탄소중립을 위한 친환경 기술 혁신 중 탄소 포집 기술

2015년 파리협정은 산업화 이전 수준에 비해 지구의 기온 상승을 2℃로 제한하여 1.5℃를 초과하지 않는 것을 목표로 합니다. 지난 21일 파리협약을 채택한 유엔 기후변화협약 당사국 총회는 정부 간 기후변화협약에 2018년까지 특별보고서를 발표할 것을 요청했습니다. 각 시나리오에서 검토되는 기후 보호 노력은 산업 부문의 화석연료 소비와 배출량 감소, 에너지 절약 라이프스타일의 전환 및 CO2 배출(CDR) 사용으로 구분할 수 있습니다. 이러한 완화 노력 중 가장 강력한 산업 분기를 줄이고 수요 감소 생활 패턴으로의 급격한 전환이 필요한 시나리오에서도 CDR 접근법 사용이 중요하다는 점이 강조되었습니다.

 

CDR 접근법은 대기에서 이산화탄소를 모아 다른 물질로부터 격리함으로써 대기에서 이산화탄소를 제거하는 것을 목표로 합니다. 이 CDR 접근법은 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 산림 개간에 대한 생태계 기반 CDR 접근법이고, 다른 하나는 인공적으로 CO2를 제거하는 기술입니다.

이산화탄소 제거(CDR) 접근법

대기 중 온실가스 농도를 안정시키기 위한 유엔기후협약에 따라 모든 당사자는 온실가스 배출을 통제하고 줄이기 위해 노력해야 합니다. 이 두 목표 각각에 대한 감소 유형은 다음과 같이 구분할 수 있습니다. 그중 하나는 온실가스의 인위적인 배출량을 줄이는 방법, 배출을 제한하거나 배출원을 조정함으로써 오염물질 배출량을 줄이거나 제한하는 활동입니다. 또 하나는 특정한 배출량 감축에 없이 대기 중 온실가스를 흡수함으로써 거리를 줄이는 방법

 

이는 숲과 같은 흡수원을 통해 서양에서 나오는 온실가스 감소. 게다가 이 두 가지 유형의 활동은 대기 중 온실가스 농도를 안정화하는 목표를 충분히 달성하지 못했습니다. 따라서 다른 유형의 감소, 즉 제거가 논의되었습니다. 이는 위의 '흡수를 통한 거리'와 식물, 토양, 광물, 바다, 제품 등과 같은 다른 물질에 일정 기간 온실가스를 저장하는 접근 방식보다 더 넓은 개념입니다. 여기에는 식물, 토양, 광물, 해양 및 제품 등 다른 물질에서 일정 기간 보존 및 제거되는 대기 중 온실가스(CO2)로 제한된 CDR 접근법이 포함됩니다. 이 CDR 접근법은 기존의 감소 활동을 보완하고 기존의 경제 행동 변화에 대한 압력을 줄일 수 있다는 장점이 있습니다.

 

이러한 CDR 접근법은 생태학적 CDR 접근법과 기술 기반 CDR 접근법의 두 가지 범주로 구분됩니다. 생태계 기반의 CDR 접근법은 대기 중 탄소를 흡수하여 식물, 토양, 습지의 자연 CO2 흡수 가능성을 촉진하고 활용하는 특성을 가진 자연 생태계를 통한 접근법입니다. 하지만 기술 기반 CDR 접근법은 대기 중 이산화탄소를 인위적으로 제거하기 위해 기술을 사용하는 접근법. 생태계 기반 CDR의 장점은 장기간에 걸쳐 검증되고 사회적으로 용인된다는 것. 기술 기반의 CDR은 안정적인 탄소 저장장치를 사용해 영구적으로 CO2를 격리할 수 있고, 수집을 위해 땅이나 바다 표면을 거의 사용하지 않는다는 장점이 있습니다.

 

이러한 CDR 접근법은 산림 및 산림 개간, 토양 탄소 격리, 바이오 에너지 탄소 포집 및 저장(BECS), 직접 대기 탄소 포집 및 저장(DACCS), 기상 및 해양 알칼리화 등 부정적인 배출 기술을 사용합니다. 특별 보고서는 이러한 옵션의 3가지를 중점적으로 다룹니다. 첫 번째는 식물 성장을 통해 대기 중 이산화탄소를 자연스럽게 흡수하는 기술인 생태계 기반 CDR 접근법에 의한 삼림 벌채와 산림 개간입니다. 이는 다른 CDR 접근법에 비해 비용 효율적이라는 장점이 있지만 흡수된 이산화탄소가 방출될 수 있습니다. 두 번째는 기술 기반 CDR 접근 방식의 DACCS입니다. 이는 최근 유망한 기술 기반 CDR 접근방식. 즉 대기 중의 이산화탄소를 직접 포획해 격리하는 기술. 그러나 대기 중 이산화탄소 농도가 약 0.04%로 매우 낮기 때문에 이산화탄소 선택과 수집은 매우 에너지 집약적이고 비용이 많이 듭니다. 셋째, 생태계와 기술에 기반한 융합 CDR 접근법인 바이오에너지 탄소 저장(BECCS) 획득 및 저장 기술. 그것은 식물을 통해 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고, 이 식물을 통해 바를 통과합니다.

 

생산 과정에서 감소한 CO2는 바이오 에너지를 생산하고 CCS 기술을 사용해 수집 및 격리하는 기술입니다. BECCS는 대기 중 이산화탄소를 제거하는 동시에 에너지를 생성할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 BECCS가 원활하게 작동하기 위해서는 CO2 배출량의 가능한 이동과 식품 안전과의 이해충돌 모두에 대응할 필요가 있습니다.

직접 대기 탄소 포집 저장 기술(DACCS)

2050년까지 순 배출량을 달성하기 위해 국제사회가 중요하다고 생각하는 기술 기반 CDR 접근법에 초점을 맞추고 싶습니다. 나는 DACCS 기술에 대해 언급하고 싶습니다. DACCS 기술을 이해하려면 CCS 기술을 이해하고 비교해야 합니다. CCS는 탄소 포집과 저장 기술이 결합한 체인 기술입니다. 화석연료와 산업 설비 등 대기업의 배출로 인한 탄소 배출량을 수집하는 탄소배출 기술에 기반을 두고 있습니다. 이러한 누적된 이산화탄소 배출이 압축되어 지하 또는 해양 퇴적암에 주입, 저장 및 모니터링될 때 이를 CCS 기술이라고 합니다. CCS 기술은 온실가스 특정 배출 지점의 인위적인 배출을 감소시키기 때문에 CCS를 이용한 감축 유형은 배출량 감축의 일부입니다. 한편 DACCS는 대기 중에 존재하는 온실가스를 포획하고 저장하는 기술

 

반면, 배출원으로부터 수집 기술을 구별하는 것. CCS 기술 연구는 사후 연소 기술, 배기가스 분리 기술 및 순 산소 연소 기술에 초점을 맞추고 있습니다. 첫째, '후 연소' 기술은 화석연료와 산업시설에서 배출되는 이산화탄소의 상당 부분을 차지하는 이산화탄소 배출을 분리·수집하는 기술입니다. 그리고 사전 분리 기술도 있습니다.

 

화석연료를 사용하기 전 탄소를 제거해 연료 자체를 수정하고 연소 중 이산화탄소 형성을 막는 기술. 후자는 화석연료를 태울 때 이산화탄소와 물 이외의 부산물을 막기 위해 정상 공기 대신 산소만 사용하는 순수 산소 연소 기술. 따라서 다양한 유형의 가스에서 CO2를 추출하는 것이 이른바 '연소 후 기술'이기 때문에 CCS 기술과 기술적 유사성이 있습니다. 이 문서에서는 DACCS 기술과 직접 비교할 수 있는 CCS 기술을 '정상' CCS 기술이라고 합니다.

 

또한 DACCS 기술과 일반 CCS 기술 간에는 추출 지점의 '수집 부문'에서 차이가 있으며, DACCS 기술과 일반 CCS 기술의 '수집 부문'은 사실상 같은 기술을 가지고 있습니다. 이는 두 기술의 결정적인 차이가 '인구'에 있다는 것을 암시합니다. 이러한 특성 때문에 DACCS 기술은 DACCS 기술 세그먼트에서만 다르기 때문에 DAC 기술이라고도 합니다. 8) 하지만 IPCC는 여전히 DACCS라는 이름을 사용하며 감축의 성격과 관련해 '거리 기술'로서의 역할을 강조하고 있습니다. 본 논문에서는 주로 IPCC 명명법에 따라 DACCS라는 이름은 DAC의 특성을 비교할 때 DAC라는 용어를 수집 범위로 제한합니다.

 

DACCS 기술은 천천히 발전하여 전 세계로 확산하고 있습니다. 이러한 저조한 DACCS 확산은 2030년까지 전 세계적으로 지속될 것으로 예상되지만 그 중요성은 변하지 않을 것입니다.

결론

이 연구는 대표적인 기술 기반 CDR 접근법인 DACCS 기술이 국제사회에 점점 중요해지고 있는 배경과 이 기술의 기술적, 경제적, 사회적, 환경적 차원을 조사했습니다. 이를 바탕으로 한국에서 현재 사용되는 일반 CCS 캡처 기술에 기반한 기술 용량이 DAC 기술 사용에 필요한 기술 용량과 호환되는지 여부를 조사했습니다.

 

본 연구의 결과는 CO2 중립 및 에너지 전환, DAC 시스템의 보급 및 사용, DACCS 기술의 절감 성능 계산에 다음과 같은 영향을 줄 수 있습니다. 첫째, CO2 중립 및 에너지 전환과 관련하여 국제사회와 우리나라는 CO2 중립 목표를 달성하기 위해 DACCS 기술의 중요성을 강조했음에도 불구하고 DACCS 기술을 직접 다루는 R&D 활동은 아직 없었습니다. 한국이 DACCS 기술의 필요성을 인식한 관련 기술의 개발, 도입 및 사용, 전략을 신속히 개발하고 DACCS 설비의 효과적인 배치와 에너지 공급 조치를 연구해야 합니다.

 

둘째, DACCS 시설의 보급과 사용과 관련하여 수집 수단 개발에 대한 부담이 적고 대규모 시연을 용이하게 하는 습식 설비를 고려할 필요가 있습니다. 특히 LNG 생산은 에너지 공급에서 중요한 역할을 할 것으로 예상되므로 DACCS 습식 발전소에 가스 발전소를 설치하는 방법을 고려해야 합니다. 또한, 에너지 효율적인 DACCS 건식 기술과 병행하여 연구해야 하며, 비용 효율적이고 효율적인 건식 분리 흡수제 개발에 주력해야 합니다. 이러한 DACCS 기술은 화석연료 사용에도 불구하고 나머지 CO2 배출량을 상쇄하는 효과도 가지고 있습니다.

 

셋째, 우리나라는 DACCS 기술뿐만 아니라 DACCS 기술도 연구해야 합니다. 왜냐하면 아직 DACCS를 계산할 통일된 방법이 없기 때문입니다. 한국이 CCU 기술을 사용해 앞으로 확장하려는 온실가스 배출량 감소도 감축의 성과로 인식되지 않고 있습니다. 또한 국제적으로 인정된 감축 성과를 바탕으로 다양한 국제 협력 조치를 고려하고 이행해야 합니다.

 

그것은 탄소 순환에 도달할 수 있기 때문에 매우 중요합니다. 예를 들어 운송 부문에서 배출되는 CO2를 수집하여 대체 연료를 생산하고 운송 부문에서 재사용할 경우 이산화탄소는 대기, 대기 및 원래 제품에서 제품의 주기를 거치게 될 수 있습니다. 이는 또한 우리나라의 2050 탄소중립 시나리오에서 운송 부문의 탄소중립 개발을 달성하기 위해 우리가 고려하고 있는 방법입니다. 운송 부문 외에도 탄소 순환에 DACCU 기술을 사용할 수 있는 기회도 연구될 것이며, 이 주제는 후속 연구에서 고려되어야 합니다. 이 연구는 국가의 탄소중립 목표를 달성하기 위해 DACCS 기술을 더욱 적극적으로 연구합니다.