지구 온난화의 주범으로 이산화탄소가 지목되고 있는 가운데 전 세계 에너지 사용량의 지속적인 증가로 화석연료 소비 역시 동반 증가세를 보일 것으로 예상되고 있다.

오는 2050년 이산화탄소 배출량은 620억톤에 달하고 이중 총 480억톤이 각종 기술에 의해 감축될 것으로 예상되는데 국제에너지기구는 그중 20% 정도를 CCS기술에 의존해야 할 것으로 보고 있다.

EU, 미국, 중동 등에서는 2017년 이후 CCS 상용화가 추진되는 등 미래 화력발전 시장에서 국내 기업이 생존하기 위해서는 CCS 기술력을 보유가 필수적일 것으로 관측된다.

현재 CCS 해외 시장은 2015년 초기 시장이 형성되기 시작해 2020~2030년 사이에 OECD 국가를 중심으로 신규 화력발전의 90% 이상에 CCS 기술이 보급될 것으로 전망되고 잇다.

화석에너지의 사용증가는 물론, 발전·제철·시멘트·정유·석유화학 등 기간산업의 청정화를 위한 유일한 대안으로 CCS가 떠오르면서 해당 기술의 중요성이 증가하고 있다는 정부의 판단이다.

국내에서는 2020년 BAU 대비 30% 감축 목표를 달성하기 위한 실질적인 감축방법으로 CCS 기술의 중요성이 높아지고 있다.

2013~2017년까지 국내에 신규로 건설되는 화력발전 111GW에 CCS 기술이 적용되기 시작할 것으로 전망되고 있으며 상용화 시점인 2020년에는 약 2조6,000억원 규모의 시장을 형성할 것으로 정부는 보고 있다.

정부는 실증 저장소 및 국제협력을 통한 관련 기술의 조기 확보를 통해 소규모 실증 저장소와 대용량 상업규모 저장소를 갖춘다는 목표다.

또 이 분야의 국제 인지도를 확보하기 위해 1만톤급 포집·수송·저장의 통합 실증을 통해 CCS 전주기 기술을 완성하고 100만톤급 통합 실증으로 상용화 역량을 갖춘다는 구상이다.

특히 CCS 전체 비용의 80%를 차지하는 포집비용의 대폭적인 절감을 위한 핵심기술 개발을 병행 추진한다는 계획이다.

2012년 기준 1CO₂톤당 30달러로 예상되는 포집비용을 2020년 20달러, 2030년 10달러 수준으로 낮춰간다는 전략이다.

정부의 시장진입 전략은 실증으로 신뢰성을 확보해 초기 단계인 국제 CCS 시장을 선점하고 저비용 핵심기술을 개발해 시장을 확대한 다음 포집·수송·저장을 연계한 상용화 기술을 조기에 확보한다는 것으로 요약된다.

이를 위해서는 포집 플랜트의 설계 및 운영기술, 비용을 혁신적으로 절감한 포집기술, 저장소탐사·시추·수송 기술과 함께 저장소 통합 유지관리 기술이 확보돼야 한다.

현재 세계 CCS 시장은 EU와 미국 등 선진국의 CCS 기술 개발이 가속화 되고 있어 경쟁체제 돌입의 가능성이 점쳐지고 있으며 이산화탄소 실증 저장을 위한 저장소의 조기 평가와 확보가 관건으로 분석되고 있다.

정부는 CCS 산업의 사업화를 위해 발전사와 건설, 중공업계의 컨소시움 형태로 실증사업을 추진, 실적을 쌓은 다음 세계시장으로 진출하는 그림을 그리고 있다.

대규모 통합실증의 규모는 100MW급으로 상정돼 있으며 필요에 따라 EU ZEP 프로젝트에 참여할 방침이며 실증 이후에는 민간 주도로 300MW급 이상의 상용플랜트 사업화를 추진할 계획이다.

▲ 해양지중저장시설.

또한 국제 공동 연구와 협력 체계를 강화한다.

저장소의 조기 확보와 저장 기술 도입을 위해 CSLF, IEAGHG, APP 등 국제기구와 긴밀한 협력체계를 구축하며 포집·저장 기술에 대한 국제 사회의 검증과 CCS 강국으로서의 브랜드 및 신뢰성 확보에 나선다는 전략이다.

품목별로 계획을 살펴보면 단기품목인 연소후 포집공정기술은 내년 중에 아민 흡수제 성능 최적화와 고체 건식 흡수제 생산을 완성하고 2015년 이전에 10MW급 플랜트의 공정기술과 운전최적화를 완료해 2020년까지 100MW급 이상의 대규모 통합실증을 완료한다.

연소전·연소중 포집공정의 경우 2020년 전까지 연소전 습식 흡수제 개발 및 3MW급 실증, 순산소발전 시스템 구성 최적화 및 운영기술과 100MW 실증을 마치고 2020년까지 100MW급 이상의 대규모 통합실증을 마친다.

이산화탄소 탐사 및 시추, 수송기술에서는 2015년 전에 저장소 선정을 위한 정밀탐사기술을 확보하고 이후 저장소를 확정, 저장플랜트 건설과 주입을 2020년까지 마칠 방침이다.

방향성 제어시추 및 주입정 설계 기술을 2013년까지 개발하고 그 실증은 2020년까지 완료한다.

수송선 파이프라인과 액화시설 설계 기술은 2013년, 그 실증은 역시 2020년까지 완료한다.
또 이산화탄소 저장 통합 유지 관리시술의 경우 저장소 운영기술 개발 및 실증, 지구물리 모니터링 기술, 수리지화학 모니터링 기술을 2013년 전후로 개발하고 해당 기술의 실증을 2020년까지 완료해 CCS 상용화를 2030년까지 마친다는 구상이다.

장기적으로 추진되는 포집비용 절감 기술의 경우 2020년까지 이온 액체 흡수제 개발, 이산화탄소 흡수 분리용 이온성 액체활용 분리공정 연구, 초다공성소재 설계·제조 및 HT기술 개발, 벤티규모 생산기술 개발, MOF 복합화 및 대량생산을 마치고 MOF 흡착 시스템을 2030년까지 완료한다.

하이드레이트 이용 이산화탄소 분리단위 공정과 벤티규모 시스템은 2020년까지 개발하고 파일럿규모 시스템을 2030년까지 개발할 계획이다.

또 0.3MW급 연소전 시범설비, 3MW급 실증설비를 차례로 구축하고 2030년까지는 300MW급 실증시스템을 구축한다는 방침이다.

50kW급 CLC는 올해 안에 구축하고 2013년까지 200kW, 2020년까지 1~10MW, 2030년까지 10~1000MW급으로 규모를 점차 확대해나갈 예정이다.