[디지털비즈온 이은광 기자] 한국은 시멘트소비 세계8위, 인구당 소비율 세계3위를 차지하고 있다. 온난화·환경 문제가 대두되고 있는 현실에서 CO2 배출의 삭감이나 환경의 개선 등 다양한 변화가 시급하다.

시멘트 1톤을 제조시 발생하는 이산화탄소는 약 0.8~1톤의 이산화탄소(CO₂)가 배출되는데. 환경부는 국내 시멘트 업계의 CO2 배출량은 연간 약 45,500천톤 배출하는 것으로 추정된다.

콘크리트는 원료인 시멘트에 자갈 등의 혼화재를 혼합해서 만든다. 시멘트는 탄산칼슘 (석회석)에 점토 등을 섞어 고온에서 소성하지만, 그 과정에서 탄산칼슘이 열분해되어 이산화탄소 (CO2)를 배출한다. 소성에는 약 1450도의 고온이 필요하며, 열을 만들기 위해 화석연료 를 사용하면 더욱 CO2가 배출된다.

삼성물산 건설부문(이하 삼성물산)은 탄소배출량이 높은 시멘트를 전혀 사용하지 않는 콘크리트 기술을 적용한 ‘제로(Zero) 시멘트 보도블록’을 개발하고 본격적인 생산에 나설 계획이라고 지난해 12월 보도자료를 통해서 밝혔다.

이러한 가운데 탈탄소의 요청은 건설업계 전체에 퍼져 왔다. 콘크리트도 빠지지 않고, 건설업계가 탈탄소 기술의 개발이 진행되고 있다.

◇저탄소 콘크리트란 ?

저탄소 콘크리트란 기존 콘크리트보다 제조 공정에서 CO2 배출량이 적은 콘크리트를 말한다. 종래의 콘크리트는 CO2를 많이 배출하지만, 저탄소 콘크리트에서는 이 시멘트의 사용을 억제하는 것으로 저탄소화가 가능하다.

저탄소 콘크리트는 시멘트에 산업 부산물 등 을 혼합하여 제조하는대 제철소에서 배출되는 폐기물, 석탄 화력 발전소에서 배출되는 폐기물등을 이용한다.

저탄소 콘크리트는 시멘트의 양을 평소보다 줄여 그 대신에 지금까지 사용했던 시멘트의 20%~70%를 산업 부산물로 대체하면 CO2 의 배출량은 줄어든다.

또한 저탄소 콘크리트는 기존 콘크리트보다 균열・염해가 발생하기 어렵기 때문에, 해안가의 설치・댐건설 등에 사용된다. 저탄소 콘크리트는 환경에 대한 부담 감소, 에너지 소비 감소, 내구성 향상, 경제적 이점이 있다.

특히 저탄소 콘크리트는 환경에 미치는 영향을 감소시킨다. 따라서 저탄소 콘크리트 를 사용하여 CO2를 크게 줄이면 환경에 미치는 영향뿐만 아니라 기업의 사회적 평가도 높아진다.

이산화탄소 배출량 비교를 살펴보면, 기존 콘크리트 시멘트 93만톤 생산시 이산화탄소는 87만톤 발생한다. 저탄소 콘크리트는 시멘트의 50%를 고로슬래그로 대체하면 시멘트 46.5만톤 +고로슬래그 46.5만톤으로 이산화탄소는 45만톤 발생한다. 즉 이산화탄소를 연간 42만톤 감소 효과가 발생한다.

저탄소 콘크리트를 사용하면, 일반 콘크리트보다 내구성이 향상된다. 저탄소 콘크리트에 사용되는 시멘트는 물 결합비가 낮아진다. 물 결합비란 시멘트를 형성하는 물과 결합재의 비율을 가리키며, 저탄소 콘크리트는 종래의 시멘트 재료 이외에 고로 슬래그 미분말·플라이 애쉬 등의 폐기물을 사용하기 때문에, 물의 비율이 낮아지는 이유다.

물의 비율이 낮아지면 그만큼 콘크리트 내의 밀도도 높아져서 균열·염해 등의 피해를 피할 수 있다. 저탄소 콘크리트를 사용하면 염해나 균열에 더해 높은 내구성도 획득할 수 있어 비용 절감에도 효과적이다.

◇저탄소 콘크리트의 단점

저탄소 콘크리트의 도입에는 단점도 있다. 초기 비용이 높아진다. 원재료를 항상 현장에 일정량 유지해 두기 위한 루트·관리 장소의 작성등도 행할 필요가 있다.

저탄소 콘크리트를 형성하는 시멘트는 고로 슬래그 미분말 플라이 애쉬를 혼합해야되는데 재료는 제철소·석탄화력발전소에서 배출되는 폐기물사용해야된다.

폐기물을 제공하는 제철소·석탄화력발전소와의 루트가 필요하며, 폐기물은 철강의 생산량과 발전량에 의존하기 때문에, 저탄소 콘크리트의 생산은 폐기물의 생성량에 의존해 버려, 계획적인 생산에 어려움이 발생한다.

저탄소 콘크리트는 기존 콘크리트와 다르기 때문에, 저탄소 콘크리트 생산에 적합한 기술 개발그리고 제조 공정이 최적화되어 있지 않으면 성능의 편차가 발생한다. 성능에 편차는 내구성 등에도 영향이 따른다.

◇저탄소 콘크리트 국내 도입 현황

국내에는 저탄소 콘크리트 활용으로 부산외곽순환고속도로 내동천교(부산방향) 방음벽 기초 시공과 부산외곽순환고속도로 대포천교(창원방향) 방호벽 시공을 한국도로공사가 시행했다.

삼성물산 건설부문은 지난해 말 'Eco-crete(에코크리트)', 'CF50', 'CF60', 'CF70' 등 저탄소 콘크리트 관련 상표를 출원했다. 이는 시멘트와 산업부산물 등 재료 배합 비율과 이에 따른 탄소 배출 저감 수준을 나타내는 숫자로 추정된다. 앞서 2022년에는 '무(無)시멘트 콘크리트'를 개발했고, 지난해 말 이 기술을 적용한 보도블록을 개발하고 본격 생산 중이다.

제로시멘트 보도블록은 삼성물산이 자체적으로 개발한 친환경 콘크리트 기술을 적용한 것이다. 시멘트 대신 삼성물산이 특허를 보유한 특수 자극제, 산업 부산물인 고로슬래그 등을 사용해 기존 품질과 강도를 유지하면서도 탄소 배출량을 획기적으로 낮춘 것이 특징이다.

토마스 기요 세계시멘트콘크리트협회(GCCA) 회장은 "저탄소 콘크리트는 이미 게임체인저"라며 "각 정부는 판도가 바뀌었다는 것을 인정하고 궁극적으로 넷제로라는 목표 도달을 위해 협력해야 한다"고 밝혔다.

호디노트 전 유럽시멘트협회장도 "유럽연합(EU)에서 생산하는 시멘트의 약 90%는 대체연료를 사용한다"며 "콘크리트로 사용할 때 시멘트 품질이나 인체 건강에 전혀 문제가 없다"고 강조하면서 한국보다 빠른 속도로 시멘트 산업의 탈탄소화를 추진하고 있는 유럽 상황을 본보기 삼아 한국 정부도 더 적극적인 정책을 펼칠 필요가 있다고 주문했다.