580…NICE, 제29권 제5호, 2011
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2010년 7월, 녹색성장위원회에서 발표한「국가 CCS 종합추진계획」에 의하면, 2030년 국가 온실가스 감축 목표의 10%인 3,200만톤이 이산화탄소포집및저장(Carbon Capture and Storage) 기술로 감축될 예정이다.
이는 10기 정도의 CCS 설비가 가동된다는 것을 의미하며, 또한 포집플랜트 해외 수출로 누적 매출 100조원을 예상하고 있다.
2011년은 이산화탄소 포집 기술이 본격적으로 실증 산업화 체제로 넘어간 해이다. 그동안의 연구 개발 단계 에서 실증 단계인 화력발전 기준 10MW 급으로 돌입했으며, 비용 절감을 위해 고효율의 흡수제 개발과 아울러 가동 중인 화력발전소와의 공정 연계 기술이 보다 중요해지게 되었다. 다른 한편에서는 이렇게 포집된 이산화 탄소를 산업적으로 이용할 수 있는 사업화 방안을 찾고 있으며, 이미 몇몇 민간 기업은 발전소와 이산화탄소 공 급계약을 체결하고, 사업화를 추진하고 있다. 현재 계획대로라면 2015년에는, 연간 15만톤 정도의 이산화탄소 가 포집되며, 2019년에는 230만톤 정도가 포집될 것이다.
이번 이산화탄소 포집기술 특집에서는 다양한 포집 기술 중, 실증 체제로 돌입한 대용량 포집 기술 5가지가 소개된다. 국제 수준의 고효율의 흡수제가 개발된 습식 기술과 획기적으로 재생에너지를 줄일 수 있는 건식 기 술, 조기 상업화가 가능한 순산소 연소 발전기술, 제철 공정과 연계된 암모니아 기술 및 석탄가스화복합발전과 연계되는 연소전 흡수 기술 등이다.
이들 기술의 특징을 열거하면, 첫째, CCS 기술은 대용량 저감 기술이라는 점을 들 수 있다. 2020년 배출전망 치(BAU) 대비 30% 감축을 위해서 반드시 필요하며, 국제에너지기구(IEA)의 로드맵에 의하면, 2050년까지 총 감축량의 20% 정도가 CCS로 감축될 예정이다. 전체 배출량의 절반 이상이 화력 발전소 및 제철, 시멘트, 정 유, 석유화학 등의 발전, 산업 시설에서 배출되기에 이들 배출원에 대한 근본적인 대책인 CCS 기술의 확보가 중요하다. 특히 우리나라 에너지 공급양의 절반 이상이 화력발전으로 수급되는 상황과 지속적으로 늘어나는 에 너지 수요를 맞추면서, 기존의 산업 구조를 유지하기 위해서도, CCS 기술은 전략적 에너지 기술이라고 할 수 있다.
둘째는 CCS 기술은 수출 산업화 기술이다. 국제적으로 온실가스 저감의 속도를 가속화하기 위해 강력한 규 제와 적절한 인센티브 제도의 도입이 시급하다는 국제적 공감대가 점차 형성되는 상황에서, 신규 화력발전 건 설시 CCS 설비의 설치가 강제화 될 가능성이 점차 높아지고 있다. 그리고 이때를 대비하여, 국내 실증 사례를 통해 필요한 경험을 조속히 축적해야 한다.
셋째, CCS 기술은 포트폴리오 기술이다. CCS 기술은 포집 기술 이외에 수송, 저장 기술 역시 플랜트 산업이 며, 각 기술군에는 다양한 기술 및 제품으로 구성되게 된다. 특히 포집원의 다양성으로 인해 이번 호에서 다루 지 못한 막분리 기술, 흡착 기술, 효소 기술 등 다양한 기술들이 존재하며, 이들 각각의 기술들이 지속적인 연구 개발 과정을 거쳐, 산업화로 나아가고 있다. 아울러 전환 기술의 종류 및 사업화 방안 역시 포트폴리오라고 할 수 있다.
넷째, CCS 기술은 융합 기술이다. 포집과정에서 필요한 에너지원의 공급을 위해 풍력 기술, 지열 기술 등의 한 종 훈
한국이산화탄소 포집및저장협회 운영위원장, 서울대학교 화학생물공학부 [email protected]
NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 29, No. 5, 2011…581
특·별·기·획(Ⅰ)
서론
화력발전소는 우리나라 전력생산의 약 70%(2008 년 기준)를 차지하는 발전원이자 주요 온실가스 배출 원으로 지적되고 있으며 전 세계적으로 화력발전소를 대상으로 하는 CO2 포집기술 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 CO2 포집기술은 크게 연소 후(Post- combustion), 연소 전(Pre-combustion) 및 순산소
연소(Oxyfuel combustion)로 분류할 수 있는데 이중 화력발전소에서 배출되는 배가스 중의 CO2를 포집하 는 기술은 연소 후 기술에 해당이 된다. 연소 후 CO2
포집 기술은 다시 아민계열 혹은 암모니아 계열 흡수 제를 활용한 화학흡수법, 기존의 흡수용액 대신 고체 흡수제를 활용한 건식 흡수법 및 분리막을 활용한 막 분리법 등으로 나누어지는데 이러한 CO2 포집 기술
연소 후 습식 CO
2포집기술 개발현황 및 전망
장경룡, 이지현
KEPCO 전력연구원, {jangkr, leejha}@kepco.co.kr 신재생에너지 기술과의 융합 연구가 진행 중이다. 이는 다양한 포집원의 위치 및 특성을 반영하여, 다른 기술과 의 융합이 필요하기 때문이다. 저장 기술의 경우는 이미 석유, 가스 채굴 기술과 밀접하게 연계되어 있으며, 수 송 기술의 경우 역시 기존의 천연가스 기술과의 융합을 통해 발전하게 될 것이다. 이미 ISO CCS 표준 정립을 위한 기술위원회 신설 과정에서 기술 융합이 나타나고 있다.
이러한 CCS 기술의 특성 및 향후 로드맵을 고려하면서, CCS 기술의 상용화 및 산업화를 지원하기 위해 한 국 이산화탄소포집및저장협회가 2010년 11월 창립되었다. 국제적으로 대용량 연계 프로젝트(Large Scale Integrated Project)에 두 개의 실증 사업(본 특집의 습식 기슬과 건식 기술)이 등재되어 있고, 올해 하나의 실증 사업(본 특집의 암모니아 기술)이 추가로 등재 될 예정이다. 본 협회는 국제적으로는 GCCSI, IEA, CSLF, RCI 등의 국제 CCS 기관과 이미 양해각서를 체결하면서 협력 관계를 맺고 있으며, 국제 공동워크샵 개최, 정보 교류 등의 활동을 수행 중이다. 국내에서는“CCS 법제도 동향 및 개선 방안”에 대한 과제 수행 및 회원사들을 위한 지원, 의견 수렴 등을 추진 중이다. 또한 코트라, 녹색산업 유관 단체 등 산업체 지원 기관과 긴밀한 협력 을 취하고 있다.
향후 회원사를 대량 온실가스 배출군인 제철, 정유, 석유화학, 시멘트 등의“산업 발전 군”으로 확대하여, 산 학연관 전략적 공동의 노력을 통해 국가 온실가스 목표의 달성 뿐 아니라, 해외 CCS 기술 수출을 지원하는 역 할을 하게 될 것이다. CCS 상용화 및 사업화는 연구 개발 이외에 정책, 법제도, 국제협력 등 기술 외적인 요소 가 잘 조화를 이루어야 성공적일 수 있다. 현재 녹색성장위원회의 역할 분담을 따라 지식경제부, 교육과학부, 환경부, 국토해양부에서 연구 개발을 추진 중이다.
CCS의 상용화 및 사업화라는 큰 그림 하에서 제반 요소들이 조화를 이루면서, 특히 사업화의 주체인 민간 기업의 의견 수렴 및 지원을 통해 성공적인 CCS 산업화가 이루어질 것이다. 특히 다양한 CCS 기술 제품을 중 소기업의 전략 사업 아이템화 시킬 수 있는 방안 역시 조사 예정이다. 끝으로 지면 관계상 수송 및 저장 기술에 대해 이번 호에서 다루지 못했으나, 다음 기회에 포집 이외의 분야에 대해 소개하는 기회를 가질 수 있기를 기 대한다.
