"최고의 탄소포집기술을 가진 분께 1000억원을 드립니다"

일론 머스크 테슬라 대표가 지난 1월 자신의 트위터에 올린 글입니다. 머스크는 탄소포집기술에서 어떤 미래를 보았기에 이렇게 통 큰 공약을 내놓았을까요. 글로벌 탄소중립 시나리오의 '게임 체인저'라 불리는 탄소포집기술, 과장이 아닌 정말 기후위기의 해법이 될 수 있을까요.

 CCUS, 탄소를 잡아라

탄소포집·활용·저장기술(CCUS)은 사업장에서 화석연료를 사용할 때 발생하는 배기가스 중 이산화탄소만을 따로 분리 및 포집해, 공기 중 방출을 막는 기술을 통틀어 지칭합니다.

CCUS가 작동하는 메커니즘은 다음과 같습니다. 먼저 사업장에서 분리·포집한 탄소를 압축해 파이프라인 등을 통해 저장 장소로 운송합니다. 도착한 다음 탄소가 대기 중으로 빠져나오지 못하도록 1km 이하 깊이의 지하 또는 해저지중에 저장(Storage)합니다.

또는 이를 자원으로 활용(Utilization)할 수 있습니다. 특히 액화 이산화탄소는 원유 채굴 공정(EOR)에서 활용 폭이 높아 정유업체의 수요가 큰 편입니다. EOR 과정에서 이산화탄소는 지하에 매립되기 때문에 공기 중 배출도 일어나지 않습니다.

국제에너지기구(IEA)의 탄소중립 로드맵에 따르면 CCUS는 2070년까지 누적 탄소배출량 감소분의 15%를 차지할 것으로 추정됩니다. 특히 발전·철강·시멘트·석유화학 등 고탄소 집약산업은 CCUS 없이 탄소중립이 불가능하다고 평가됩니다.

전 세계 활성 CCUS 프로젝트 135개…올 3분기 50% 증가

글로벌 CCS 연구소 데이터에 따르면 올 3분기 기준 전 세계 총 135개의 CCS 프로젝트(전체 용량 1억5000t)가 진행 중에 있습니다. 특히 올 3분기 동안에만 이 중 절반이 넘는 71개의 프로젝트가 이뤄지며 가파른 증가세를 보여주고 있습니다.

CCUS 기술은 비교적 최근 개발된 기술 같지만 사실 50년이 넘는 역사를 가지고 있습니다. 첫 번째 대규모 CCUS 프로젝트는 1972년 미국의 발베르데 천연가스 발전소에서 이뤄졌습니다. 이후 포집기술은 천연가스를 넘어 비료, 에탄올, 수소공정 등으로 그 적용대상이 점점 넓어졌습니다.

캐나다의 바운더리댐 발전소는 2014년 CCUS 기술을 최초로 적용한 석탄발전소입니다. 발전소는 기술을 적용해 발전과정에서 배출되는 이산화황 최대 100%, 이산화탄소 90%를 절감할 수 있습니다. 가동 이후 올해 11월까지 누적 이산화탄소 422만t을 저장 및 활용했습니다.

2050 탄소중립 위해 지금의 100배 필요

IEA에 따르면 지난해 전 세계에 설치된 CCUS 용량은 연간 4000만t입니다. 다만 2050년 탄소중립을 이루기 위해선 이보다 훨씬 더 큰 연간 56억t의 포집용량 확보가 필요합니다. 지금의 약 140배입니다.

가장 큰 과제는 CCUS의 경제성입니다. CCUS는 천문학적인 초기 설치비용이 들어가는 반면 이산화탄소를 포집하는 데 드는 비용은 여전히 각국 탄소배출권 가격을 큰 폭으로 웃돕니다.

글로벌 CCS 연구소가 추정하기로 CCUS 설치량을 지금의 100배 늘리기 위해 최소 6550억 달러(약 780조원)에서 최대 그 두 배의 비용이 필요합니다. 민간기업 뿐 아니라 정부의 적극적인 지원이 필요한 이유입니다.

이에 국내 정부도 지난 4월 'K-CCUS 추진단'을 발족해 발 빠르게 대처하기 시작했습니다. 정부 로드맵에 따르면 내년 상반기 예비타당성 조사를 거쳐 2024년부터 통합실증사업에 착수, 2030년부터 CCUS 기술을 산업현장에서 활용한다는 계획입니다.

탄소포집기술은 50년이 넘는 역사를 가졌지만 아직까지 가야할 길이 멉니다. 그러나 탄소중립을 위해 반드시 가야하는 길이기도 합니다. 상용화에 대한 회의적인 시선도 많지만 탄소중립을 완성하기 위해 꼭 필요한 퍼즐인 만큼 민간과 정부의 적극적인 관심과 지원이 필요합니다.

[사진출처=픽사베이, IEA,  SaskPower, Carbon Engineering ]