1. 현황
1-1. CO2 포집 및 저장 (CCS; Carbon capture and storage)
Global CCS Institute (호주의 비영리 단체)에 따르면, 2014년 당시 세계에서 13 개의 대규모 CCS 프로젝트가 가동 중이며 건설 중인 9 개, 개발 중인 33개 총 54개 프로젝트가 진행 중이다. 국가 · 지역별로는 북미가 세계 CCS를 리드하고 있고 또 최근에는 중국의 개발 계획도 눈에 띄고 있다. 조업 중인 프로젝트의 대부분은 천연 가스 정제 시 발생하는 CO2를 대상으로 한 것이지만 2014 년 10 월 세계 최초로 발전소에서 대규모 CCS 프로젝트가 캐나다에서 시작했다. 또한 제철소를 대상으로 한 프로젝트도 건설 중이며 비교적 압력 · 농도가 낮은 CO2를 대상으로 한 CCS가 확산되고 있다.향후 CCS가 적용되는 국가, CO2 배출원 회수 방식, 운송 방식, 저장 방식의 확대에 따라 CCS 기술의 진전과 포집 및 저장 용량 증대가 기대된다. CO2 회수 기술로는 흡수법, 흡착법, 막 분리법 등이 있으며, 특히 화학 흡수법에 대한 연구 개발이 가장 많이 진행되고 있다. 현재는 CCS 비용의 60 % 이상이 분리 · 회수 비용이기 때문에 저비용 저에너지 소비의 CO2 분리 회수 기술 개발이 진행되고 있다.

1-2. CO2 이용 (CCU; Carbon capture and utilization)
CO2 이용은 실제 이용 화학적 이용으로 대별된다. 실제 이용에는 오일 회수 (EOR), 탄층 메탄 회수 (ECBM) 고온 암체 발전 산업 이용 (용접, 음료 등), 농업 이용 (시설 원예의 CO2 시용) 등이 있다. 화학적 이용은 CO2를 화학적으로 다른 화합물로 변환하는 것이며, 화학 (우레아, 폴리 카보네이트, 메탄올 등)의 제조 및 에너지 (메탄, 조류 연료 등)으로의 전환 인공 광합성 등의 연구 개발이 이루어지고 있다. 현재 CCU로서 실용화되고 있는 기술은 EOR, 요소 증산 등 극히 일부 용도에 한정되어 있지만, 폭 넓은 분야에서 새로운 CO2 이용 연구 개발 실용화가 진전되고 있다.

2. 과제와 장래 예측
CCSU 도입의 과제 중 하나는 비용에 탄소세와 배출권 거래 제도 등 경제적 인센티브 제도의 정비 · 확립이 필수적이라는 것이다. 이러한 정책적 노력은 이미 시작되고 있어 향후 세계적으로 확대될 것으로 전망된다. 미래의 인센티브 제도가 확립 법적 기반 정비 등도 진행되었을 경우에 대비하여 에너지 절약을 포함한 비용 절감을 위한 기술 개발을 지속적으로 추진하는 것이 요구된다. 운송, 저장 또는 이용에 관한 비용은 운송 거리 · 수단, 저장 위치, 이용 방법 등에 따라 크게 다르지만, CO2 회수 비용은 기술 개발에 의한 저감이 가능하다. 따라서 낮은 에너지 소비, 또한 저비용화를 실현하는 CO2 분리 회수 기술의 비약적인 발전이 기대된다. 2015 년 CCSU 글로벌은 33Mt-CO2 / 년이며, 이것이 2030 년에는 1,040Mt-CO2 / 년, 2050 년에는 4,590Mt-CO2 / 년으로 확대될 것으로 예측된다. 시장 도입 초기에서는 CCS 프로젝트의 수익성을 향상시키는 EOR이 CCSU를 선도할 것으로 예상된다. 그러나 EOR이 가능한 장소는 한정되어 있기 때문에 서서히 잠재력의 더 큰 대수층에 저류가 증가 해 간다. 온난화 대책은 갈수록 장기적인 낮은 배출 수준으로의 이행이 어려워진다. 조기에 대책을 강구하는 것은 경제적으로도 합리성이 있다고 판단되며 2030년경까지 저탄소 에너지 관련 기술의 혁신과 실용화 보급이 기대된다. 더 말하면, 산업화에 의해 기존의 자연 시스템에 의한 탄소 순환 사이클을 무너뜨려버린 이상, 어떤 화석 자원은 고갈된다. 그 전에 가급적 조기에 지속 가능한 사회를 구축하는 것이 필수적인 것은 분명하다.

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 4월 27일]