원이 필요합니다. 정부는 여러 산업 부문에서 CCUS 기술을 도입하는 기업에 대한 세금 감면, 보조금 제공 등의 다양한 지원 정책을 수립함으로써 기업이 기술을 적극적으로 도입할 수 있도록 유도해야 합니다. 이러한 정책은 기업의 지속 가능성을 높이는 동시에, 국가 전체의 탄소 배출 저감 목표에 기여할 것입니다.

  • 또한 국제적으로는 탄소 배출 규제가 엄격해지고 있으며, CCUS 기술의 적극적인 도입이 필요합니다. 각 국가들이 상호 협력하여 관련 국제 규제를 마련하는 것이 CCUS 기술의 국제적 상용화에 중요한 역할을 할 것입니다.

  • 4-3. 탄소 중립을 위한 글로벌 협력의 중요성

  • 탄소 중립 목표 달성을 위한 글로벌 협력은 CCUS 기술 발전의 중요한 요소입니다. 국제 에너지 기구(IEA)는 CCUS 기술 없이는 넷 제로 달성이 어렵다고 강조하며, 기술 공유와 협력을 통한 글로벌 차원의 대응이 필요하다고 지적하고 있습니다. 각국은 CCUS 기술의 연구 개발과 데이터 공유에 협력함으로써 기술의 발전을 가속화할 수 있습니다.

  • 일례로, 네덜란드는 해저 고갈 가스전을 활용한 CCUS 프로젝트에서 성공을 거두었으며, 이러한 적용 사례를 다른 국가들과 공유함으로써 기술 발전을 이끌어왔습니다. 현대건설을 비롯한 국내 기업들이 네덜란드 같은 기술 선도국과 협력하여 CCUS 기술을 발전시키는 것이 중요합니다.

  • 또한, CCUS 기술이 글로벌 기후 목표를 지원하기 위해서는 모든 국가가 참여해야 하며, 개발도상국들도 기술 도입을 위한 지원을 받을 수 있는 제도적 조건이 마련되어야 합니다. 이를 통해 모든 국가가 CCUS를 통한 탄소 저감 노력에 참여할 수 있습니다. 따라서 국가 간 협력은 CCUS 전략을 더욱 견고하게 하고 지속 가능한 발전을 가능하게 하는 중요한 사안입니다.

결론

  • 단기적으로 CCUS 기술의 개발과 상용화는 여러 도전 과제를 안고 있지만, 이러한 기술이 제공하는 기회는 상당합니다. 탄소 중립 목표를 달성하기 위한 툴로서 CCUS 기술의 중요성이 점점 커지고 있으며, 이는 기후 변화 대응에 필수적인 역할을 할 것입니다. 이를 위해 각국 정부, 기업, 연구 기관은 반드시 협력해야 하며, 이 과정에서 정책적 지원과 재정적 인센티브가 필수적입니다.

  • 또한, CCUS 기술은 단순히 탄소 배출을 줄이는 것이 아닌 해당 기술을 기반으로 새로운 산업 가능성을 창출하는 데 기여할 수 있습니다. 예를 들어, 포집된 이산화탄소를 활용하여 다양한 화학 제품 혹은 연료로 재활용함으로써 경제적 가치를 높일 수 있습니다. 이는 동시에 친환경적인 기업 모델의 실현으로 이어질 것입니다.

  • 최종적으로, CCUS 기술의 발전은 지구 환경 유지와 지속 가능한 경제 성장을 동시에 달성하기 위한 효과적인 길이라는 점을 강조해야 합니다. 전 세계적으로 이러한 기술의 필요성이 증대되고 있는 만큼, 지속적인 연구와 투자가 뒷받침된다면 더욱 긍정적인 결과를 가져올 것이라 확신합니다. 모든 이해관계자가 CCUS 기술의 미래를 함께 만들어 가는 과정에서 지속 가능성이 확보된 탄소 중립 사회로 나아갈 수 있을 것입니다.

용어집

  • CCUS [기술]: 탄소 포집, 활용 및 저장(Carbon Capture Utilization and Storage) 기술로, 이산화탄소를 대기에서 포집하여 저장하거나 유용한 자원으로 전환하는 방법입니다.
  • 탄소 중립 [개념]: 이산화탄소와 같은 온실가스의 순배출량을 0으로 만드는 상태로, 기후 변화에 대응하기 위해 설정된 목표입니다.
  • 블루수소 [에너지]: 천연가스를 원료로 하여 CCUS 기술을 통해 이산화탄소를 포집하면서 생산된 수소로, 친환경적이고 지속 가능한 에너지원으로 주목받고 있습니다.
  • CCU [기술]: 탄소 포집 후 활용(Carbon Capture Utilization) 기술로, 포집된 이산화탄소를 식품 산업 원료나 연료, 비료 등으로 전환하여 경제적 가치를 창출하는 과정입니다.
  • 이산화탄소 배출권 거래제 [정책]: 기업이 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해 배출권을 사고파는 제도로, CCUS 기술의 경제성을 뒷받침하는 데 사용됩니다.

출처 문서