[에너지분석㉜]탄소포집 저장기술 왜 필요한가?

[디지털비즈온 이호선 기자 ] 2050 탄소 중립이 중요한 정책목표로 제시된 이후 다시 한번 CCU(Carbon Capture, Utilization)기술과 CCS 사업에 대한 관심이 증가하고 있다.

CCS 기술은 2010년 발표된 국가CCS종합추진계획에서 CCS 기술개발과 대규모 실증사업의 완수가 중요한 목표로 제시되면서 막대한 기술개발 투자가 이루어졌으나, 대규모 저장소의 확보가 지연되면서 애초 계획한 대규모 실증사업의 완수가 이루어지지 못했다.

산업통상자원부와 해양수산부는 7월 1일 다부처 공동으로 추진 중인 CCUS(CO2 Capture, Utilization & Storage) 사업의 ‘대심도 해양 탐사 시추를 통한 대규모 저장소 확보’ 과제와 관련 대규모 CO₂ 저장소 후보지 시추를 위한 플랫폼 완공식을 개최했다.

이번 1차 시추는 해수부 등 관계부처와 협의해 국내 대륙붕 서해 심부지층을 대상으로 7월부터 11월까지 추진하고 CO₂ 저장소 후보지 존재 유무를 확인할 계획이다. 아울러, 내년 2‧3차 시추를 통해 저장소 후보지의 저장 용량을 평가하고 저장소 후보지로 활용 가능 여부를 최종 판단할 계획이다.

◇탄소포집 저장기술…유일한 해결책

과학자들은 화석연료를 전혀 쓰지 않는 세상으로 전환하기 위한 여정에서 훗날 재생 에너지를 대규모로 활용할 수 있게 되기 전까지는 CCS가 중요하다고 주장한다.

국제에너지기구(IEA)에서 CCS 연구 부문을 이끄는 사만다 맥컬록은 "대기 중 이산화탄소를 제거할 다양한 방법이 있지만, 가장 흔한 방법은 화석 연료 발전소와 같은 대규모 배출원에서 이산화탄소를 포집하는 것이다. 그 후 파이프라인이나 배를 통해 포집한 이산화탄소를 저장고로 옮긴다"고 설명했다.

◇일론 머스크도 찾는 탄소포집(CCUS)기술 주목받는 이유는?

일론 머스크가 지난해 1월 21일 자신의 트위터를 통해 최상의 이산화탄소 포집 기술 개발에 1억 달러 기부를 추진 중이라고 밝히면서 탄소 포집 기술에 대한 관심이 주목되었다.

미국을 포함한 전 세계 대부분의 국가에서 ‘온실가스 배출량 제로(Net-zero emission)’를 국가 과제로 내걸고 있는 가운데, 국제에너지기구(IEA)는 2020년 9월 발간된 ‘에너지기술 전망’ 보고서에서 CCUS 기술 없이는 온실가스 배출량 제로에 도달하는 것이 불가능하다고 전망했다. 전 세계에서 배출되는 이산화탄소의 50% 이상이 발전 시설과 중공업 공장에서 발생하는데, CCUS 기술은 산업 현장에서 나오는 대규모 이산화탄소를 경감시킬 수 있는 거의 유일한 해결책이기 때문이다.

IEA는 CCUS 기술을 “저감하기 어려운(hard-to-abate)” 탄소 배출량 분야에 대한 해결책이라고 명명하며 발전소, 중공업 분야에서는 화석 연료를 대체하는 것이 너무 비싸고 비효율적이기 때문에 화석연료 사용을 당장 낮추기 어려운데 이 화석연료 사용으로 발생되는 이산화탄소를 CCUS 기술로 일정 부분 처리할 수 있다고 강조했다.

◇국내 대륙붕 서해 심부지층 ?

탄소 포집 저장기술 개발과 상용화를 위한 민관합동 K-CCUS 추진단에 따르면 '탄소 포집·저장 기술(CCS)'은 산업체가 화석연료를 사용하면서 발생시킨 이산화탄소를 포집한 뒤 육상이나 해양의 심부 지층에 저장하는 기술을 말한다.

2012년 해양수산부는 공식적으로 동해에서 51억 톤의 저장소를 발견한 것으로 발표한 바 있고, 여러 논문과 보고서를 통해 한국의 저장소 저장용량이 수십억-수백억 톤으로 추정된다는 발표가 있었지만, 저장소 존재에 대한 의문은 계속되었다.

실질적으로 한국석유공사, 한국지질자원연구원 등이 수행한 이 연구 성과는 이후 동해 서남부 대륙붕 동해 가스전 인근 8대 유망구조에 대한 정밀 분석으로 이어졌으며, 8대 유망구조는 약 8천만 톤 이상의 저장용량을 보유한 것으로 추정되었다.

이와 더불어 8대 유망구조 분포지역 서북부의 미탐사지역에 대한 정밀 탐사 결과 이 지역에서 약 1억 톤을 상회하는 저장용량을 추가 확보할 수 있을 것으로 평가되었다.

국내의 경우 대규모 저장소가 존재할 것으로 예상되는 해저 지층에 대한 CO₂ 저장소 탐사 시추는 포항 영일만 해상에서 수행된 사례가 유일하다.

국내 해상에 분포하는 저장소의 경우 2.5단계의 저장용량을 기준으로 할 때, 보수적인 기준으로 동해 서남부 대륙붕의 약 1억 톤과 서해 군산 분지의 약 2억 톤 규모로 평가된다. 적극적인 기준으로는 동해 서남부 대륙붕 약 2억 톤, 서해 군산 분지의 약 4억 톤을 합하여 총 6억 톤 규모로 평가된다.