시멘트산업 배출 CO2, 청정연료로 다시 태어나다

국내 최초 충북 단양에서 저탄소연료화 실증설비 시운전 준비 본격화

공정 모식도

'시멘트산업 배출 CO₂ 활용 저탄소 연료화 기술개발 실증설비' 현장 설치 완료

충북도는 23일 단양군 성신양회 부지 내에서 '시멘트산업 배출 CO₂ 활용 저탄소 연료화 기술개발 실증설비'의 현장 설치가 완료되어 시운전 준비를 마무리했다고 밝혔다.

이번 사업은 지난 2021년 11월부터 2026년 4월까지 55개월간 추진되는 산업통상자원부 에너지수요관리 핵심기술개발 사업이다. 국비 192억 원을 포함한 총사업비 375억 원이 투입됐다. 주관기관은 ㈜바이오프랜즈이며, 성신양회㈜, 한국에너지기술연구원, 한국화학연구원, (재)한국석회석신소재연구소, ㈜에너토크, 우양에이치씨㈜, 한국석유관리원 석유기술연구소 등이 함께 참여하고 있다.

실증설비는 하루 20t 규모의 CO2 포집시설과 메탄올 생산시설로 구성되어 있다. 시멘트 소성로에서 발생한 CO2를 포집·정제해 합성가스로 개질하고 이를 메탄올로 전환하는 통합공정으로 운영될 예정이다. 특히 시멘트 산업의 고온 폐열을 열원으로 활용해 에너지 효율을 높였으며, 메탄올 전환 효율 70%, 순도 99.8% 이상을 달성할 수 있도록 설계됐다.

메탄올(CH3OH)은 천연가스나 CO2로부터 제조되는 탄소중립형 청정연료로, 수소·암모니아와 함께 미래 에너지전환의 핵심 자원임. 연료전지, 친환경 선박연료, 화학소재 원료로 활용돼 화학산업의 기초물질이다.

이번 실증설비는 국내 최초로 시멘트산업의 CO2를 연료로 전환하는 상용 규모 기술을 구현한 사례로, 시멘트 공정의 특성을 반영한 '산업현장형 CCU(Carbon Capture & Utilization)' 모델이다. 향후 철강·유리·석유화학 등 CO2다배출 산업에도 적용이 가능하다.

23일에는 미국, 중국, 인도네시아, 일본, 이스라엘 등 9개국 50여명의 CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage) 및 DME(Dimethyl Ether) 분야 전문가들이 방문해 국내 기술로 구축된 포집·전환 공정을 참관했다.

충북도는 이번 기계적 준공을 계기로 국내 CCUS 기술이 연구개발 단계를 넘어 상용화로 진입할 것으로 보고 있다. 실증설비는 11월부터 시운전을 시작해 2026년 4월까지 실증데이터를 축적하며 기술 안정성과 경제성을 검증할 예정이다.

이번 사업은 시멘트산업의 고온 폐열을 활용해 에너지 효율을 높이고 온실가스 감축에 기여하는 한편, 메탄올의 국산화로 탄소저감과 에너지 자립을 촉진한다. 지역기업과 연구기관의 참여를 통해 단양군 경제 활성화와 충북도의 '중부권 CCUS 집적화단지' 조성 기반을 강화하여, 충북형 탄소자원화 산업의 핵심 거점으로 도약할 전망이다.

김두환 충북도 경제통상국장은 "이번 실증설비 구축완료는 국내 기술로 구축한 첫 시멘트산업 CO2연료화 성과로, 충북이 대한민국 탄소중립 산업의 중심지로 도약하는 계기가 될 것"이라며 "앞으로도 CCUS와 청정에너지 신산업을 적극 육성해 지역 산업경쟁력과 에너지 전환을 함께 이끌겠다"고 말했다.
청주=엄재천 기자 jc0027@