탄소포집(CCS) 기술의 원리와 구조 완벽 해설

 

탄소포집(CCS) 기술의 원리와 구조 완벽 해설

기후위기에 대응하기 위한 핵심 기술 중 하나로 떠오르고 있는 것이 바로 탄소포집 및 저장 기술, 즉 CCS(Carbon Capture and Storage)입니다.

이 기술은 산업 현장에서 발생하는 이산화탄소(CO₂)를 공기 중으로 방출하지 않고, 포집해 다른 곳에 안전하게 저장하는 것을 목표로 합니다.

전 세계적으로 이산화탄소 배출 감축에 대한 요구가 높아지면서 CCS 기술은 점점 더 많은 주목을 받고 있습니다.

📌 목차

✔️ CCS 기술이란 무엇인가?

CCS는 Carbon Capture and Storage의 약자로, 산업시설이나 발전소 등에서 배출되는 이산화탄소를 공기 중으로 배출되기 전에 포집해 지하 깊은 곳에 저장하는 기술입니다.

이 기술은 온실가스를 줄이는 데 핵심 역할을 하며, 탄소중립(Net Zero) 달성을 위한 중요한 수단 중 하나로 평가받고 있습니다.

✔️ 탄소포집의 3가지 방식

탄소포집 기술은 크게 다음 세 가지 방식으로 구분됩니다.

1. 연소 전 포집(Pre-combustion capture)

석탄, 천연가스 등을 연료로 사용하기 전에 이를 수소와 일산화탄소로 변환하고, 이후 CO₂를 분리해내는 방식입니다.

2. 연소 중 포집(Oxy-fuel combustion)

연료를 산소와 함께 태워 CO₂ 농도가 높은 배출가스를 만들어 직접 포집하기 쉽게 만드는 방식입니다.

3. 연소 후 포집(Post-combustion capture)

가장 일반적인 방식으로, 연소 후 배출되는 가스에서 CO₂를 흡수액 등을 통해 분리해내는 기술입니다.

✔️ 포집된 탄소는 어디로 가는가?

포집된 이산화탄소는 다양한 방식으로 저장되거나 활용됩니다.

대표적인 저장 방식은 지하 800m 이상 깊이에 있는 염수층(saline aquifer), 고갈된 유전 및 가스전에 주입하는 것입니다.

이외에도 CO₂를 활용해 화학제품을 만들거나, 콘크리트 경화에 활용하는 CCU(Carbon Capture and Utilization) 기술도 병행되고 있습니다.

✔️ 산업 현장에서 CCS가 적용되는 방식

발전소, 시멘트 공장, 제철소 같은 대형 배출원에서는 배출 가스 배출구에 포집 설비를 설치합니다.

포집된 이산화탄소는 압축되어 파이프라인 또는 탱크로 이송되어 저장 장소로 이동됩니다.

이 과정에서 압축, 수송, 주입까지 일련의 인프라가 필요하며, 이에 따른 기술과 비용이 중요한 고려 요소입니다.

✔️ CCS 기술의 장단점

장점

- 온실가스 배출을 획기적으로 줄일 수 있음

- 기존 산업 시스템에 부착 가능하여 빠른 적용 가능

- 장기적으로 기후변화 대응 수단으로 효과적

단점

- 초기 투자 비용이 높음

- 저장소 안전성에 대한 우려

- 에너지 추가 소모로 인한 효율성 저하

✔️ 현재 CCS 기술이 적용되고 있는 사례

노르웨이의 '슬레이프너(Sleipner)' 프로젝트는 세계 최초의 상업 CCS 시설로, 해저 저장소에 연간 약 100만 톤의 CO₂를 저장하고 있습니다.

한국에서도 포스코와 같은 대기업이 제철소에 CCS 기술을 실험 적용하고 있으며, 정부 차원에서도 ‘탄소중립 전략 기술개발 로드맵’을 통해 CCS 확대를 추진하고 있습니다.

✔️ CCS의 미래와 기술적 과제

앞으로 CCS는 탄소중립 실현을 위한 필수 기술로 자리 잡을 것입니다.

하지만 안정적인 저장소 확보, 비용 절감, 지역사회 수용성 확보 등이 해결해야 할 과제입니다.

또한, 다양한 신기술과 결합한 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) 모델이 차세대 표준이 될 가능성도 높습니다.




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