탄소중립에 다가가기 위한 기술 중 하나로 최근 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술에 대한 관심이 높습니다. CCUS는 크게 CCS(Carbon Capture Storage)와 CCU(Carbon Capture Utilization)로 나눌 수 있는데요. CCS와 CCU가 기술적으로 어떻게 다른지, 장단점은 무엇인지 살펴보도록 하겠습니다.

CCUS란 이산화탄소를 포집‧활용‧저장하는 기술을 말합니다. 온실기체인 이산화탄소를 지중이나 해양에 저장하거나, 유용한 재료로 재활용하여 고정함으로써 대기 중 이산화탄소를 직접적으로 줄인다는 개념이죠. CCUS는 이산화탄소를 직접적으로 줄일 수 있는 기술로서 전 세계적으로 활발한 연구 및 투자가 이루어지고 있습니다. 우리나라 또한 2030년까지 국가 온실가스 감축 목표(Nationally Determined Contributions) 달성을 위해 CCUS 기술을 활용한 감축 목표를 수립한 바 있지요.

CCUS는 최종적으로 이산화탄소를 고정하는 방식에 따라 CCS와 CCU로 구분할 수 있습니다. CCS는 이산화탄소를 발생원으로부터 포집하여 수송한 후, 지중이나 해양에 장기간 안정적으로 격리시키는 기술을 말합니다. CCS는 저장 용량을 충분히 확보하는 것이 중요하며, 이산화탄소를 지중이나 해양에 오랜 기간 안정적으로 주입할 수 있어야 합니다. 따라서, 고갈된 유전이나 가스전, 석탄층, 대수층 등 이산화탄소 저장이 유리한 특정한 지질 구조에서 주로 수행합니다. CCS가 이산화탄소를 ‘격리’하는데 초점을 둔다면, CCU는 이산화탄소를 자원으로서 ‘활용’하는 것에 초점을 둡니다. CCU는 이산화탄소를 유용한 원료로 ‘전환’하여 경제적인 가치가 있는 제품으로 만드는 기술입니다. 이산화탄소를 화학적으로 전환하여 화학 원료로서 사용하거나, 이산화탄소를 고정할 수 있는 미생물을 바이오매스로 만들고 이를 유용한 물질로 전환합니다. 앞서 살펴본 것처럼 CCS와 CCU는 종국적으로 이산화탄소를 처리하는 방법이 다르기 때문에 기술적으로 차이가 있다고 할 수 있습니다. 실제로 관련 연구의 기술적인 성격이나 난이도에 차이가 있어 별도로 연구 및 투자가 진행되고 있지요.

먼저 CCS는 이산화탄소의 대규모 감축이 가능하다는 장점이 있습니다. CCS는 유럽과 북미를 중심으로 연구가 활발하며, 국내에서는 동해안에서의 실증이 추진되고 있습니다. CCS는 이산화탄소를 저장하기 위한 물리적인 공간이 반드시 필요하며, 큰 저장 용량을 확보할 수 있는 저장소 확보해야 합니다. 또한, 저장소 선정을 위해 사전 조사를 비롯한 여러 절차들을 필요로 하죠. 반면 CCU는 저장 장소가 따로 필요하지 않고, 이산화탄소를 유용한 자원으로 활용한다는 점에서 이상적이라고 할 수 있습니다.

이에, 오늘날 미국을 비롯해 기술력을 갖춘 선진국을 중심으로 많은 연구가 이루어지고 있지요. CCU는 이산화탄소를 다른 물질로 전환하는 기술의 난이도가 높아 실질적인 상용화를 위해서는 아직 더 많은 연구가 필요한 상황입니다. 또한 이산화탄소 전환 제품이 시장에서 기존 제품 대비 경쟁력을 갖추기 위해 충분한 생산성과 경제성을 확보해야 하며, 이를 위해 세재 혜택 등 국가 차원의 제도적인 지원을 필요로 합니다.

글 : 과학저널리스트 정현섭

:: 참고자료 ::

[도서] 지구대기와 기후변화 (출판사: 학진북스)

KISTEP 브리프 26, CCU(이산화탄소 활용) 기술동향

산업통상자원부 포토뉴스 : 무탄소 CF 연합 출범식