[생활속 과학이야기] CCS 기술의 활용 사례

이연경 한국지질자원연구원 선임연구원

전 세계적으로 CCS(Carbon Capture Storage·이산화탄소 저장기술) 프로젝트 수와 저장용량이 계속해서 증가하고 있다. 2022년 9월 기준, 상업 운영 중인 30개의 시설에서 연간 4250만t의 이산화탄소가 처리되고 있다. 건축·개발, 운영중지 단계의 시설을 포함하면 약 196개의 시설에서 2억 4390만t을 저장할 수 있을 것으로 추정되며, 이는 전년 대비 44% 증가한 수치다. 이처럼 탄소중립 목표 달성을 위해 세계 CCS 시장은 빠르게 성장하고 있다.

미국은 상업 운영 중인 30개의 시설 중 13개를 보유하고 있어 세계 최대 저장용량을 가지고 있다. 2021년에는 법안을 제정해 향후 5년간 CCS 분야에 미화 120억 달러 이상을 지원하겠다고 발표했으며, 지난해 인플레이션감축법이 통과되면서 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)를 통한 탄소감축 시 세금 혜택을 주는 45Q 택스 크레딧(Tax Credit) 제도를 확대했다.

현재는 포집된 이산화탄소의 90% 이상을 석유회수 증진을 목적으로 처리하고 있으나, 신규 프로젝트가 진행되며 2030년에는 심부염수층 및 고갈 유가스전 저장용량이 약 8300만t으로 전체 저장용량의 60%를 차지할 것으로 전망된다.

CCS 분야에서 숙련된 국가 중 하나인 노르웨이는 1996년부터 슬레이프터(Sleipner) 가스전에 매년 100만t의 이산화탄소를 저장하고 있다. 2020년 노르웨이 정부는 미화 27억 달러 규모의 CCS 프로젝트를 추진했으며, 그중 하나인 노던 라이트(Northern Lights) 프로젝트는 노르웨이 국영 에너지 기업인 에퀴노르(Equinor)가 다국적 에너지 기업인 로얄더치쉘(Shell), 토탈(Total)과 공동 투자를 통해 노르웨이 외 유럽 국가들도 사용할 수 있는 최초의 개방형 CCS 시설을 개발한다는 점에서 많은 관심을 받고 있다.

이 프로젝트는 2024년에 연간 최대 150만t, 이후 연간 최대 800만t의 이산화탄소 저장을 목표로 하고 있으며, 포집된 이산화탄소를 액화하여 선박을 통해 서부 터미널로 운송한 후 파이프라인으로 지하 2600m에 저장할 계획이다.

호주에서도 여러 프로젝트를 운영 및 계획하고 있다. 서오스트레일리아주 해양에서 진행되고 있는 고르곤(Gorgon) 프로젝트는 2017년부터 주입할 예정이었으나, 이산화탄소에 포함된 수분 관리로 인해 지연돼 2019년 8월부터 지하 2000m에 주입하기 시작했다. 주입 지연으로 현재까지 이산화탄소를 연간 130만t 주입했지만, 향후 정상운영 시 연간 최대 400만t, 40년간 총 1억t 이상을 저장할 수 있는 대규모 프로젝트이다.

말레이시아는 여러 개의 유가스전이 위치한 사라왁(Sarawak) 지역을 중심으로 CCS 프로젝트를 추진하고 있다. 말레이시아 국영 에너지 기업인 페트로나스(Petronas)는 세계 4위 LNG 생산기업으로, 카사와리(Kasawari) 프로젝트를 통해 2025년부터 연간 450만t의 이산화탄소를 파이프라인을 통해 고갈 유가스전에 저장할 계획이다. 지난해 4월, 페트로나스 대표는 총 저장용량의 60%를 자사 및 말레이시아 내 파트너 사(社)에 할당하고, 나머지 40%는 다른 국가에 제공할 계획임을 발표했다.

한국지질자원연구원은 노르웨이·호주와의 공동연구를 통해 국내 CCS 기술을 개발하고 있다. 해외 현장에서 얻은 암석을 활용해 이산화탄소 주입 실험을 수행하고, 실험에서 얻은 결과를 입력자료로 사용, 수치 모델링 진행으로 국내 기술 확보에 힘쓰고 있다. 이런 국제협력은 국내 CCS 사업 수행과 함께 해외시장으로의 진출을 위한 기반이 될 것이다.

따라서 앞으로 국내에서는 독자적인 기술개발에 대한 지속적인 지원이 필요하다. 국제협력을 통해 국내에서 개발된 기술을 호주, 말레이시아 등 해외 현장에 적용함으로써 세계 시장에 우리 기술을 보다 널리 알리고 기술 수준을 높일 기회가 될 것이다. 우리의 끊임없는 도전과 노력으로 CCS 시장 성장과 탄소중립 목표 달성에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.