::: IUCHEM :::
 


총 게시물 586건, 최근 0 건 안내 글쓰기
이전글  다음글  목록 글쓰기

CCS 상용화 프로젝트 동향

글쓴이 : 아이유켐 날짜 : 2022-09-29 (목) 08:39
CCS(이산화탄소 포집ㆍ저장) 상용 프로젝트 동향

80bbddd685fb789b3167d6781eb5eebe_시장2_메인.jpg

CCS는 발생원으로부터의 CO2 포집, 운송, 저장 프로세스로 구성되어 있다. 대상이 되는 CO2 발생원은 천연가스 정제, 화석 연료 연소 발전, 철강 등의 플랜트이다. 배출원으로부터 배출되는 배기가스 등의 CO2를 포함한 혼합 가스로부터 CO2를 분리하여 포집할 때는 대상이 되는 혼합 가스의 압력이나 CO2 농도와 같은 물성에 따라 방법을 선택한다.
현시점에서는 아민계의 화학 흡수액을 이용하는 시스템이 가장 성숙한 기술이라 할 수 있다. CO2 분리ㆍ포집에서는 대부분의 경우, 에너지를 추가 공급해야 하며, 비용이 상승하게 된다. 따라서 분리ㆍ포집을 위한 소비 에너지 절감이 첫 번째 기술 개발 과제이다.
포집된 CO2의 일반적인 운송 수단은 파이프라인이다. 이미 실적이 있는 석유나 천연가스 등의 파이프라인 운송 경험이나 규격, 기준을 바탕으로 운용되고 있다. 우리나라와 같이 바다에 둘러싸여 있고, 육지에 저장하기에 적합한 지층이 적은 경우에는, 선박에 의한 운송도 한 가지 선택지이다. 일반적으로 운송 거리가 길어짐에 따라 파이프라인에 비해 선박 운송의 우위성이 커진다.

세계 상용 프로젝트

 <CO2 분리ㆍ포집 방법의 개요>

80bbddd685fb789b3167d6781eb5eebe_시장2_표1.jpg

CO2를 땅속에 저장할 때는 저류층에 대한 항구적인 봉쇄가 전제되어야 한다. 그러므로 저류층의 상부에 캡록(Camlock)이라 불리는 암반 등의 불침수층이 존재해야 한다. 저류층은 입자 간 틈이 큰 사암으로 이루어져 있고, 물이나 염수로 포화되어 있는 대수층이 미래의 저장 잠재력이 클 것으로 기대된다. 일찍이 CO2를 해수에 용해시키거나 고압의 심해에 액체 상태로 흘려보내는 해양 격리도 저류의 한 가지 선택지였지만, 현재는 국제법으로 인해 CO2를 해역에 저장하는 일은 해저 하지층에 한정되어 있다.
아래 표에는 2021년 9월 시점의 전 세계 상용 프로젝트 수를 나타냈다. 계획 중이거나 중단된 것도 포함하여 135건이 존재하며, CO2의 총 포집 저장량은 약 1.5억t이다. 운용 단계에 있는 27건의 프로젝트 중 회수 대상으로서도 가장 많은 것은 12건의 천연가스 정제이며, 비료 제조, 바이오매스 에탄올 제조가 그 다음을 잇는다.
이러한 분야들은 원래 제조 프로세스에 CO2 분리ㆍ포집이 존재하기 때문에, 상대적으로 저렴한 비용으로 CCS를 도입할 수 있다. CO2의 분리ㆍ포집 프로세스 기능을 추가로 설치할 필요가 있는 석탄 화력발전 플랜트를 대상으로 하는 운용 중인 프로젝트는 중단한 것까지 포함하여 2건에 그친다.

<전 세계의 CCS 상용 프로젝트(2021년 9월 시점)>

80bbddd685fb789b3167d6781eb5eebe_시장2_표2.jpg

주) 상용 프로젝트란 상용 운용중의 플랜트에서 CO2를 회수하여 영구적인 저류를 실시하는 것. CO2 포집ㆍ저류함으로써 경제적인 리턴이 발생하고 있음
자료 : Global CCS Institute, Global Status of CCS 2021: CCS Accerating to Net Zero, 2021, p.14.

상용 프로젝트 사례

① 세계 최초의 상용 CCS 프로젝트

노르웨이의 前 국영 석유ㆍ가스 기업인 Statoil(현재는 Equinor)은 북해의 Sleipner 천연가스전의 천연가스 정제에 있어, 1996년부터 천연가스 수반 CO2를 회수하여, 파이프라인을 이용하여 직하의 해저대수층에 연간 85만t을 저장하기 시작했다. 노르웨이 정부가 1991년부터 도입하기 시작한 탄소세(당시 CO21t의 배출에 대해 약 35달러를 과세함)에 대한 대응 조치이며, 지금도 운용 중이다.

② 석탄 화력발전 플랜트의 프로젝트

2014년 10월에 캐나다의 서스캐처원주에 있는 SaskPower의 Boundary Dam 화력발전소에서 세계 최초로 상용 규모의 석탄 화력발전소에서 CCS를 운용하기 시작했다. 이 발전소는 근방에서 채굴되는 갈탄을 연료로 삼고 있으며, 1호기부터 6호기로 구성되어 있고, 총 송전단 출력은 82.4만kW이다. 내용연수가 끝나가는 3호기의 보수에 맞춰 CO2 회수 기능이 추가로 설치되었다. 3호기의 송전단 출력은 11만kW이며, 배기가스로부터 포집률 90%로 연간 약 100만t의 CO2가 포집된다.
포집된 CO2는 총 길이가 약 60km인 파이프라인을 통해 석유회사가 소유한 유전으로 운반되며 EOR에 이용(매각)되고 있다. 이 프로젝트는 캐나다 연방 정부 및 서스캐처원주 정부로부터 경제적인 지원을 받고 있다.

보급 문제

앞서 언급한 것처럼, 2050년에 전 세계적인 넷제로를 달성하려면 CCUS에 의한 연간 약 70억t의 CO2 배출 절감(대부분 CCS)이 필요할 것으로 분석된다. 한편 2021년 9월 시점의 CCS에 의한 CO2 포집ㆍ저장량은 계획 중이거나 중단된 것을 포함하여 1.5억t 정도이며, 기대한 만큼 보급되지 않고 있다. 다음으로 주요 보급 장벽을 기재한다.

① 경제성

생산 프로세스에 CCS를 도입하는 경우, 추가 비용은 최종 제품으로 가격이 전가되게 된다. 그림3은 석탄 화력발전에 CCS를 추가한 경우의 발전 비용을 다른 전원과 비교한 것이다. CCS가 없는 석탄 화력보다 약 50% 정도의 발전 비용이 더 발생한다. 미래의 사업 전망을 얻으려면, CO2 절감에 대한 가격 부여(탄소가격제) 등의 제도가 구축되어야 한다.

② 법규제 정비

밸류체인의 광범위한 CCS는 대응해야 하는 법규ㆍ규제가 다양하며, 또한 신흥 기술이기 때문에 법규가 정비되어 있지 않은 영역도 존재하여, 사업의 전망이 불투명해질 가능성이 있다. 예를 들어, 일반적으로 CO2를 해저에 저장한 경우, 저장에 대한 장기적인 책임은 사업자가 영구히 지게 된다. 일부 국가에서는 저장에 관한 장기적인 책임이 일정 기간 후에 정부나 그에 준하는 기관으로 이관되도록 법을 정비한다.

③ 사회 수용성

현재로서는 일반 시민은 CCS가 CO2 절감을 위한 합리적인 기술이라는 인식이 부족하다. 그러므로 국가의 CCS 프로젝트에 대한 자금 지원 또는 사회 적용에 대해 부정적인 태도를 보이게 될 가능성이 있다. 온난화 대책 기술인 CCS의 지속적인 계발과 프로젝트 성공 체험이 거듭되어야 한다.

④ 저장

CCS에서는 저장의 안전성과 저장 가능량의 평가 정밀도가 프로젝트를 성공으로 이끄는 핵심 요소지만, 둘 다 현재로서는 불확실하다. 따라서 다양한 프로젝트의 성공 체험을 쌓아야 한다.

본고는 IRS Global이 최근 발표한 [탄소중립과 넷제로 실현을 위한, CCUS(이산화탄소 포집ㆍ활용ㆍ저장) 글로벌 혁신 기술 트렌드와 시장ㆍ사업화 전망] 보고서의 주요내용을 요약, 정리한 것이다.


hi
이전글  다음글  목록 글쓰기


 

Warning: Unknown: write failed: Disk quota exceeded (122) in Unknown on line 0

Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (../data/session) in Unknown on line 0