Special 그린뉴딜/탄소중립 실현을 위한 세라믹소재 기술개발 동향(2)

탄소자원화(CCU) 기술의 현재와 미래

허일정_한국화학연구원 책임연구원
이진희_한국화학연구원 선임연구원

1. CCU(Carbon Capture and Utilization) 기술의 배경

18세기 산업혁명으로 시작된 새로운 기술의 개발과 제조공정의 혁신은 인류의 사회, 정치, 생활구조를 크게 바꾸었다. 이로 인해 촉발된 자동화 기술의 발전은 인류 문명 발전에 크게 기여하였지만, 과도한 석유화학원료의 사용으로 인한 이산화탄소 배출은 대기 중 이산화탄소농도를 꾸준히 증가시키며, 지구온난화를 비롯한 기후이변을 일으키고 있다. Muna Loa 관측소의 이산화탄소 농도는 2018년 400 ppm을 돌파한데이어, 코로나 바이러스로 인한 경제 위축에도 불구하고 2021년 419 ppm을 기록하였다(그림 1). 지난 60년간의 이산화탄소 농도의 증가속도는 약 15,000년 전 빙하기 이후 자연스럽게 증가하던 이산화탄소 농도 증가 속도의 100배에 달하는 급격한 증가추세를 보이고 있다.

그림 1. Mauna Loa, Hawwai 관측소의 이산화탄소 농도 변화 추세

  이산화탄소의 배출은 지역이나 국가단위에서의 문제가 아닌 전 지구적인 대응이 필요한 문제로, 1992년 리우 정상회의에서 시작된 유엔기후변화협약(UNFCCC, United Nations Framework Convention on Climate Change)을 시작으로 1997년 교토의정서(Kyoto Protocol), 2015년 파리협정 등을 통해 이산화탄소 저감을 위한 범국가적인 대응이 이루어지고 있다. 1997년 교토의정서를 통해 온실가스에 대해 정의하고 온실가스 감축에 대한 참여국들의 의무를 명시하였지만, 법적인 구속력이 없어 중국, 인도 등은 온실가스 다배출 국가임에도 제외되었다. 2015년 파리에서 열린 유엔기후변화회의(UNCCC, United Nations Climate Change Conference)에서는 선진국과 개도국이 모두 기후변화에 대한 책임을 분담하는 체제로 변화하여 교토체제와 차별화되는 협정을 채택하였다. 이에 따라 모든 국가들이 스스로 감축목표를 설정하고, 국가결정기여(NDC, Nationally Determine Contribution)를 제출을 의무화하였다. 지구의 평균온도를 산업화 이전 대비 2 oC 이하 상승으로 억제하고, 이상적으로는 1.5 oC 이내로 줄이고자 하는 노력이 반영되어 189개국의 국가가 참여하였다.

그림 2. 국제 기후변화 체제 변화(`19.05 제3차녹색성장 기본계획)

  우리나라는 전 세계 10대 온실가스 배출국이며, 2030년까지 BAU(Business as Usual) 대비 37%의 온실가스를 감축하겠다는 목표를 제시하였다. 2020년에는 기존의 BAU 방식을 수정하여 2030년까지 2017년 국가 온실가스 총 배출량 709 MtCO2eq대비 24.4%를 감축하는 절대량 방식의 감축 목표를 채택하여, 약 173 MtCO2eq의 온실가스를 감축하여야 한다. 또한, 2020년 12월 국무회의에서 2050 탄소중립 이행 로드맵을 발표하여, 1) 깨끗하게 생산된 전기·수소의 활용 확대, 2) 에너지 효율의 혁신적인 향상, 3) 탄소 제거 등 미래기술의 상용화, 4) 순환경제 확대로 산업의 지속가능성 제고, 5) 탄소 흡수 수단 강화의 5대 기본 방향을 설정하였고, 국가 산업 전반의 녹색 전환을 위한 정책, 사회, 기술 혁신 방향을 제시하였다. 최근에는 제 3차 녹색성장 5개년 계획을 통해 CCS 400만 톤, CCU 600만 톤의 감축목표를 제시하였으며, 이를 위한 세부 계획으로 지속적인 CCS 실증사업의 추진, 해양 대규모 저장소의 확보 노력 강화, 이산화탄소 활용기술 개발, CCUS 통합 추진체 구성과 기반구축을 주요 추진과제로 설정하였다.

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