CEO Energy Briefs
KEEI 2003. 7. 31.
에너지정책연구부 신정수 책임연구원(jsshin2@keei.re.kr)
미국의 탄소처리 프로그램(Carbon Sequestration Program) 계획
온실가스 처리 (Carbon Sequestration)
대기중으로 배출되는 이산화탄소(CO2) 및 기타 온실가스 를 포집 처리하거나 저장
온실가스 저감 비용 및 기술적 측면에서 효율적
GCCI와 탄소처리 프로그램
2002년 2월 온실가스 배출 원단위(intensity: CO2/GDP) 를 2012년 까지 18% 저감 하고자 하는 GCCI(Global Climate Change Initiative)를 발표
GCCI 목표 저감량의 50% 이상을 탄소처리 수단을 통하 여 달성할 계획
탄소처리 프로그램 소요재원 규모
2001∼2020년 기간 총 소요재원 약 40억달러 추정
FutureGen-통합 처리 및 수소 연구 계획에 전체 재원의 약 70% 소요 추정
기초 처리 R&D 프로그램에 약 $50백만/년 추정
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온실가스 처리 (Sequestration)
온실가스는 배출시점에서 포집(capture) 되거나 대기중에서 분리될 수 있다. 그리고 포집된 가스는 지하저장고(underground reservoir)에 저 장 하거나 심해에서 용존(dissolved) 시킬 수 있으며, 또한 고형물질로 만들어 암석화 시킬 수도 있고 산림, 초지, 토양 등에 흡수시킬 수도 있다.
이상과 같이 대기중으로 배출되는 이산화탄소(CO2) 및 기타 온실 가스를 포집(capture) 처리하거나 저장 처리 하는 것을 배출탄소처리 (carbon sequestration)라고 하며, 그동안 미국에서 배출탄소처리(carbon sequestration)는 에너지효율 개선수단 및 저탄소 연료수단에 이은 세 번째 온실가스 저감수단으로서 인식되어 왔다. 그러나 온실가스 저감 비용 및 기술적 측면에서 배출탄소처리(carbon sequestration)의 효율성 이 인식되었으며, 그 정책적 중요성이 대두되었다. 이에 美에너지부 (DOE)는 1997년부터 탄소처리프로그램(Carbon Sequestration Program)을 추진하며 탄소 포집(capture) 및 저장(storage)이 미국 및 전세계의 온실 가스 배출저감 및 안정화에 미치는 영향을 분석해왔으며 그 내용을 요약하면 다음과 같다.
탄소포집 측면에서 살펴보면, 현재 미국 온실가스 배출량의 약 1/3 가량이 발전, 석유정제 및 대규모 배출원에서 배출되고 있으며 이 같 은 배출비중은 연료의 고도정제 및 탈탄소화와 함께 증가할 전망이다.
저장(storage) 측면에서, 미국에는 광활한 산림과 대초원(prairie)이
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있으며, 채취중인 석유 및 가스전(depleting oil and gas reservoir), 채광 이 어려운 석탄층(unmineable coal seams) 등 부가적 수익(value-added benefits)을 제공할 수 있는 다수의 탄소저장수단(carbon storage option) 들이 존재하고 있다. 예를들어, 식목(tree planting), 무경간농업(no-till farming) 및 기타 토양을 이용한 탄소처리수단(terrestrial sequestration option) 등은 토양의 침식을 막고 오염원의 하천유입을 방지할 수 있 다. 또한 채취중인 석유 및 가스전과 채광이 어려운 석탄층으로의 이 산화탄소(CO2) 저장(storage)의 경우, 온실가스의 일부분이 몰입 되므로 서 원유 및 천연가스의 회수(recovery)를 증대시킬 수 있다. 이상과 같 은 부가적 수익(value-added benefits)은 통합된(integrated) CO2 포집 및 저장에 대하여 저감수단 및 단기조치로서의 동기(motivation)를 유발시 킬 수 있다.
GCCI (Global Climate Change Initiative)와 탄소처리 (Carbon Sequestration)
2002년 2월 14일 미국 부시 대통령은 향후 10년간 지속가능한 (sustainable) 경제성장은 유지하면서 미국 온실가스 배출 원단위 (intensity: CO2/GDP)를 2012년 까지 18% 저감하는 것을 목표로 하는 GCCI(Global Climate Change Initiative)를 발표하였다. 동 GCCI는 배출 탄소처리(carbon sequestration) 관련한 향후 정책 결정을 위한 기반구축 및 개선에 필요한 연구개발의 투자 증대를 역설하고 있다.
그림 1은 2002년 발표한 부시대통령의 GCCI 목표에 맞추면서 21
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세기 중반까지 온실가스 배출을 안정화 시킬 수 있는 배출 저감안과 향후 50년간의 온실가스 배출 기준전망안(reference case scenario)간의 차이, 즉 온실가스 배출 저감잠재 가능량을 보여주고 있다. 한편 2002 년 현재 미국의 연간 온실가스 배출량은 1992년 배출량에 비하여 약 12%정도 증가한 상태임에도 EIA(Energy Information Administration)의 기준 전망안에 의하면 향후 20년간 온실가스 배출량은 추가적으로 약 34% 이상 증가할 것으로 보고 있다1). 동 전망에서 EIA는 2020년 까지 풍력발전량은 현재의 4배, 수송용 에탄올(ethanol) 소비는 현재의 2배, 그리고 생산 단위당 산업용 에너지소비는 약 25% 감소 등과 같은 신 에너지기술(new energy technology)의 보급 확대를 전제로 하고 있다.
따라서 동 전망 자체에 상당한 수준의 저감정책 의지가 이미 포함되 어 있으며, 이러한 점을 고려해 볼 때, 앞서 서술한 바와 같은 온실가 스 배출량 34% 증가 전망은 엄청난 량의 증가라고 볼 수 있다.
GCCI 목표 달성을 위하여 수십년 동안 대규모의 온실가스 저감이 요구되는 바, 처리(sequestration)를 통한 온실가스 저감 가능성이 실현 된다면 상당한 규모의 저감비용 절감이 이루어질 수 있을 것으로 기 대하고 있다. 실제로 그림 1에서 알 수 있듯이 미국은 GCCI 목표 달 성을 위한 기준 전망안 대비 목표 저감량의 50% 이상을 탄소 처리 (sequestration) 수단을 통하여 달성할 계획이다.
1) EIA, Annual Energy Outlook 2002
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그림 1. 미국의 온실가스 저감 계획량과 탄소처리기술을 통한 저감 계획량
탄소처리프로그램 (Carbon Sequestration Program)
이상과 같은 탄소처리(carbon sequestration)의 중요성 때문에, 美 DOE(Department of Energy)는 탄소처리(carbon sequestration)를 통하여 목표 저감량을 실현 시키고 동 처리기술을 미래의 주요 온실가스 배 출저감 수단으로 발전시키고자 탄소처리프로그램(Carbon Sequestration Program)을 1997년 설립하였다.2) 동 프로그램은 직접적으로는 부시대 통령의 GCCI를 수행하며, 온실가스 배출원단위 및 배출량 저감을 위 한 신기술개발(development of new technology), 시장메카니즘 개발, 국
2) 동 프로그램의 관리는 국립에너지기술연구원(National Energy Technology Laboratory) 의 화석에너지부(Office of Fossil Energy)에서 하고 있음.
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제협력 등 국가에너지정책(National Energy Policy)의 목표달성을 그 목 적으로 하고 있다.
그림 2. 미국의 탄소처리프로그램 추진과정 및 계획
탄소처리 프로그램(Carbon Sequestration Program)에는 관련 기술분 야의 정부 및 민간 전문가들이 참여하고 있다. 예를들어, 토양처리 (terrestrial sequestration) 분야에서는 美농무부(DOA: Department of Agriculture)와 발전사(electric utilities)들이 참여하고 있으며, 지질처리 (geologic sequestration) 분야에는 지질조사청(U.S. Geologic Survey)과 석 유회사들이, 혁신개념(breakthrough concepts) 분야에는 국립과학원 (National Academies of Science) 등이 참여하고 있다. 동 프로그램은 기 본적으로 대규모 배출원에서의 CO2 포집(capture) 및 이어지는 지질학 적 형태로의 저장(storage on geologic formation)에 그 초점을 맞추고 있 다. 대규모배출원이란 발전소, 정유설비, 산업공정(industrial process) 등 미국 경제의 근간을 이루고 있는 생산 단위들로서, 이러한 설비들로부
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터 발생하는 CO2 배출 저감은 이산화황(sulfur dioxide), 아산화질소 (nitrous oxides) 등과 같은 특정 오염물질 배출 저감 노력을 보완시켜 줄 수 있다. 한편 CO2 포집(capture) 및 저장(storage) 시스템에 있어서 측정(measurement), 모니터링(monitoring), 검증(verification) 등은 매우 중 요한 cross-cutting 요소로 부각되고 있으며, terrestrial offset은 배출된 CO2를 거의 완전히 제거함과 동시에 매우 비용효과적인 필수적 요소 로 인식 되고 있다.
◦ 프로그램 목표 (Vision Statement)
동 프로그램은 탄소처리에 대한 과학적 이해를 증진시키고 궁극적 으로는 대기중 CO2 농도(concentration)의 안정화 및 온실가스 배출원단 위를 저감시키는 동시에 비용 효과적이며 친환경적인 저감수단으로서 의 탄소 처리기술 개발을 그 목적으로 하고 있다.
￭ 2006년 까지 지질학적 형태(geologic formation)의 직접처리(direct sequestration) 및 산림 및 토양(soil)을 이용한 간접처리(indirect sequestration) 등에 대한 계측 및 측정 프로토콜(protocol)을 개발 함으로서, 전방위적인(wide-scale) 탄소량 산정(accounting) 및 거 래(trading)가 가능토록 한다.
￭ 2008년 까지 간접처리(indirect sequestration) 시스템에 대하여는 탄소 톤당 처리(sequestered) 비용을 $10 이내 수준으로 낮추어 상용화 정도까지 발전시킨다.
￭ 2009년 까지 지질학적 형태(geologic formation)의 진일보된 탄소
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저장(carbon storage) 시스템에 대하여 대규모(백만CO2톤/년 이 상)의 시험 운영을 개시한다. 이 같은 저장수단(storage option)은 유정 및 가스정의 채취율 증가(enhanced oil and gas recovery), 석탄층의 메탄 채취율 증가(enhanced coal bed methane recovery) 등의 부가적 수익도 기대할 수 있다.
￭ 2010년 까지 탄소처리에 대한 정확한 측정(measure), 모니터 (monitor), 검증(verify)을 위한 프로토콜(protocol)을 개발한다. 이 러한 측정, 모니터 및 검증 시스템(MM&V system)의 구축 및 운영비용은 전체 탄소처리 시스템(carbon sequestration system) 비용의 10% 이내로 한다.
￭ 2012년 까지 화석연료 전환과정에서 발생하는 온실가스의 직접 포집 및 저장(direct capture and storage) 시스템에 대하여 상업적 수준까지 발전시킨다. 이때 동 시스템으로 인해 발생하는 비용 증가 수준은 에너지서비스 비용의 10% 이내로 한다.
￭ 2012년 까지 대통령 GCCI(Global Climate Change Initiative)의 온 실가스 배출원단위 18% 저감목표 달성에 탄소처리방식이 유효 한 기여를 할 수 있도록 한다.
￭ 2018년 까지 온실가스의 직접 포집 및 저장(direct capture and storage) 시스템을 상업적 수준까지 발전시키고, 화석연료 전환 과정에서 발생하는 오염물질에 대한 배출 허용기준을 만들어 궁극적으로는 배출량을 제로(zero) 수준까지 낮추고 동 처리 시
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스템으로 인한 추가적인 에너지서비스 비용이 발생하지 않도록 한다.
그림 3은 탄소처리 시스템의 상용화라는 우선목표 달성을 위하여 서로 다른 프로그램 요소들이 어떻게 기여하는 지를 보여주고 있다.
동 프로그램은 기본적으로 화석연료 전환시스템에서 발생하는 CO2의 직접 포집(direct capture)과 지질학적 형태(geologic formation)의 CO2 처 리(sequestration)에 그 초점을 맞추고 있다.
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그림 3. 미국의 탄소처리프로그램(Carbon Sequestration Program) 계획
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◦ CO2 포집(capture)
탄소처리 프로그램(carbon sequestration program)은 다음과 같이 광 범위한 기술 분야를 포괄하는 탄소포집 R&D 프로젝트에 자금을 지원 하고 있다. : 아미노계 흡착제(amine absorbents), 탄소 흡착제(carbon absorbents), 멤브레인(membrane), 나트륨 및 기타 합금성 흡착제(sodium and other metal-based absorbents), 전기화학적 펌프(electrochemical pumps), 수산화(hydrate), 미네랄 탄소화(mineral carbonation) 등.
그리고 대부분의 연구는 산업체와의 비용분담 형태로 재원조달 (funding)이 이루어지고 있다.
CO2 포집기술(capture technology) 관련 연구는 그 적용 정도를 제고 시키고자 에너지 전환시스템과 관련한 범위 내에서 이루어지고 있다.
화석연료 전환시스템의 효율개선과 탄소포집간에는 강력한 연관관계 가 있다. 즉, 시스템이 효율적일수록 생산단위당 탄소 포집비용은 감 소하게 된다.
또한 가스화(gasification), 순산소연소(oxygen combustion), 전기화학 전지(electrochemical cell), 진보된 증기개질(advanced steam reforming), 화학적 순환(chemical looping) 등과 같이 한층 발전된 연료전환 기술들 은 CO2 중심의(CO2-rich) 배가스를 배출하므로 CO2 처리(CO2
sequestration)가 용이하다(또는 CO2의 운송 및 저장이 용이하다).
CO2 포집(CO2 capture)의 비용 및 효율성 측면의 성과 정도는 CO2
포집 및 저장(CO2 capture and storage)을 포함한, 시스템의 통합을 통해
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현저히 개선될 수 있다. 예를들어, CO2 포집과 화석연료 전환시스템 (fossil fuel conversion system)간의 열과 압력을 통합시킨다면, parasitic steam과 CO2 재압축 부하(recompression loads)를 줄일 수 있다. 그 밖에 CO2 포집과 SOx, NOx, 수은 제어시스템을 결합 또는 통합시킬 경우 세척제(scrubber) 및 기타 배출저감 시스템 수요를 현저히 줄일 수 있 다. 이상과 같은 시스템 통합 관련 연구는 현재 파일럿 규모의 실험이 이루어지고 있으며, 궁극적으로는 상업적 규모의 FutureGen 운용을 그 목적으로 하고 있다.
◦ 처리 (Sequestration)
탄소처리프로그램(carbon sequestration program)에서 지원하는 탄소 저장 연구의 범위는 토양생태시스템(terrestrial ecosystem)을 이용한 저 장3), 지질학적 형태(geologic formation)의 저장, 해양(oceans) 저장 등 모든 형태의 탄소저장을 포함한다. 그리고 최적화된 현장실험(field practices) 및 관련 기술개발을 통하여 저장 가능량을 계량화하고 확대 시키며, 상업화 수준까지 저장형태(storage type) 및 저장 가능량을 발 전/확대시키는 것을 목적으로 하고 있다. 이에 DOE의 탄소처리 프로 그램은 에너지의 생산, 전환 및 이용 시스템을 용지 재개발(land reclamation) 사업과 통합하는 데 그 초점을 맞추고 있다. 이 같은 사업 의 일환으로 최근에는 Virginia, West Virginia, Kentucky 일대의 광산지 역에 대한 대규모의 재조림(reforesting) 프로젝트가 진행 중에 있으며,
3) 토양생태 시스템(terrestrial ecosystem)에서의 탄소 흡수량 증가는 생산적인 생장 증대를 도모코자 하는 농업 및 임업의 목표와 밀접한 관계를 갖고 있음.
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석탄연소 부산물(coal combustion byproducts)을 이용하여, 에너지 생산 시스템과 탄소 토양처리(terrestrial sequestration)를 통합하고자 하는 소 규모의 프로젝트가 진행 중에 있다.
지질학적 처리(geologic sequestration)에 있어 CO2가 저장(stored) 되 는 형태에는 다음과 같은 몇 가지 유형이 있다. 그 유형은 기채취 (depleting) 유정 및 가스정, 채광이 어려운 석탄층(unmineable coal seams), 유기물이 혼합되어 있는 혈암(shale) 등이다. 그리고 각각의 저 장 형태에 따라 CO2 저장 메카니즘이 서로 다르며, 이에 따라 연구 및 프로젝트 수행의 우선순위도 달라지게 된다. 현재 탄소처리프로그 램(carbon sequestration program)을 통해 소규모이기는 하지만 실제로 저장원에 CO2를 주입하는 실지실험(field test)이 이루어지고 있으며, 이 를 통해 그 특징들이 연구되고 있다. 그리고 이러한 실지실험(field test)을 위한 대상의 구분(opportunity identify)은 지역적 탄소처리 파트 너쉽(Regional Partnerships initiative)의 목표이다.
토양생태 시스템(terrestrial ecosystem) 및 지질학적 형태(geologic formation)를 이용한 처리 방식을 해양처리(ocean sequestration) 개념과 비교해 볼 때, 해양처리(ocean sequestration)는 상대적으로 초기 연구/개 발 단계에 있다. 해양처리(ocean sequestration)는 탄소 흡수 규모면에서 대규모 처리가 가능하나 현실적인 온실가스 배출저감 수단으로서의 과학적 이해는 아직 부족한 편이다. 이에따라 현재는 해양처리(ocean sequestration)의 타당성(feasibility)에 대한 과학적 이해를 개발하는 연구 에 소규모의 연구 지원이 이루어지고 있으며, 관련 연구는 주로 CO2
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해양처리의 환경적인 영향 평가에 그 초점을 맞추고 있다.
◦ 측정, 모니터링, 검증(MM&V: Measurement, Monitoring, and Verification)
MM&V(측정, 모니터링, 검증)는 특정 처리장소(specific sequestration site)에 저장되는 CO2량을 측정(measure)하고 시간에 따른 누출 또는 기 타 균열 등을 모니터링(monitoring)하며, CO2의 저장 및 생태시스템에 대한 무해성(unharmful)을 검증하는 것을 말한다. 이러한 MM&V 능력 의 제고를 통하여 안전하면서도 영구적인 탄소 저장을 구현할 수 있 으며, 처리된 CO2(sequestered CO2)의 크레딧(credit) 거래와 관련한 위험 도를 감소시킬 수 있다. 또한 대규모 처리 프로젝트(sequestration project)의 승인에 대한 정부(및 지방정부)의 정책적 판단 시 정확한 MM&V는 필수적이다. 그 밖에 정확한 MM&V는 탄소처리 시스템에 있어 주입(injection) 및 관리(management)의 지속적인 정확도 제고 (refinement)를 위한 피드백(feedback)을 제공할 것이다.
동 프로그램에서는 토양생태 시스템(terrestrial ecosystem) 및 지질학 적 형태(geologic formation), 해양(ocean) 처리 등을 포함하는 탄소처리 수단(option)에 대한 MM&V 기술 개발을 추구하고 있다.
이에 토양생태 시스템(terrestrial ecosystem) 분야에서의 MM&V는 지상(above ground) 처리 탄소의 추적 및 모델링을 위하여 3차원 비디 오그라프(3D videography)를 이용하고 토양(soil) 흡수 및 지하처리 탄 소의 측정을 위하여 infield technology를 이용하게 된다.
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또한 지질학적 형태(geologic formation) 분야에서는 지상 및 지하에 서 이용 가능한 관련 기술시스템을 개발중에 있는데 동 기술시스템은 화석연료의 탐사 및 생산을 위하여 개발된 기술들을 응용하여 이루어 지게 된다. 예를들어 시추공, 마이크로웨이브, 전자마그네틱 등을 이용 한 단층촬영 기술 등이 이용된다. 한편 지상 MM&V 기술은 개발 정 도가 상대적으로 느린 편으로, 동 기술 개발은 지질학적 저장원 (geologic reservoir)으로부터의 누출(leaks) 추적에 초점을 맞추고 있다.
그밖에 동 MM&V 프로그램에서는 탄소처리 시스템을 통한 순회 피 CO2 배출량(net avoided CO2 emissions)을 산정하기 위한 방법론 및 프로토콜을 개발할 계획이다.
◦ 혁신개념 (Breakthrough Concept)
동 프로그램에서는 저비용의 영구적인 동시에 대규모 용량의 혁신 적인 처리 방법으로의 접근(revolutionary sequestration approach)을 지속 적으로 모색하고 있다. 이때 하나의 원칙은 광합성(photosynthesis) 처럼 CO2를 다른 형태의 탄소물질(carbonaceous substance)로 변환시키는 자 연 상태의 프로세스를 찾아내고 이를 이용하여 CO2를 처리하는 것이 다.
현재 우선순위를 두고 있는 관련 연구 분야는 지질학적 처리 (geologic sequestration)를 강화시키기 위한 지표밑 CO2 전환(subsurface CO2 conversion)이다.
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동 프로그램에서는 관련 분야의 두 가지 노력에 펀딩(funding)을 하고 있는데, 그중 하나가 CSSFA(carbon sequestration science focus area)의 실험 및 설비 지원으로서. 탄소처리 분야의 기술적 위험 개념 (technical risk concept)에 초점이 맞추어진 연구들을 수행하기 위하여 NETL(National Energy Technology Laboratory)의 사내 자원(in-house resource)을 사용할 수 있도록 하였다. 또 다른 두 번째 노력은 산학부 문(industry and academia)의 프로젝트를 증가시키기 위한 NAS(National Academies of Science)와의 협력으로서, 2003년 NAS는 혁신개념 (breakthrough concept) 분야의 R&D 대상 구분(identify opportunity)을 위 한 관련 전문가 워크샾을 개최하였으며, 워크샾 결과는 지원대상 R&D 프로젝트 선정에 반영될 예정이다.
◦ 지역적 처리 파트너쉽 (Regional Sequestration Partnership)
CO2 배출원 및 저장수단(storage option)의 지역적 다양성은 탄소관 리전략(carbon management strategies)의 다양한 포트폴리오(portfolio)를 요구하고 있다. 이에 탄소처리 프로그램(carbon sequestration program)에 서는 CO2 포집(capture) 및 저장(storage) 잠재력이 있는 지역에 대하여 지역적 처리 파트너쉽(Regional Sequestration Partnership)을 통해 연구부 문 및 민간부문 참여자들과 함께 지방정부 및 NGO들 간의 상호협력 을 추구하고 있다. 또한 이러한 파트너쉽은 CO2 배출원 및 흡수원에 대한 지역적 베이스라인을 제공하고 MM&V 프로토콜을 확립시킬 것 이다. 그밖에도 지역별 탄소처리 수단의 우선순위 결정과 관련한 제도
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적, 환경적 이슈들을 제공하게 될 것이다.
◦ FutureGen - 통합 처리 및 수소 연구 계획(Integrated Sequestration and Hydrogen Research Initiative)
재정지원(funding) 승인을 조건으로, 2003년 탄소처리 프로그램 (carbon sequestration program)에서는 지질학적 형태의(geologic formation) 탄소처리를 통해 석탄발전소 배출 CO2의 분리(separate) 및 포집량을 두배로 증가시키기 위한 통합 처리 및 수소 연구 계획(Integrated Sequestration and Hydrogen Research Initiative)을 수립하였다. 이 계획은 연간 처리되는(sequestered) CO2가 백만CO2톤/년 이상인 대규모 시스템 의 발전소를 대상으로 할 계획이며, CO2 포집(capture)과 지질학적 처 리(geologic sequestration)의 통합 개념에 그 초점을 맞추고 있다. 동 계 획이 성공하게 되면 다음과 같은 효과를 기대 할 수 있다.
￭ CO2 배출이 거의 없이 전력 및 수소를 생산하는 275 MW급 프 로토타입 발전소의 설계, 건설, 운용. : 이때 발전소의 규모는 가스화설비(gasification plant)와 지질학적 탄소처리 통합 시스템 의 유효한 운용을 위하여 요구되는 배출량(백만CO2톤/년) 및 여 타 상업적 데이터를 기초로 산정.
￭ 발전소 CO2 배출량중 최소한 90% 이상을 처리(sequester). 향후 에는 포집(capture) 및 처리(sequester) 비율을 100%로 확대
￭ CO2 처리의 효율성, 영구성, 안전성 입증
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￭ CO2 MM&V에 대한 프로토콜 및 표준화된 기술 확립
￭ 배출량이 거의 없는 신석탄발전 기술에 대한 기술적, 경제적, 환경적 타당성 검증. 이같은 신석탄발전기술을 통하여 2020년 까지 CO2 처리 시스템이 없는 기술에 비하여 비용증가 10% 이 내 수준에서 전력생산 가능. 또한 도매가격 기준으로 $4.00/백 만Btus 수준의 수소생산 가능.4)
◦ 국제협력 (International Collaboration)
온실가스배출 저감을 위한 신과학기술 개발이 전세계적 관심사임 을 인식하고, 탄소처리 프로그램(carbon sequestration program)에서는 국 제적인 협력과 세계 규모의 파트너쉽 구축에 노력하고 있다. 실제로 동 프로그램은 아래와 같은 국제적인 프로그램 교류를 시행하고 있으 며, 관련 재원 규모도 점차 증가하고 있는 추세이다.
￭ IEA(International Energy Agency): 현재 美에너지부(DOE)는 IEA 의 온실가스연구개발프로그램(Greenhouse Gas R&D Program, IEA/GHG)에 참여하고 있다. 동 프로그램은 1991년 시작되었으 며, EU, 호주, 캐나다, 이태리, 일본 노르웨이 및 8개의 민간부 문 스폰서 등 총 18개 국가 및 기업이 그 재원을 분담하고 있 다. 동 프로그램은 온실가스저감 관련 기술들을 평가하고 주요 온실가스 이슈에 대한 newsletter 발행 및 웹사이트를 통하여 관
4) 이 같은 가격수준의 수소생산을 휘발유로 환산할 경우, $0.48/갤런(휘발유)과 동일한 수 준임.
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련 정보를 확산시키고 관련 전문가 회의를 개최함으로서 전문 기술의 국제적 공유에 노력하고 있다. (http://www.ieagreen.org.uk/)
￭ 탄소포집프로젝트(CCP: Carbon Capture Project): 2001년 美에너 지부(DOE)는 British Petroleum(BP)사와 혁신적 CO2 포집 기술 (CO2 Capture technology) 개발 협력에 관한 협정(agreement)을 체결하였다. 동 탄소포집프로젝트(CCP)는 BP사를 비롯한 8개5) 의 국제적인 주요 에너지기업이 컨소시엄 형태로 참여하고 있 으며6), 산업부문의 관련 프로젝트에 대하여 비용분담의 형태로 재원을 지원하고 있다. 탄소포집프로젝트(CCP)는 CO2의 분리 (separate), 포집(capture), 운송(transportation), 처리(sequestration) 비용 의 저감을 목표로 하고 있으며, 비용 저감 규모는 2003년 말까지 현재의 에너지기술에 대해서는 50%, 신에너지설비에 대해서는 75% 저감을 목표로 하고 있다. (http://www.CO2captureproject.org/)
￭ 캐나다: 美에너지부(DOE)의 탄소처리프로그램(carbon sequestration program)은 PanCanadian Resources사, Dakota gasification사, 캐나다의 천연자원부(Department of Natural Resources)와 함께 캐나다 Weyburn 지역의 석유 운영사업의 일환으로서 탄소처리프로젝트를 공동 지원하고 있다. 동 사업은 캐나다의 화석연료 지역에서의 협력 (cooperation in area of fossil fuels)에 관한 이행협정 규정의 부속서를 美에너지부(DOE)와 캐나다 천연자원부간에 2001년 2월 합의함으로
5) British Petroleum, Chevron Texaco, Norsk Hydro, ENI, PanCanadian, Royal Dutch/
Shell, Statoil, Suncor Energy 등 8개사임.
6) 동 프로젝트에서 BP사는 프로젝트 운용 대행기관(agency)의 역할을 하고 있음.
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써 이루어지게 되었다. (http://www.ieagreen.org.uk/weyburn4.htm)
￭ 노르웨이: 북해의 천연가스 처리기지에서 배출되고 있는 탈루 성 CO2 배출량에 대하여 약 백만CO2톤/년 목표 규모의 탄소 포 집 및 Utsira 염수호 대수층 주입(injection) 프로젝트가 진행중에 있다(Sliepner Project). 이러한 Sliepner Project는 노르웨이의 CO2
배출세 크레딧을 이용하고자 하는 Statoil사의 주도로 이루어지 게 되었으며, 이에 탄소처리프로그램(carbon sequestration program) 에서는 IEA/GHG R&D Program의 일환으로서 상기의 염수호 대수층 CO2 저장(SACS: Saline Aquifer CO2 Storage) 프로젝트를 지원하게 되었다. SACS 프로젝트에서 탄소처리프로그램은 탄 소주입 실험의 성공을 위하여 측정(measure), 검증(verification), 운송(transportation) 모델링 작업을 지원하고 있다. (http://www.
ieagreen.org.uk/sacshome.htm)
◦ 소요재원 (Resource Requirements) 규모
그림 4는 탄소처리 프로그램의 기술로드맵(technology roadmap)을 수행하고 프로그램의 목적을 달성하기 위하여 요구되는 재원 규모를 보여주고 있다. 동 프로그램의 기초 처리 R&D 프로그램(base sequestration R&D program)을 위한 필요 재원은 약 $50백만/년 규모로 2006∼2010년 기간중에는 약간 더 증가 할 것으로 추정된다. 지역적 처리 파트너십(Regional Sequestration Partnership)의 경우는 파트너쉽 구 축 초기에는 투자비가 요구되나 일단 파트너쉽이 구축된 이후에는(약
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5년 이후로 전망) 자기유지(self-sustaining)가 가능할 것으로 보인다. 한 편, FutureGen-통합 처리 및 수소 연구 계획(Integrated Sequestration and Hydrogen Research Initiative)의 경우는 프로그램 기간중 대규모의 투자 가 요구될 전망이다.
그림 4. 탄소처리프로그램의 소요 재원 규모
본지에 수록된 논고는 저자의 의견이며, 연구원의 공식견해가 아님.
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[ 별첨자료 ] 미국 탄소처리프로그램의 처리기술 로드맵
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