[생활속 과학이야기] CCUS: 지속 가능한 미래를 위한 탄소 감축 기술

이연경 한국지질자원연구원 선임연구원

지난 6월 25일 제주도를 시작으로 장마가 본격적으로 시작됐다. 이번 장마는 엘니뇨 현상으로 인해 전국적인 집중호우가 예보됐으며, 장마가 끝나면 올 봄부터 나타났던 이상 고온에 이은 폭염이 예상된다고 한다. 이렇듯 점차 심각해지는 기후변화는 우리 생활과 환경에 큰 영향을 미치고 있다.

'기후변화'에서 '기후위기'라 불릴 정도로 지구온난화가 빠르게 진행되고 있는 상황에 대응하기 위해 국제사회는 탄소중립을 선언했다. 여기서 탄소중립이란, 온실가스의 배출량 감소뿐만 아니라, 배출되는 양만큼 흡수, 제거 등 기술 혁신을 통해 온실가스 순 배출량을 '0'으로 만드는 것을 말한다.

이에 파리기후협약 참가국들은 2030 온실가스 감축목표(NDC, Nationally Determined Contribution)로 설정하고, 이를 지속적으로 보고하며 탄소중립의 실현을 위해 노력하고 있다. 우리나라 또한 국제사회의 온실가스 감축에 동참하며 2050 탄소중립을 선언했다. 올 4월, 정부가 발표한 '탄소중립·녹색성장 국가전략 및 제1차 국가 기본계획'에는 각 부문별 온실가스 감축목표가 제시됐으며, 그중 CCUS 부문에서 1120만 t의 온실가스 감축을 목표로 하고 있다. CCUS는 Carbon Capture, Utilization and Storage의 약자로, 온실가스 중 하나인 이산화탄소를 포집해 활용하는 CCU 기술과 지하에 저장하는 CCS 기술을 포괄하는 용어다.

일상생활과 산업 공정에서 필요한 대부분의 에너지는 주로 이산화탄소를 배출하는데, 배출량을 줄이기 위해 에너지 효율을 높이고 친환경적인 공정 기술을 개발하는 등의 다양한 방법을 동원하고 있다.

그러나, 이산화탄소 배출을 완전히 피하는 것은 불가능하기에 배출된 이산화탄소를 포집, 처리해야 할 필요성이 대두되면서 등장한 기술이 CCUS이다. CCUS 기술은 전 세계적으로 기후변화 대응과 탄소중립 실현을 위한 필수적인 기술로 인정받고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 CCUS 기술 기여도를 총감축량의 18% 수준으로 제시하며, CCUS 기술 없이는 탄소중립을 실현할 수 없을 것으로 전망한다.

CCUS는 크게 포집, 활용, 저장의 세 단계로 나뉘며, 이 중 이산화탄소 저장 기술은 포집된 이산화탄소를 파이프라인 또는 선박을 이용해 수송한 후, 최소 800미터 이상의 심부 암반층에 격리하는 기술이다. 이산화탄소를 지하에 격리함으로써 대기 중의 온실가스 농도를 낮출 수 있고, 이를 통해 온실가스 감축목표 달성에 중요한 역할을 수행할 수 있을 것으로 주목받고 있다. 이산화탄소를 격리할 수 있는 지하저장소가 되기 위해서는 이산화탄소가 잘 주입될 수 있는 지층과 주입된 이산화탄소가 다른 곳으로 이동하지 못하도록 막는 덮개층이 있어야 한다. 일반적으로 고갈 유·가스전, 대염수층, 석탄층이 이산화탄소 저장소로 활용될 수 있다.

하지만 CCUS 기술을 상용화하는 것은 아직 도전과제로 남아 있다. 전 세계적으로 적용될 수 있는 시스템 구축 및 운영에는 상당한 비용과 기술적 도전이 따르며, 안전성과 효율성, 환경 영향 등에 대한 고려가 필요하다. 따라서, 이러한 문제에 대한 연구와 기술개발, 지원이 필수적인 상황이다. 우리 모두가 힘을 모아 코로나 팬데믹을 이겨냈던 것처럼, 탄소중립을 실현하고 지속 가능한 미래 대한민국을 위한 기반을 마련하기 위해서는 CCUS 기술과 같은 과학적 방법의 중요성을 인지하고 이에 대한 투자와 노력이 필요하다.