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이산화탄소 처분 위한 국가적 노력
쏘니
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2009.06.05 14:09
2009.06.04 <디지털타임스>
김정찬 한국지질자원연구원 CO2처분연구실 선임연구원
오늘날 지구촌에서는 인구 증가와 산업화에 따라 에너지 수요가 증가하면서 화석연료 사용이 급증하고 있으며 이에 따라 대기중의 CO2 농도도 급증하고 있다. 많은 과학자들은 대기중의 CO2 농도의 증가가 지구환경에 악영향을 미칠 것으로 보고 있으며, 특히 2007년 2월에 발표된 유엔 정부간 기후변화위원회 4차 평가보고서는 CO2를 비롯한 온실가스의 증가가 지구의 기온을 상승시키고 홍수, 가뭄, 폭풍 등과 같은 기생재해를 일으키며 극지방의 빙하를 녹여 해수면을 상승시키는 등 심각한 피해를 일으킬 것으로 경고하고 있다.
CO2를 비롯한 온실가스로 인한 기후변화에 따른 문제해결을 위한 노력은 계속되어 왔다. 1997년 교토의정서에서는 2012년까지 온실가스 배출량을 1990년대보다 평균 5.2% 감축하도록 결의했고 2008년 G8정상들은 2050년까지 온실가스 배출량을 절반으로 감축하기로 합의한 바 있다.
우리나라의 경우 지금까지는 감축의무를 면제받은 상태이지만 머지않아 CO2 의무감축국에 포함되어 CO2 배출량을 감축하거나 CO2 배출권을 구입해야 하는 상황이 도래할 것으로 예상되고 있다. 우리나라의 CO2 배출량은 2005년 기준으로 약 6억t으로 세계 10위권이고 배출 증가 속도는 세계 1위이다. 따라서 우리나라가 CO2 배출 감축을 미루게 될 경우, 에너지 다소비형 산업구조의 우리나라 경제는 심각한 손실을 입을 것으로 보인다. 결국 CO2 저감은 환경보호의 차원을 넘어 우리나라의 미래 생존이 달린 매우 중요하고 시급한 당면과제가 되어가고 있다.
CO2 처분은 대기중의 CO2를 포집하여 안정한 형태로 저장하는 것으로 다른 말로는 CO2 포집 및 저장(CCS)이라고도 한다. CO2포집은 대규모 CO2 발생원인 화력발전소나 제철소에서 연소전이나 연소후 혹은 순산소 연소 방식 등을 통해서 이루어진다. 이렇게 모아진 CO2는 압력을 가해 액체상태로 만들어 파이프라인이나 수송선을 통해 저장소로 운반된다. 운반된 CO2는 해양저장, 광물탄산화, 그리고 지중저장의 3가지 방식으로 처분된다. 해양저장은 CO2를 바다 밑에 가라앉혀 처분하는 방식인데, 해양생태계에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 때문에 현재는 국제협약에 따라 금지된 상태다.
광물탄산화는 CO2를 Ca, Mg 등과 같은 양이온을 포함하는 암석, 광물, 산업폐기물 등과 반응시켜 고체상태의 탄산염광물로 전환하여 저장하는 방식이다. 이 방식은 신속하게 CO2처분이 가능하고, 부산물로 유용광물을 얻을 수 있다는 장점을 지니고 있는 반면, 비용이 많이 들고, 대량처분이 어렵다는 단점도 지니고 있다.
지중저장은 액체상태의 CO2를 지하 심부의 지층에 강제적으로 주입하여 처분하는 방식이다. 이 방식은 원래 석유개발 분야에서 석유의 회수율을 높이는 기술로 개발되었는데, 그 이유는 주입된 CO2는 높은 압력과 온도로 인해 초임계상태를 유지하면서 석유의 점성도를 낮추는 역할을 하기 때문이다.
많은 유전과 가스전으로 대상으로 CO2 지중저장 시범연구가 수행된 바 있으며 그 결과 이 방식은 가장 효과적인 CO2 저감대책의 하나로 미국, 일본, EU 등에서 각광받고 있으며, 대용량의 CO2처분을 위해 점차적으로 지하 심부의 염대수층으로 저장대상을 확장하고 있는 추세이다.
CO2 지중저장을 위해서는 우선 CO2를 저장할 수 있는 지층, 즉 CO2 저장소가 지하 심부에 존재해야 한다. 그동안 우리나라에는 지질특성상 CO2 저장소가 없는 것으로 알려져 왔으나 이는 잘못 알려진 사실이다. 일반적으로 지하 심부의 지질특성은 석유탐사 등과 같이 화석연료를 찾는 과정에서 밝혀지는데 우리나라는 화석연료가 부족하여 지하의 지질특성에 대한 정보가 부족한 것뿐이지 CO2를 처분할 수 있는 저장소 자체가 없는 것은 아니다.
실례로 한국지질자원연구원은 울릉분지 가스전내 고래-V 구조의 CO2저장용량을 최소한 1억 톤에서 수억 톤에 달하는 것으로 평가하였으며, 서울대학교 이용일 교수 연구팀도 경상분지내 일부 지층(신동층군)에 저장할 수 있는 CO2 잠재저장용량을 최소 6억 톤으로 평가한 바 있다. 이러한 기 발견된 저장소는 우리나라 전체로 볼 때 극히 일부분이며, 전국토를 대상으로 CO2 잠재저장용량을 평가할 경우에는 우리나라에서 발생하고 포집된 CO2를 대부분 저장할 수 있는 저장소를 확보할 수 있을 것이다.
오늘날 선진국은 탄소시장 선점을 위해 CO2 처분기술 개발을 위해 많은 투자와 노력을 하고 있다. 지금 이 단계에서 CO2 처분기술 개발이 지연되고 뒤쳐지면 나중에 이를 극복하기 위해서 지금보다 몇 배 많은 투자와 노력이 필요할 것이다.
지금 이 시점은 한시라도 빨리 저장소를 찾아야 하며 주입(저장)기술 및 주입후 관리(Monitoring, Mitigation and Verification: MMV)기술의 선진화 그리고 다른 대안으로 광물탄산화 기술의 상용화를 위해 적극적으로 노력해야 할 때이다.
김정찬 한국지질자원연구원 CO2처분연구실 선임연구원
오늘날 지구촌에서는 인구 증가와 산업화에 따라 에너지 수요가 증가하면서 화석연료 사용이 급증하고 있으며 이에 따라 대기중의 CO2 농도도 급증하고 있다. 많은 과학자들은 대기중의 CO2 농도의 증가가 지구환경에 악영향을 미칠 것으로 보고 있으며, 특히 2007년 2월에 발표된 유엔 정부간 기후변화위원회 4차 평가보고서는 CO2를 비롯한 온실가스의 증가가 지구의 기온을 상승시키고 홍수, 가뭄, 폭풍 등과 같은 기생재해를 일으키며 극지방의 빙하를 녹여 해수면을 상승시키는 등 심각한 피해를 일으킬 것으로 경고하고 있다.
CO2를 비롯한 온실가스로 인한 기후변화에 따른 문제해결을 위한 노력은 계속되어 왔다. 1997년 교토의정서에서는 2012년까지 온실가스 배출량을 1990년대보다 평균 5.2% 감축하도록 결의했고 2008년 G8정상들은 2050년까지 온실가스 배출량을 절반으로 감축하기로 합의한 바 있다.
우리나라의 경우 지금까지는 감축의무를 면제받은 상태이지만 머지않아 CO2 의무감축국에 포함되어 CO2 배출량을 감축하거나 CO2 배출권을 구입해야 하는 상황이 도래할 것으로 예상되고 있다. 우리나라의 CO2 배출량은 2005년 기준으로 약 6억t으로 세계 10위권이고 배출 증가 속도는 세계 1위이다. 따라서 우리나라가 CO2 배출 감축을 미루게 될 경우, 에너지 다소비형 산업구조의 우리나라 경제는 심각한 손실을 입을 것으로 보인다. 결국 CO2 저감은 환경보호의 차원을 넘어 우리나라의 미래 생존이 달린 매우 중요하고 시급한 당면과제가 되어가고 있다.
CO2 처분은 대기중의 CO2를 포집하여 안정한 형태로 저장하는 것으로 다른 말로는 CO2 포집 및 저장(CCS)이라고도 한다. CO2포집은 대규모 CO2 발생원인 화력발전소나 제철소에서 연소전이나 연소후 혹은 순산소 연소 방식 등을 통해서 이루어진다. 이렇게 모아진 CO2는 압력을 가해 액체상태로 만들어 파이프라인이나 수송선을 통해 저장소로 운반된다. 운반된 CO2는 해양저장, 광물탄산화, 그리고 지중저장의 3가지 방식으로 처분된다. 해양저장은 CO2를 바다 밑에 가라앉혀 처분하는 방식인데, 해양생태계에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 때문에 현재는 국제협약에 따라 금지된 상태다.
광물탄산화는 CO2를 Ca, Mg 등과 같은 양이온을 포함하는 암석, 광물, 산업폐기물 등과 반응시켜 고체상태의 탄산염광물로 전환하여 저장하는 방식이다. 이 방식은 신속하게 CO2처분이 가능하고, 부산물로 유용광물을 얻을 수 있다는 장점을 지니고 있는 반면, 비용이 많이 들고, 대량처분이 어렵다는 단점도 지니고 있다.
지중저장은 액체상태의 CO2를 지하 심부의 지층에 강제적으로 주입하여 처분하는 방식이다. 이 방식은 원래 석유개발 분야에서 석유의 회수율을 높이는 기술로 개발되었는데, 그 이유는 주입된 CO2는 높은 압력과 온도로 인해 초임계상태를 유지하면서 석유의 점성도를 낮추는 역할을 하기 때문이다.
많은 유전과 가스전으로 대상으로 CO2 지중저장 시범연구가 수행된 바 있으며 그 결과 이 방식은 가장 효과적인 CO2 저감대책의 하나로 미국, 일본, EU 등에서 각광받고 있으며, 대용량의 CO2처분을 위해 점차적으로 지하 심부의 염대수층으로 저장대상을 확장하고 있는 추세이다.
CO2 지중저장을 위해서는 우선 CO2를 저장할 수 있는 지층, 즉 CO2 저장소가 지하 심부에 존재해야 한다. 그동안 우리나라에는 지질특성상 CO2 저장소가 없는 것으로 알려져 왔으나 이는 잘못 알려진 사실이다. 일반적으로 지하 심부의 지질특성은 석유탐사 등과 같이 화석연료를 찾는 과정에서 밝혀지는데 우리나라는 화석연료가 부족하여 지하의 지질특성에 대한 정보가 부족한 것뿐이지 CO2를 처분할 수 있는 저장소 자체가 없는 것은 아니다.
실례로 한국지질자원연구원은 울릉분지 가스전내 고래-V 구조의 CO2저장용량을 최소한 1억 톤에서 수억 톤에 달하는 것으로 평가하였으며, 서울대학교 이용일 교수 연구팀도 경상분지내 일부 지층(신동층군)에 저장할 수 있는 CO2 잠재저장용량을 최소 6억 톤으로 평가한 바 있다. 이러한 기 발견된 저장소는 우리나라 전체로 볼 때 극히 일부분이며, 전국토를 대상으로 CO2 잠재저장용량을 평가할 경우에는 우리나라에서 발생하고 포집된 CO2를 대부분 저장할 수 있는 저장소를 확보할 수 있을 것이다.
오늘날 선진국은 탄소시장 선점을 위해 CO2 처분기술 개발을 위해 많은 투자와 노력을 하고 있다. 지금 이 단계에서 CO2 처분기술 개발이 지연되고 뒤쳐지면 나중에 이를 극복하기 위해서 지금보다 몇 배 많은 투자와 노력이 필요할 것이다.
지금 이 시점은 한시라도 빨리 저장소를 찾아야 하며 주입(저장)기술 및 주입후 관리(Monitoring, Mitigation and Verification: MMV)기술의 선진화 그리고 다른 대안으로 광물탄산화 기술의 상용화를 위해 적극적으로 노력해야 할 때이다.
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