▲ ▲기계연구원 이공훈 박사가 개발한 CO₂ 지중저장용 지상시스템을 소개하고 있다.. ▲기계연구원 이공훈 박사가 개발한 CO₂ 지중저장용 지상시스템을 소개하고 있다.

이산화탄소(CO₂)를 땅 속에 묻어 영구적으로 처분하는 핵심 기자재와 지상시스템이 국내 최초로 개발됐다.

한국기계연구원(원장 최태인) 열공정극한기술연구실 이공훈 박사팀은 액체 상태의 CO₂를 90 기압 이상의 초임계 상태로 변환해 땅 속으로 넣는 시스템과 원심형 부스터펌프, 재생형 4단 가압펌프와 열적 혼합을 향상시킬 수 있는 라인히터 등 핵심 기자재를 개발했다고 15일 밝혔다.

이번 사업은 지식경제부 산업기술연구회 협동 연구 사업인 ‘초임계 CO₂지중저장을 위한 지상 파일럿 시스템 설계기술 개발’을 통해 한국지질자원연구원과 함께 진행됐다.

CO₂지중저장은 지구 온난화의 원인인 CO₂를 발전소 등 대량 배출원에서 포집한 후에 지하에 주입해 영구적으로 처분하는 CCS(Carbon Capture & Storage:이산화탄소 포집·저장) 기술의 일부이다. CO₂를 땅속에 주입하려면 CO₂를 초임계 상태(액체도 아니고 기체도 아닌 중간 상태)로 만들기 위해선 적합한 온도와 압력(온도 31.1°C, 72.9기압 이상)을 맞춰야 한다.

그러나 그간 국내에서는 지중저장을 위한 지상시스템 기계설비에 대한 연구보다는 CO₂ 포집기술과 지중저장 후보지를 확보하기 위한 연구가 주로 진행돼왔다. 기계연구원은 이번 기술 개발로 CO₂포집 이후 단계인 지중저장 지상시스템 기계설비가 국산화됨에 따라 국내 순수 기술로 CCS사업을 전주기적으로 추진할 수 있는 기반이 마련됐다고 의의를 밝혔다.

연구책임자인 이공훈 박사는 “이 기술은 국내 소규모 CCS 연구 사업에서 포집된 CO₂와 지중 저장 후보지를 연결하는 다리 역할은 물론 향후 본격적으로 전개될 CCS 시장 진입을 위한 기반 기술이 될 것”이라며, “향후 액화 CO₂ 뿐만 아니라 대용량의 기체 CO₂를 처리할 수 있는 시스템도 개발할 계획”이라고 밝혔다.

현재는 일반 공업용 액체탄산을 가지고 소규모 파일럿 시스템을 완성했다. 그러나 기체 CO₂를 처리하기 위해선 파이프라인 등 대규모 시설이 필요하므로 정부와 기업이 함께 나서야 한다는 것이 이 박사의 설명이다.

한편 국제에너지기구에 따르면, 전 세계 CCS 플랜트 수요는 2015년 18기, 2020년 100기, 2030년 850기, 2050년 3,400기로 늘어날 것으로 예측된다. 정부는 시장의 20% 점유 시 2030년까지 약 100조원의 누적 매출과 연간 3,200만톤의 CO₂감축효과를 거둘 것으로 기대하고 있다.