· 탄소 포집 및 저장은 화석연료를 연소하여 생성된 CO2를 대기로 방출되기 전에 포집하는 것
· CO2가 배출되는 경로와 어디에서 포집하냐에 따라 여러 기술이 발전하고 있음
탄소포집 및 저장(Carbon Capture and Storage, CCS)은 이산화탄소(CO2) 배출량을 줄임으로써 기후변화에 대처할 수 있는 기술을 말한다. CCS의 기본 원리는 화석연료를 연소하여 생성된 CO2를 대기로 방출되기 전에 포집하는 것이다. 그러면 문제는 포집된 CO2로 무엇을 할 것인가인데, 대부분의 최신 CCS 전략은 CO2를 지하 깊숙이 주입하도록 요구되고 있다. 이것은 탄소가 화석연료로 지구에서 추출된 다음 CO2를 지구로 다시 반환되는 “폐쇄루프(Closed loop)”를 형성한다.
그렇다면 CCS는 어떻게 작동하는 것일까?
오늘날 CCS 프로젝트는 매년 약 4,500만 톤의 CO2를 저장하고 있고, 이는 승용차 1,000만 대가 생성하는 CO2 배출량과 맞먹는 양이다. 포집은 일반적으로 시멘트, 강철 및 화학 물질을 만드는 발전소 또는 산업 플랜트와 같은 대규모 고정식 CO2 배출원에서 발생한다. 대부분의 탄소포집 프로젝트는 액체를 사용하여 CO2가 굴뚝 밖으로 나가기 전에 화학적으로 제거하지만 몇 가지 새로운 유형의 포집 프로젝트들도 개발 중이다.
포집된 CO2 가스는 압축되어 액체의 형태로 파이프라인을 통해 저장고로 운반된다. 선박운송은 파이프라인을 사용하는 것보다 비용이 많이 들지만, 유럽과 일본 지역에서 고려되고 있다. 일단 저장소에 도착하면 CO2는 2,500피트 이상 깊이의 우물을 통해 다 쓴 석유 및 가스 저장소와 같은 지질구조와 사용할 수 없는 염수고 포함된 구조로 저장된다.
글로벌 탄소포집 및 저장 연구소(Global CCS Institute)의 보고서에 따르면, 2022년 9월 기준으로 전 세계 약 30개의 탄소포집 시설이 있다고 보고되었다. 이들 대부분은 천연가스 처리 또는 비료 생산과 같은 활동을 수행하는 산업 플랜트에 연결되어 있다.
또한, 최근 CCS 기술을 사용하여 대기에서 CO2를 제거하는 기술에 대한 관심 또한 증대되고 있다. 바이오매스가 광합성을 통해 공기에서 CO2를 제거하는 원리를 사용하여, 발전소에서 에너지를 생산하고 CO2는 포집 및 저장이 된다. 이는 네거티브 배출(Negative Emissions)로 대기에서 CO2를 가져와 저장하게 된다.
마지막으로, 직접 공기 포집(DAC)의 원리는 CO2를 화학 공정을 사용하여 공기에서 제거되는 기술을 의미한다. 하지만, 공기 중의 CO2 농도는 발전소나 산업 플랜트의 굴뚝보다 약 300배 정도 적기 때문에 포집 효율이 훨씬 떨어지고, 오늘날 DAC는 상당히 비싸다.
이렇게 탄소 포집 및 저장 기술은 CO2가 생성되고 공기로 방출되는 과정에 따라 여러 경로에 따라 기술이 발전되고 있다.
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