[사이언스칼럼] 산업을 빌드업할 수 있는 기술, CCUS

장태선 한국화학연구원 CO₂에너지연구센터 연구위원

장태선 한국화학연구원 CO₂에너지연구센터 연구위원

탄소중립이란 인위적으로 배출되는 탄소의 양과 흡수량이 균형을 이뤄, 공기 중 탄소 농도에 변화가 없는 상태를 의미한다. 기후변화 대응을 위한 '2050 탄소중립 시나리오'의 핵심을 살펴보면, 지구 평균기온 상승을 1.5°C 이내로 억제하기 위해서는 탄소 배출량을 2030년까지 2010년 대비 45% 감축하고, 2050년까지 탄소중립에 도달해야 한다는 내용이 있었다. 하지만 이미 2024년에 1.5°C 마지노선을 넘기면서 상황은 복잡하게 흘러가고 있고, 감축 목표에 대한 압박은 더 거세지고 있다.

우리나라는 국제 사회에 약속한 국가온실가스감축목표, 무역 관세인 탄소국경조정세, 국제 사회에서 요구하는 탄소배출권거래제 등 다양한 국제 규제에 대한 대응 방안을 모색하고 있다. 그동안 정부는 산업계 전반에 미칠 경제적 영향을 최소화하기 위해 탄소중립위원회, 탄소중립녹색성장위원회와 같은 범정부 차원의 산업별 시나리오를 만들고, 실천하기 위해 한걸음 씩 준비해 왔다. 하지만 여전히 기술 이해 부족과 비용 문제 등으로 인해 실효성 있는 추진은 더딘 실정이다. 특히 화석연료에 기반한 국내의 주요 산업은 대외적으로 탄소 발생에 따른 심각한 환경오염 문제에 직면해 반드시 기술적인 문제해결에 집중해야 한다.

해외 주요국은 탄소중립 장기 전략에 CCUS(탄소 포집, 활용 및 저장) 기술을 주요 수단으로 제시하고 있다. 미국, 중국, 영국, 독일, 일본 등 주요국이 발표한 장기 저탄소발전전략에 따르면 대체적으로 산업육성을 위한 제도적 지원방안을 마련함과 동시에 기술개발 투자를 지속해서 확대하고 있다. CCUS 기술은 초기 상용화 단계인 현재 기술적·경제적 측면에서 확실성과 불확실성이 동시에 존재하는데, 감축에 기여할 수 있는 명확하고 확정적인 역할과 가치가 더 크다. 탄소, 특히 이산화탄소를 화학 제품, 연료, 건설 자재 등으로 활용해 새로운 부가가치와 저탄소 산업으로 전환할 기회를 제공하기 때문이다. 따라서 현장에서 직접 배출량을 줄여 배출 전 감축하거나 배출 후 포집해 활용하는 기술로서 감축과 동시에 경제성을 확보하는 유일한 방안으로 대두하고 있다.

국제에너지기구는 CCUS가 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 필요한 '전 세계 온실가스 감축량의 상당 부분(약 9%~19%)'을 담당할 것으로 예측한다. 특히 발전·철강·석유화학·시멘트 등 배출 감축이 어려운 산업 분야에서는 사실상 유일한 대안 기술로 제시되고 있다. 우리나라도 이미 CCU(탄소 포집, 활용) 분야에서는 해외에서도 관심 있는 '온실가스 감축형 합성가스 제조' 기술과 '무기 탄산염 제조' 기술의 상용화를 앞두고 있다. 또한 CCS(탄소 포집, 저장) 분야에서도 세계 3번째로 기술을 적용해 성공한 저력을 보유하고 있다. 이 외에도 다양한 원천기술 확보, 인력양성 등을 통해 차세대 CCUS 기술 개발을 위해 최선을 다하고 있다.

물론 모든 산업 기술의 태동기와 마찬가지로, CCUS 산업의 확산을 가로막는 도전과제도 존재한다. 대표적으로 높은 초기 투자 비용, 수익성 모델 미정립 등 경제성과 감축 비용 불확실성이 숙제라고 할 수 있다. 이 외에도 CCS는 저장 안정성에 대한 대중의 우려가 있어 이를 해소하는 방안이 필요하다.

하지만 CCUS는 산업을 빌드업할 수 있는 필수적인 기술이며, 특히 현장에서 배출 전·후 탄소 감축에 적합하다는 장점이 있다. 그런 만큼 앞서 언급한 불확실성을 완화하기 위해 정부는 정책·규제 개편 등을 통해 산업 현장에 CCUS 기술이 도입돼 감축 효과를 발휘하고, 결국 기후변화에 기여할 수 있도록 이행 주체가 확신할 수 있는 여건을 만들어줘야 한다. 한국화학연구원을 비롯한 연구기관에서는 연구원 간, 기관 간, 학제 간 융합연구를 통해 CCUS 기술에 대한 불확실성을 해소해 기후위기 극복에 큰 역할을 할 수 있기를 기대하고 있다.