포스리젠, 콘크리트에 이산화탄소 가두는 기술 '국산화' 도전

콘크리트 1㎥당 이산화탄소 최대 100kg 고정화 가능
케이슨·인공어초 등 내염해성 해양 콘크리트 제품에 탁월

포스코 사내벤처 1호인 포스리젠(대표 오범진)이 자체 개발한 친환경·고성능 콘크리트 혼화재를 활용해 이산화탄소(CO₂)를 콘크리트에 가두는 기술을 국내 최초로 국산화하는 데 도전한다. 이 기술이 소파블럭, 케이슨, 인공어초 등 내염해 성능이 요구되는 해양 콘크리트 구조물 및 프리캐스트 콘크리트(PC) 제품에 활용될 경우 탄소 저감에 크게 기여할 것으로 보인다.

포스리젠은 스테인리스강의 주원료인 페로니켈(철 80%, 니켈 20%가 함유된 합금철)을 제련할 때 용광로에서 나오는 찌꺼기인 페로니켈 슬래그(FNS)를 활용해 콘크리트 혼화재(제품명 '프라임파우더')를 만들어 판매하고 있다. 오 대표는 이 기술로 2019년 'IR52 장영실상'을 수상한 뒤 2020년 '포스코 사내벤처 1호'로 포스리젠을 창업했다.

이산화탄소 포집 및 저장 기술은 세계 각국에서 활발히 개발 중인데, 크게 '지중저장법' '해저면 처분법' '광물탄산화법' 등이 연구되고 있다. 그 중 광물탄산화 기술은 화력발전소, 제철소 등의 배출원에서 포집된 이산화탄소를 산업체에서 배출되는 무기계 산업부산물 또는 자연산 광물과 반응시켜 방해석(CaCO₃), 마그네사이트(MgCO₃) 등으로 만들어 탄산염 광물의 결정구조 내에 이산화탄소를 고정화해 저장하는 방식이다.

포스리젠이 국내 최초로 개발한 프라임파우더는 일반 시멘트 대비 이산화탄소 배출 저감 효과가 약 17배 정도 크다. 포스리젠은 이에 그치지 않고 콘크리트에 이산화탄소를 주입하고 콘크리트 양생 조건을 변화시켜 탄소 배출량을 저감하는 기술도 연구 중이다. 앞서 캐나다의 카본큐어(CarbonCure)사가 탄산칼슘을 생성해 시멘트에 섞어 PC 제품을 만드는 방법을 개발한 바 있다. 이와 달리 포스리젠은 마그네사이트를 생성해 탄소를 고정하는 방식을 국내 최초로 개발 중에 있다.

오 대표는 "탄산칼슘과 마그네사이트는 이산화탄소를 포함한 물질 가운데 열역학적으로 가장 안정된 물질"이라며 "포스리젠이 활용하는 페로니켈 슬래그의 주성분인 올리빈(Olivine)이 광물을 다량 포함하고 있어 이산화탄소와 반응해 안정적으로 마그네사이트를 형성할 수 있다"고 설명했다.

포스리젠의 프라임파우더는 이산화탄소를 자체 무게의 약 60% 정도 고정할 수 있다. 예를 들어 콘크리트 제품을 만들 때 프라임파우더 사용량이 100㎏라고 한다면 이산화탄소 60㎏을 콘크리트 안에 고정할 수 있는 셈이어서 탄소 절감에 효과적이다. 또한 최근 시멘트 가격이 천정부지로 오르는 상황에서 시멘트와 프라임파우더를 혼합해 콘크리트를 제조할 경우 원가를 40% 이상 절감해 가격 경쟁력도 확보할 수 있다.

포스리젠은 강한 내염해성이 필요하면서 이산화탄소를 해저에 대규모로 안전하게 저장·격리할 수 있는 해양 콘크리트 구조물에 이 기술을 적극 적용할 계획이다. 해양 콘크리트는 소파블럭(방파제), 인공어초, 바다목장, 케이슨, 상치콘크리트 등 바닷물에 노출된 모든 구조물 제작에 활용할 수 있다.

[유태형 경제경영연구소 연구원]