“세계적인 CCU 기술 상용화로 환경·경제 모두 잡을 것”

■ 대우건설 연구컨소시엄이 보유하고 있는 탄소자원화 공정기술(DECO2)에 대한 소개를 부탁드린다

DECO2공정은 발전소, 시멘트공장 등에서 굴뚝을 통해 배출되는 CO₂를 포집하고, 동시에 포집된 CO2를 건설소재로 활용하여, 결과적으로 CO2를 안전하게 영구적으로 저장하는 기술이다. 배출가스 속의 CO2는 약 15%정도 인데, 알칼리 혼화제 미세버블 반응장치를 통해 90% 이상 포집하여 약 1%정도 까지 제거할 수 있다. 또한 이때 생성된 CO2포집물은 주로 경질탄산칼슘 혼합물로, 시멘트와 혼합하여 건설용 소재로 활용할 수 있다. 온실가스 감축 및 최종 영구저장이 가능하여 결과적으로 CO2를 포집하여 산업적으로 활용하는 일석이조의 효과가 있다.

이 공정의 실증연구를 위하여, 산업통상자원부 산하 에너지기술평가원의 지원으로, 하루 40톤규모 CO₂ 포집 파일럿 플랜트를 인천 영흥발전본부에 설치하고 운영 중이다. 과제추진기간은 2015년 6월부터 2019년 5월까지 총 4년으로, 파일럿 플랜트는 지난 2017년 6월에 준공하여 현재 시험 가동중이다. 이 연구 컨소시엄 공동 참여기관으로는 한국남동발전, 극동이씨티, 이아이씨티, 뉴저스트, 노빌, 한국화학융합시험연구원이 있어, 그야말로 대중소기업 연합 컨소시엄을 구축하고 있다.

■ 현재 남동발전 영흥발전본부에 설치된 파일럿 플랜트의 가동상황과 향후 적용확대 계획은

현재 영흥발전본부 내에 운영중인 DECO2 파일럿 플랜트에서는 공정의 효율개선 및 상용공정 설계를 위한 기반연구를 진행하고 있다. 실험결과, CO₂ 포집효율 90% 이상 달성에 성공했으며, 경제성 향상과 스케일 업을 위한 공정개선이 이루어지고 있다. 또한 CO₂ 포집물인 경질탄산칼슘 혼합물을 토목·건축 소재로 이용하기 위한 현장적용 연구도 추진 중이다. CO2포집물 토목분야 활용에서는 준설매립 연약지반 개량, 무다짐 되메우기, 지하동공 메우기, 구형 심층고화 등 기술을 확보하였다. CO2포집물 건설분야 활용과 관련하여 차열블록, 엔틱블록, 슬래브블록, 일반블록, 고강도 PHC 말뚝 등 시작품 제작을 완료했다.

금년도에는 플랜트 운영시간을 대폭 늘려 1,000시간 이상 운영과, 이때 발생하는 CO2 포집물을 1,500톤 이상 토목·건축 소재로 활용실적을 달성할 것으로 기대하고 있다. 아울러 과제가 종결되는 2019년 5월까지 현재 처리용량의 10배인 하루 400톤 CO2 처리규모의 상용공정 기본설계를 완료하여, 이를 실공적 적용 기반을 확보할 계획이다. 본 상용공정 적용시 연간 12만톤(300일 가동기준)의 CO₂를 포집에서 최종 저장까지 완결 할 수 있을 것이다.

CO₂ 포집 건축·토목소재로 활용기술, 영흥발전본부에 파일럿 플랜트 가동

설비 스케일업 상용화 추진준비, CO2포집물 폐기물 아닌 자원, 규제완화 必

■ CCS, CCU 기술 개발과 관련해 우리나라 현재 수준과 상용화 과정에서 겪는 어려움이 있다면

국내 CCS 기술의 경우 보령화력발전소(습식)와 하동화력발전소(건식)에 각각 10MW급 파일럿플랜트가 가동 중이며, 스케일 업을 위한 연구가 추진되고 있다. 포집기술은 선진국 대비 80%이상 확보된 것으로 알려지고 있다. 또한 포집된 CO2 저장공간 확보 및 저장 관련기술 개발에 주력하고 있다.

CCU 기술은 여러 기술들이 개발되고 있으나, 현재 대우건설 연구컨소시업이 가동 중인 일일 40톤급 파일럿 플랜트가 최대 규모다. 현재 이 기술은 선진국 대비 80% 이상 확보되어 상용화 전단계 까지는 도달한 것으로 보고 있다. 특히 건설소재로 활용할 경우, CO₂를 천년 이상 안전한 상태로 영구저장이 가능하기 때문에, DECO₂는 가장 현실적이고 경제적인 CCU 기술이라고 할 수 있을 것이다.

이처럼 상용화가 유망하지만 처음 시도하는 신사업이다 보니 각종 규제의 어려움을 겪고 있다. 우선 CO₂ 포집물을 건설소재 원료로 활용할 수 있음에도 불구하고, 현행법에서는 배출가스의 포집물로 인식하기 때문에 폐기물에 불과하다는 것이다. 때문에 CO₂포집물 이동 및 활용 등에 제한을 받기 때문에 신사업으로 성장하는데 걸림돌로 작용될 수밖에 없다. CO2 포집물의 사용목적과 제품수요가 명확하기 때문에 이를 페기물이 아닌 산업용 원료로 인정받을 수 있도록 규제적용의 유연성이 절실히 필요하다.

■ 정부의 온실가스 2차 계획기간 “국가배출권 할당” 및 탄소배출권 거래제가 본격화 되면서 CO₂ 저감은 이제 기업의 이익과 직결되는 시대가 됐습니다. 이와 관련해 대우건설이 추진할 사업방향은

우선 CO₂ 배출량이 큰 발전분야에서 부터 향후 3년 이내에 400톤급 상용 플랜트를 발전소에 설치 운영하여 본격적으로 사업화를 진행할 예정이다. 이를 위해서는 수요처인 발전사의 적극적 투자 및 지원이 절실히 필요하다. 비발전분야에서는 국내 시멘트 회사와 함께 탄소 다배출 산업의 온실가스 감축 기술로 적용을 추진하고, 아울러 CO2포집물을 시멘트 원료로 활용하는 ‘탄소저장시멘트’ 개발을 준비중에 있다.

무엇보다 대우건설은 이러한 CCU 기술 개발에 참여한 중소기업, 발전사, 수요기업 등과 이익을 창출할 수 있는 새로운 비즈니스 모델을 구축할 계획이다. 기술개발과제 컨소시엄에 참여하고 있는 각 기업 및 기관들에게 개발혜택이 돌아가도록 하며, 지속가능한 새로운 미래 먹거리를 창출할 계획이다. 앞으로 대우건설 연구컨소시엄은 국가의 온실가스 문제 해결에도 기여하고, 친환경 건축·토목 생태계를 선도하는 기업으로 자리매김할 수 있도록, 관련 플랜트 기술개발과 포집물 활용 확대를 위한 연구개발에 최선을 다할 계획이다.

▲ DECO₂ 공정

▲ DECO₂ 공정기술로 CO₂를 포집해 경질탄산칼슘(CaCO₃)으로 전환하고 이를 블록 등 건축소재로 활용할 수 있다.