온실가스 사용하는 방법 좀 알려주세요

미흡하지만 님의 질문에 핵심적인 이산화탄소 포집과 저장, 활용기술등에 대해 관련자료를 알려드리겠습니다.

검색 키워드는 "이산화탄소 포집"입니다.

​

대기 중의 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6) 등의 6대 온실가스(GHG: Green House Gas)들은 전지구적 온난화를 가속시키는 주된 원인이다. 이 온실가스들은 태양광에 의해 가열된 지구 표면의 적외선을 흡수하여 열에너지가 우주로 방출되는 것을 차단하며, 흡수된 적외선을 지구의 대기 중으로 재방출함으로써 지구의 온난화를 야기한다. 특히, 20세기 중반 이후의 지구 평균온도 상승은 인간의 산업활동에 의한 대기 중 이산화탄소 농도의 급격한 증가가 주된 원인인 것으로 분석되었다.

대기 중의 CO2를 감축하는 방법은 크게 1) CO2 배출의 저감과 2) 배출된 CO2의 제거로 구분된다. 첫 번째 방법은 신재생에너지와 핵에너지 활용, 에너지효율 등의 기술을 활용하여 CO2의 배출을 줄이는 방법이다. 현재의 기술수준, 재생에너지 생산량, 생산 비용 측면에서 한계가 있어 이 방법만으로는 2°C 상승 전 총 배출량을 0으로 줄이는 것은 거의 불가능한 것으로 평가되고 있다1),2).

배출된 CO2를 제거하는 방법으로는 배출원(발전소, 철강시설 등)으로부터 CO2를 포집하여 지층 내에 저장하는 CCS(Carbonite Capture and Storage) 기술과 포집 후 유용 물질로 전환하는 CCU(Carbonite Capture and Utilization) 기술이 대표적이다. CCU는 아직까지 기술개발 초기단계로 전환 가능량이 충분하지 않은 것으로 평가되고 있다. 반면, CCS는 다른 CO2 감축 수단에 비해 비교적 성숙, 안정화된 기술을 보유하고 있고 기존 유가스전을 활용할 수 있어 쉽게 적용 가능하며, 대규모 저장이 가능하다는 장점이 있다. 이 중, CCS 기술을 배제할 경우 대부분의 기후 모델에서 배출감소목표를 충족할 수 없거나 경감비용이 평균 138% 상승하며, 최저비용으로 ‘2°C 시나리오’를 달성하기 위해서는 2040년 내에 총 누적 배출 감소량의 14%(약 40억 톤)가 CCS를 통해 처리되어야 할 것으로 예측되었다1),2). 이런 이유로 기후변화완화를 위한 핵심기술 또는 구성요소로써 CCS 기술개발의 필요성이 점차 강조되고 있다.

CO2 활용기술은 포집된 CO2를 재사용하여 대기 중으로 배출되는 CO2를 저감시키는 기술이며, 대표적으로 광석화/시멘트, 화학물질, 폴리카보네이트 플라스틱 기술이 개발 중이다.

광석화/시멘트 기술

CO2 광석화/시멘트(mineralization/cement)는 포집된 CO2를 고체 무기질로 전환하여 재사용하는 기술이다. 이러한 화합물은 화학적으로 안정하고 기존 개발된 공정들을 활용할 수 있어 다양한 산업에서 발생 된 CO2를 저감시킬 수 있는 유효한 기술로 평가되고 있다. 그러나 광석화의 경우 CO2 화합물의 반응속도가 느리고 새로이 생성된 광물의 체적과 무게 문제로 인해 비교적 높은 수송 비용이 추가로 발생한다는 단점이 있는 것으로 평가되고 있다.

화학물질 기술

CO2 화학물질(Chemical) 기술은 포집된 CO2를 다양한 방식으로 전환시키거나 CO2를 플랫폼원료로 사용하여 각종 화합물을 생산하는 기술이다. 이러한 CO2의 화학물질 전환기술을 통해 메탄올, 초산, 개미산, 고분자화합물 그리고 연료 등 다양한 정밀화학 제품군의 생산이 가능하다. 이용범위가 넓어 향후 CO2 활용을 위한 핵심적인 기술로 평가되고 있다.

폴리카보네이트 플라스틱 기술

CO2 폴리카보네이트 플라스틱(Polycarbonate plastics) 기술은 포집된 CO2를 고분자 단량체인 에틸렌 또는 프로필렌을 CO2와 결합하여 폴리에틸렌 카보네이트 또는 폴리프로필렌 카보네이트로 전환하는 기술이다. 이렇게 생산된 폴리카보네이트 플라스틱은 코팅제, 비닐백, 라미네이트 등으로 활용 가능하며, 화합물의 형태에 따라 CO2의 반영구적 보존이 가능한 것으로 알려져 있다.

CO2 저장기술

CO2 저장기술은 포집된 CO2를 장기적이고 안정적으로 대기와 격리시키는 것이 최종적인 목적이며, 대표적인 방법으로는 1) 해양저장, 2) 광물탄산염화, 3) 지중저장이 있다(IPCC, 2005).

[ 지식백과] 이산화탄소 포집, 활용, 저장 [Carbon Capture, Utilization, and Storage] (지질학백과)