기후위기를 해결하기 위해 탄소중립이 국제적 과제로 떠오른 가운데, 탄소중립을 달성하기 위한 핵심 기술로 주목받는 기술이 있다. 바로 대표적 온실가스인 이산화탄소를 포집·저장·활용하는 CCUS(Carbon Capture·Utilization·Storage) 기술이다. 

약 50년 전부터 주목받기 시작해 지금까지 지속적인 연구를 거쳐 온 CCUS 기술은 정부, 공공기관, 각종 산업 등에서 투자와 기술개발의 노력을 기울인 가운데, 최근 상용화 단계까지 근접하면서 탄소중립 시대를 리드할 기술로 떠오르고 있다.

◇ 탄소중립 시대의 게임 체인저 CCUS

정보통신, 미래차, 우주산업 등 미래를 리드할 산업에 주목하는 것으로 유명한 일론 머스크 테슬라 대표가 지난해 새로운 분야를 언급하며, 이목을 집중시켰다. 그는 지난해 1월 트위터를 통해 “최고의 탄소포집기술을 가진 분에게 1000억원을 드린다”는 글을 올렸다. 그가 주목한 분야는 다름 아닌 CCUS 기술이었다.

CCUS 기술은 사업장에서 발생하는 배기가스 중 이산화탄소를 분리·포집해 저장하거나 활용함으로써 대기 중 방출을 막는 기술을 통틀어 지칭하는 기술이다. CCUS 기술은 탄소를 처리하는 방식에 따라 CCS(Carbon Capture, Storage)와 CCU(Carbon Capture, Utilization)로 분류할 수 있다.

CCS는 분리·포집된 이산화탄소를 대기 중으로 빠져나오지 못하는 1km 이하 깊이의 지하 또는 해저 지중 등의 저장 장소에 저장하는 기술이며, CCU는 분리·포집된 이산화탄소를 액화 이산화탄소, 탄산칼슘, 탄산제 등 유용자원을 만드는 데 활용하는 것이다.

이러한 CCUS 기술은 발전·산업 등에서 발생하는 이산화탄소를 획기적으로 줄일 수 있는 기술로 탄소중립 시대의 ‘게임체인저’로 불리고 있다. 실제 국제에너지기구(이하 IEA)는 지난해 ‘에너지 기술 전망 보고서’를 통해 앞으로 CCUS 기술이 확보되지 않으면 탄소중립에 도달하는 것이 어렵다고 진단했다.

특히 전세계 이산화탄소 발생량의 절반 이상을 차지하는 발전 시설과 중공업 등 고탄소 집약산업은 CCUS 없이 탄소중립이 불가능하다고 평가했다. 또한 IEA는 2070 글로벌 탄소중립 시나리오를 통해 CCUS 기술이 탄소감축 기여도를 총 감축량의 15~18% 수준으로 제시하며, CCUS 기술의 중요성을 부각시키고 있다.

이러한 전망은 국내에서도 마찬가지다. 실제 우리나라는 전체 전기생산량 중 석탄 화력발전 의존도가 37%에 달하며, 철강, 시멘트, 석유·화학, 제조업 등 고탄소 집약 산업이 전체 산업의 주축을 이루고 있는 상황이다. 이에 CCUS 기술 개발이 탄소중립 이행에 큰 역할을 할 것이라는 전망이 나오고 있다.

이산화탄소 포집 및 전환 기술을 탄소중립시대 10대 미래유망 기술로 선정한 한국과학기술기획평가원은 “화석연료 기반 에너지에서 저탄소 재생에너지로 완전환 전환까지 상당 수준의 시간과 재원이 소요되므로, 탄소중립을 달성하기 위해서는 발생한 이산화탄소를 포집, 저장 및 활용함으로써 탄소배출을 억제하는 기술 개발을 병행할 필요가 있다”고 평가했다.

◇ 해당 기술 아직은 상용화 단계

탄소중립 시대의 핵심 기술로 불리는 CCUS 기술이 주목받기 시작한 것은 최근이지만 그 역사는 아주 오래됐다. CCUS 기술은 1972년 처음 미국 발베르데 천연가스 발전소에서 최초로 활용된 바 있다.

그 후로부터 50년의 시간이 지나는 사이, CCUS 기술은 최근 상용화 단계까지 근접한 것으로 파악되고 있다. 한국과학기술평가원의 분석에 따르면 전세계적으로 대규모 이산화탄소를 포집을 포함하는 CCS 설비는 65개로, 운영 중인 설비는 26개로 파악된다. 나머지 3개 설비는 건설중이며, 21개는 초기 개발 등으로 적극적인 기술 개발이 추진되고 있다.

특히 최근 탄소중립에 대한 국제적 관심이 높아지면서, 대규모 CCUS 프로젝트 계획 발표가 급증하고 있다. 프로젝트가 모두 성공할 경우, 30년까지 전 세계 탄소포집 용량은 총 194Mt/y 규모가 될 것으로 예상된다. 또한 전 세계 CCUS 시장은 세계 각국의 탄소중립을 선언에 의한 강력한 규제와 기업의 참여, 배출권 시장 확대 등으로 인해 연평균 4.6% 정도의 성장세를 보이며 2025년 33억 달러에 이를 것으로 전망된다.

이에 현 정부는 CCUS 상용화 및 신산업화에 속도를 내기 위해 지난해 4월 민관합동의 ‘K-CCUS 추진단’을 발족했다. 철강·시멘트·석유화학 주요기업 50여개 및 10개 에너지공기업, 15개 연구기관, 20여개 대학 등이 참여하는 K-CCUS 추진단은 2030년까지 CCUS 기술을 산업현장에 활용한다는 목표다.

이를 위해 2023년까지 1억톤 급 대규모 저장소를 확보하고, 203년까지 추가 저장소를 확보할 예정이며, CCU 실증 및 사업화 지원센터를 구축해 기술개발 및 시제품 제작, CCUS 스타트업 및 혁신기업을 육성할 계획이다.

◇ 국내 기업들도 CCUS 주목

국내 민간기업에서도 CCUS 기술을 상용화하기 위한 노력이 이어지고 있다. 특히 석유·화학, 철강, 건설 등의 업계에서 CCUS 기술 강화를 위한 행보가 나타나고 있다. 롯데케미칼은 국내 화학사 최초로 지난해 3월 여수공장 내 기체분리막을 적용한 탄소포집파일럿 설비를 구축하고 실증운용을 완료했으며, 2023년 상업생산을 목표로 상업화를 위한 설계에 돌입했다.

또한 SK이노베이션과 SK에너지 역시 지난해부터 유럽 연합의 CCUS 기술을 위한 연구협력에 참여하는 등 본격적인 CCUS 기술 개발에 돌입했으며, 포스코 역시 수소환원제철과 함께 CCUS 기술을 이용해 2040년까지 탄소배출을 50% 감축할 계획이다.

최근 CCUS 기술을 새로운 성장동력으로, CCUS 사업 전반의 종합적인 솔루션을 제공하는 기업으로 도약하겠다고 밝힌 DL이앤씨는 그동안의 노하우와 역량을 집중해 2030년까지 CCUS 사업에서만 연간 2조원 규모의 매출을 달성한다는 계획을 세웠다.

DL이앤씨 관계자는 “탄소중립 실현은 기후위기 극복과 기업의 지속성장을 위한 시대적 과제” 라며, “차별화된 CCUS 기술력과 다양한 사업경험을 바탕으로 고객들에게 탄소포집 뿐 아니라 활용, 저장 분야에서 현실적인 해결책을 제시하는 CCUS 토털 솔루션 프로바이더로 도약할 것”이라고 전했다.

hdlim@greenpost.kr