외산보다 뛰어난 이산화탄소 포집 기술 개발

[산업일보]
이산화탄소 포집 공정기술(CCS : Carbon dioxide Capture and Storage)은 대표적인 온실가스인 이산화탄소가 대량으로 발생하는 발전소, 제철소 등으로부터 이산화탄소를 효과적으로 흡수․저장하는 기술이다. 기존 시설에 이산화탄소 포집 공정을 설치하는 것만으로 단기간에 대량의 온실가스를 감축 할 수 있다는 강점을 갖고 있다.

특히, 바이오가스 공정에 적용하면 쓰레기를 온실가스를 거의 배출하지 않으면서도 풍력·태양열 등 기후에 영향을 받지 않는 신재생 에너지원(고순도 메탄)으로 탈바꿈 시킬 수 있다.

축분, 음식물 폐기물, 하수 슬러지 등을 발효해 얻는 바이오 가스는 50~60%의 메탄(CH4)과 40~50%의 이산화탄소로 혼합돼 있는데, 여기에 이산화탄소 포집 기술을 적용해 이산화탄소만 선택적으로 분리해내면 고순도 메탄을 얻게 된다.

메탄과 이산화탄소가 분리되고 나면 메탄은 압력에 따라 액화 천연가스(LNG) 도시가스, 고압 천연가스(CNG) 연료, 가스 발전 등에, 이산화탄소는 주변 시설 농가에 제공해 작물의 성장원으로 활용하거나 용접, 탄산음료, 냉매 등으로 다양하게 사용할 수 있다.

미래창조과학부(장관 최양희) 산하 한국에너지기술연구원(원장 이기우, 이하 ‘에너지연’)은 윤여일 박사팀이 독자 개발한 세계 최고 수준의 이산화탄소(CO2) 포집 공정 기술(KIERSOL)과 공정 설계 기술을 국내 중소기업인 ㈜기반에 기술이전했다고 밝혔다.

에너지연 이산화탄소 포집 기술의 핵심은 이산화탄소가 굴뚝으로 빠져나가기 전 액체 흡수제를 통과하게 해 혼합 기체 중 이산화탄소만 선택적으로 흡수한 뒤 다시 열을 가해 액체 흡수제는 재생하고, 분리한 이산화탄소는 지하에 저장하는 데 있다.
이번 기술은 한국에너지기술연구원이 지난 5년간 출연금 주요사업으로 추진한 결과물로 10MW급 이하 중소 규모 상용 이산화탄소 배출 시설에 적용된다.

특히, 이산화탄소 포집 소재 개발에 그치지 않고 독자적으로 기본설계·상세설계·엔지니어링 데이터 및 장비 리스트 등 제반 공정 설계 패키지 기술까지 구축해 기업이 바로 사업장에 적용 가능한 수준까지 연구를 수행했다는 점이 눈에 띈다.

기업이 필요로 하는 기술 전부를 원스탑으로 제공한 것이며, 그동안 외부 설계 기관에 설계를 위탁하는 것이 관행으로 여겨지던 국내 연구 현실을 벗어난 것으로 평가할 수 있다.

이에 따라 국산 공정 설계 패키지가 없어 외국 업체에 라이선스 비용을 지불해오던 국내 업체들도 외산보다 뛰어난 국산 이산화탄소 포집 공정 기술로 설비를 구축할 수 있게 됐다.

통상적으로 해외에서 화학공정 라이선스를 구매하면 로얄티로 20억원 내외가 소요됨을 고려할 때, 2020년까지 CO2 포집 설비를 5기만 건설한다고 가정해도 대략 100억원의 수입대체 효과가 기대된다.

향후 전 세계적 이산화탄소 포집 공정 및 저장 플랜트는 2030년 850기, 2050년 3400기로 증가할 전망이며, 국내에도 CCS기술이 파급되면 2020년까지 연간 300만톤의 이산화탄소를 감축시키는 3조원의 시장이 형성되고, 13,000명의 고용창출이 가능할 것으로 예상되고 있다.

연구책임자인 윤여일 박사는 “이번 기술이전 계약을 통해 바이오가스를 국내 신재생에너지의 한 축으로 발돋움시켜 온실가스 감축과 함께 한국을 바이오 메탄 산유국의 지위까지 격상시키는 것이 목표”라고 밝혔다.

한국에너지기술연구원 이기우 원장 역시 “2020년 한국의 온실가스 감축 목표 달성을 위해 중추적인 역할을 할 핵심 기술”이라며, “지속적인 연구 개발로 국내외 바이오 가스 관련 시설 전체에 대해 이산화탄소 포집 공정 기술 보급을 추진할 예정”이라고 밝혔다.

미래부도 중소기업과 협력할 수 있는 연구분야에 대해, 수요 맞춤형 연구를 지속적으로 촉진할 예정이다.