탄소를 포집 및 재활용하는 CCUS - 1. CCS(Carbon Capture & Storage 기술)

CCUS (이산화탄소 포집/저장/활용기술)

- LNG, 석탄 화력발전소나 제철소, 시멘트 공장 등에서는 상당히 많은 양의 이산화탄소가 배출되는데, 이를 포집한 다음 압축, 수송 과정을 거쳐 지하 & 해저에 저장하거나, 혹은 이를 가공하여 부가가치가 높은 탄소화합물 (CxHy)로 재활용하는 기술로 CCS와 CCU를 포괄하는 개념

ㅇ 포집 및 저장기술 CCS (Carbon Capture & Storage)

  -발전소에서 배출되는 CO2 Gas를 포집 및 수송하여 지중 & 해저 지층에 영구적으로 저장하는 기술

1. 건식 CCS 설비
1) 설명 & 장단점 :
  -  건식 CCS는 연소 배기가스 중의 CO2를 고체 흡수제를 통해 빠르게 흡수하고 고농도로 분리·포집하는 공정으로 배출되는 배기가스 중에 CO2 흡수제 성분이 포함되지 않아 2차 오염에 대한 영향이 거의 없는 친환경 기술

  - 장점 : 국내 기술개발, 비교적 가볍게 CO2와 흡착하여 분리도 쉽고, 설비 구축비 & 운영비용 습식 비해 저렴 (경제성)
  
  - 단점 : CO2와의 반응 속도가 느림, 제거율이 습식에 비해 낮음

  - 기타 : 전력연구원(흡수제 개발), 에너지기술연구원(유동층을 이용한 포집 공정 개발), 한국 남부발전이 건설 및 운영 진행

2) 국내 설치 장소 : 남부발전 하동발전소 (10MW)  

 

남부발전 하동 발전소

2. 습식 CCS 설비

1) 설명 & 장단점 : 
 -   습식 CCS는 연소 배기가스 중의 CO2를 액체 흡수제(아민계)를 이용하여 배기가스중 CO2를 분리하는 컨셉임
  
 -  장점 : CO2와의 반응이 빨라 건식보다 CO2 제거율이 높음
 
 -  단점 : 흡수제 재활용을 위해 CO2를 재활용하는데 에너지가 많이 들어 경제성이 ㄸ러어짐

 - 기타 내용 : 전력연구원 흡수제 개발, 한국전력기술, POSCO건설, 한국 중부발전 참여

2) 국내 설치장소

 - 보령화력 발전소 (10MW 이산화탄소 포집설비 Pilot PJT)
  : 투자비 463억 원,
   발전설비 500MW에서 배출되는 이산화탄소의 약 1/50 정도를 포집할 수 있어 10MW급에 해당
   이산화탄소 포집량은 하루에 최대 200 ton, 연간 7~8만 톤의 CO2를 포집
   흡수제(KoSol, 한전 전력 개발원에서 개발, 이산화탄소 포집 효율이 90% 이상이고, 분리에 필요한 에너지가 2.8GJ/t)

보령화력발전소 습식 CCS PLANT 준공식 https://www.dnews.co.kr/uhtml/view.jsp?idxno=201305271356452300339 

한국중부발전 보령화력발전소 홍보자료 캡처

 

3. CCS 기술의 한계

- 500~800m²(1MW 기준) 가량의 넓은 설치부지가 필요하고 시설 설치비용도 많이 들어 그 자체의 경제성은  미미하며 스팀재생공정으로 높은 에너지가 소모돼 발전효율 저하뿐 아니라 처리시간도 길다.

- CCS 기술로 저장된 이산화탄소가 만약의 사고로 방출 시, 고농도의 이산화탄소가 지역 내 배출

- CCS 기술을 믿고 기업들이 오히려 화석연료를 마음 놓고 사용하게 된다는 반론이 제기.
  ex) 칼로리 소모 약을 먹고 있으니, 내가 먹는 칼로리는 0kcal를 이야기하는 격... CCS가 더 많은 화석연료를 사용해도 된다는 '면죄부'가 된다는 주장

 즉 고 투자 비용, 유해 포집제의 대기 방출 가능성, 잠재적 저장 능력의 한계와 불확실성, 이산화탄소 지층 저장의 안전성(누출 가능성)에 대한 대중적 저항 증가라는 문제에 직면

 

ㅇ 포집 및 재활용 기술 CCU (Carbon Capture & Utilization) 

- 발전소에서 배출 & 포집된 CO2를 화학적 혹은 생물학적 변환을 거쳐 화학/플라스틱 원료, 바이오 연료 등으로 전환하는 기술

- 이건 바로 다음 포스팅에서 다루겠습니다. 감사합니다!