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유난히 더웠던 이번 여름, 여름이 지나고도 30를 웃돌았었는데요. 이러한 날씨의 주된 원인이 무엇일까요? 바로 이산화탄소의 증가로 인한 지구온난화 때문입니다. 기후 위기를 극복하기 위하여 국가적 대책으로는 온실가스 배출량을 단계적으로 감축하는 ‘파리기후변화협약’ 그리고 국내에서는 그린 뉴딜이 있습니다. 현재 그린 뉴딜의 대표 과제인 ‘탄소중립’의 중요성은 더욱 커지고 있습니다. 이번 기사를 통해 이산화탄소의 배출량을 0으로 만들기 위한 노력과 탄소중립의 적인 이산화탄소를 사용하여 탄소중립에 다가가는 방법에 관하여 알아보겠습니다

 


탄소중립이란

이산화탄소 연평균 농도 변화 추이 ⓒe-나라지표

 

탄소중립이란 이산화탄소를 배출한 만큼 이산화탄소를 흡수하는 대책을 세워 이산화탄소의 실질적인 배출량을 0으로 만드는 것입니다. 다시 말하면 대기 중으로 배출한 이산화탄소를 다시 흡수하는 대책을 세움으로써 이산화탄소의 총량을 0인 상태로 만든다는 뜻이죠. 이산화탄소가 과연 얼마나 증가했던 것일까요? 2011년 기준 이산화탄소는 396.8ppm이었던 반면 2020년 이산화탄소는 420.4ppm을 기록하고 있습니다. 이산화탄소는 강한 온실효과를 가지고 있는 불활성 가스이며, 대기 중에서 체류 시간은 약 100~300년입니다. 18세기 산업혁명 이전의 농도는 약 280ppm으로 안정되어 있었지만 20세기에 들어서 이산화탄소의 증가율은 과거 2만 년 동안 전례가 없었던 기록을 보여주고 있습니다. 이산화탄소의 양은 왜 증가할까요?

 

온실가스 배출 현황 ⓒe-나라지표

 

대한민국의 대부분 온실가스는 주로 화석연료산업공정으로부터 나오고 있습니다.

산업화 이후 온실가스가 증가하면서 지구의 온도가 높아지고, 열카르스트 작용으로 많은 양의 탄소를 저장하고 있는 영구 동토층이 녹으며 지구온난화가 더욱 심각해지고 있습니다. 그렇다면 탄소중립은 왜 필요할까요? 대한민국은 제조업 비중이 28.4%로 유럽 국가들보다 높은 수치를 기록하고 있으며, 에너지원 중 석탄발전의 비중이 높기 때문에 탄소중립의 실천이 중요해지고 있습니다.

 


이산화탄소를 재활용하여 탄소중립에 다가가다

그렇다면 이산화탄소를 줄이는 방법에는 어떤 것들이 있을까요? 이산화탄소를 줄이는 대표적인 방법으로는 탄소가 적게 나오는 고효율 가전기기 사용’, ‘전기·수소자동차등이 있습니다.

나아가 ‘CCUS 기술 (탄소 포집 및 활용·저장 기술)’이 있습니다. CCUS배기가스 중 이산화탄소만을 뽑아서 육지나 바다의 땅 밑에 저장하거나, 다른 유용한 물질로 바꾸어 활용하는 것을 말합니다. 탄소중립의 적인 이산화탄소를 재활용하여 유용하게 사용한다. 정말 좋은 기술인 것 같습니다! 이산화탄소를 재활용한 사례들을 함께 알아볼까요?

 

1. 이산화탄소를 에틸렌으로 전환하다!

구리촉매를 이용한 이산화탄소의 에틸렌 전환 ⓒ한국과학기술연구원

 

에틸렌은 천연가스나 석유에서 얻을 수 있는 물질로 플라스틱, 비닐, 고무, 건축자재 등 다양한 곳에 사용되고 있습니다. 국내 연구진들이 탄소-탄소 결합을 촉진하여 에틸렌 생성에 새로운 촉매로 구리 촉매를 개발하였습니다. 촉매 표면에 일산화탄소가 흡착할 수 있는 자리가 존재하고, 특정 자리에 흡착한 일산화탄소는 빠르게 탄소-탄소 결합의 중간체를 생성하는 것을 확인하였습니다. 촉매에 첨가된 염기성 물질에 의해 수산화구리와 산화구리 성분이 많아져 이산화탄소 전환 효율이 높아진 것입니다. 에틸렌 생산량은 50% 이상 증가하였으며 대량생산 역시 준비하고 있습니다. 일상생활에도 사용할 수 있도록 상용화가 되었으면 좋겠습니다!

 

2. 이산화탄소로 배를 움직이다!

액화 이산화탄소 운반선 공동개발 ⓒ포스코

 

P사와 H사는 탄소중립과 수소사회 전환에 따른 CCUS 관련 시장 선점을 위해 액화 이산화탄소 운반선을 공동 개발하기로 했습니다. P사는 대형 액화 이산화탄소 운반선의 핵심인 저장 탱크용 강재 및 이용 기술을 개발하고 H사는 운반선의 설계와 건조에 필요한 용접 기술 등을 개발합니다. 이 운반선은 100% 국내 기술로 만들어진다는 점에서 의미가 크다는 점이 있습니다. 액화 이산화탄소 운반선의 개발로 탄소중립 사회로 나아가며 친환경 시대를 열어갈 것으로 기대하고 있습니다! 그렇다면 한전은 탄소중립을 위해 이산화탄소를 어떻게 재활용하고 있을까요?

 


한전이 가진 이산화탄소 재활용 기술!

이산화탄소 메탄화 구조도 ⓒKEPCO 전력연구원

 

1. 이산화탄소의 그린 메탄화

전력연구원은 국내 최초로 미생물을 이용하여 이산화탄소를 메탄으로 전환하는 기술을 개발하였고, 5kW급 테스트 베드 설비를 구축하였습니다. 이산화탄소 메탄화 기술은 발전소 등에서 배출되는 이산화탄소와 재생에너지로부터 생산한 수소를 미생물을 통하여 그린 메탄으로 전환하는 대표적인 전력가스화 기술입니다. 생산된 메탄가스는 발전·수송연료 및 도시가스 등으로 활용 가능합니다. 메탄 생성 효율이 1.7배 높은 신종 메탄화 미생물 2종을 개발하고 이를 적용하여 국내 최초로 연간 36톤의 이산화탄소를 전환할 수 있습니다. 전력연구원은 포집된 이산화탄소를 활용하여 대용량·장기간 에너지 저장이 가능한 그린 메탄으로 변환하는 기술을 개발하여 기존 에너지 저장 장치의 한계를 극복하였다는 뛰어난 결과를 만들어냈습니다!

 

ⓒPixabay

 

2. 이산화탄소로 베이킹소다를 만들다.

또한, 광물탄산화 기술의 일종인 배가스 이산화탄소를 활용해 중탄산소다를 생산하는 기술을 확보하였습니다. 중탄산소다란 가정용 세제, 제과·제빵 등에 사용하는 베이킹소다의 원료입니다. 전력연구원은 별도의 정제공정 없이 직접 활용해 경제성도 높일 수 있는 기술을 개발하였고, 사업화를 앞두고 있습니다.

 


탄소중립의 적인 이산화탄소! 이산화탄소를 재활용하여 탄소중립과 친환경 시대에 한 걸음 더 다가갈 수 있을까요? 초록빛이 가득한 대한민국을 위해 노력하는 한전에게 많은 응원과 관심 부탁드립니다!

 

 

 


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