인류의 100년을 책임지는 탄소포집 및 저장기술(CCS)

이번 여름도 끝나간다. 정말 진짜 너무 더웠다. 갈수록 더 더워지는거 같다. 아무래도 지구 온난화가 더 욱 심해지는거 같다.

10년 전에는 30도 넘는게 드물었는데 이제는 30도는 그냥 기본으로 찍어버리니 낮에는 쓰러질 정도로 덥다.

그런데 이런 지구온난화를 극복할 수 있는 탄소포집 및 저장기술(CCS)라는 것이 있다. 이것에 대해서 다 같이 알아보는 시간을 가져보고자 한다.
그럼 시작하자!!

1. CCS의 소개 및 배경

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   1.1 CCS 탄소 포집의 중요성

CCS(Carbon Capture and Storage) 탄소 포집 기술은 대기 중에 방출된 이산화탄소 (CO2)를 포획하고 저장하는 기술로, 기후 변화와 환경 문제에 대한 대응을 위한 핵심 솔루션 중 하나이다.

이 기술은 공장, 발전소, 대규모 CO2 배출원에서 발생하는 탄소 배출을 줄이고 탄소 중립을 실현하기 위한 노력의 일환으로 개발되었다.

   1.2 환경 문제와의 연관성

지구 온난화와 기후 변화는 우리의 환경과 경제에 심각한 영향을 미친다. 이러한 문제는 고립된 사건이 아니라 전 세계적인 문제로 대두되고 있으며, 온실 가스 배출의 증가가 그 주요 원인 중 하나이다.

CCS 탄소 포집은 이산화탄소 배출량을 줄여 지구 온난화를 완화하고, 영향을 최소화하는데 기여한다.

   1.3 글로벌 탄소 포집 기술 동향 소개

세계적으로, 다양한 CSS 기술과 프로젝트가 개발 및 실행되고 있으며, 이는 탄소 중립을 달성하고 지속 가능한 미래를 구축하기 위한 노력의 일환이다.

CCS 기술은 지속 가능한 에너지 생산, 산업 공정 개선, 환경 보호 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 지속적인 연구와 혁신이 이루어지고 있다.

 

2. CCS 탄소 포집의 원리

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CSS 탄소 포집의 원리는 크게 세 가지 주요 단계로 구성된다.

1) 포집(Capture) : 이산화탄소를 배출원에서 분리하여 포집한다. 이는 다양한 기술을 통해 수행될 수 있으며, 주로 포집 후 액화 상태로 변환된다. 이를 위해 몇 가지 주요 기술이 사용된다.

• 포스파타워 (Post-combustion) : 발전소와 같은 연소 공정에서 발생한 연기 가스에서 CO2를 분리하는 기술이다. 이 과정에서는 흡수제(일반적으로 액상 암모니아나 아민류 물질)를 사용하여 CO2를 흡수한다.
• 프리콤베션 (Pre-combustion) : 연료를 연소하기 전에 연료를 가스화시키고 이 가스에서 CO2를 분리한다. 이 방식은 가스화 과정에서 쉽게 CO2를 포집할 수 있게 해준다.
• Oxy-fuel 연소 : 연소에 필요한 산소 대신 순수 산소를 사용하여 CO2와 물로 이루어진 가스를 생성하며, 이 가스에서 CO2를 분리한다.

2) 운송(Transport) : 포집된 CO2는 다양한 운송 수단(파이프라인, 탱크로리 등)을 사용하여 지정된 저장지로 운송된다.

• CO2 압축 : 포집된 CO2는 일반적으로 공기 중의 가스 형태로 생성됩니다. 이를 운송하기 위해서는 CO2를 고압 상태로 압축하여 액체 상태로 변환한다. 액체 CO2는 체적이 작아져 운송 중에 공간을 덜 차지하며, 높은 압력 아래에서 안정적으로 유지된다.
• 탱크로리 (Truck): 작은 규모의 CO2 이동에 사용됩니다. CO2가 압축되어 탱크로리에 운반되고, 그런 다음 목적지로 이동한다.
• 파이프라인 (Pipeline): 대규모 CO2 운송에 가장 효과적인 방법 중 하나이다. CO2는 지하 파이프라인을 통해 운반됩니다. 이러한 파이프라인은 길이가 수백 킬로미터에 이르는 경우도 있으며, CO2를 안전하게 운반한다

3) 저장(Storage) : CO2는 안전한 지하 저장소(지질층, 해저 등)에 저장됩니다. 저장 과정에서 CO2는 지속적으로 감시되며 누출을 방지하기 위해 보호된다.

3. CCS 탄소 포집의 응용 분야

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CCS (Carbon Capture and Storage) 탄소 포집 기술은 다양한 응용 분야에서 사용된다.

1) 에너지 생산 및 저장

• 화력 발전소 : 화석 연료를 사용하는 화력 발전소는 CO2 배출량이 큰 곳 중 하나이다. CCS 기술을 사용하면 이산화탄소를 효과적으로 포집하여 발전소의 탄소 배출을 크게 줄일 수 있다.
• 생물질로 기반한 에너지 : 생물질로 발생한 CO2를 포집하여 바이오 에너지 생산 공정에서 재활용될 수 있다.

2) 공업 프로세스 개선

• 산업 부문 : 산업 프로세스에서 발생하는 CO2는 CCS를 사용하여 포집될 수 있다. 예를 들어, 철강, 시멘트 및 화학 공정에서의 CO2 배출을 줄이는 데 사용된다.

3) 탄소 중립 및 탄소 오프셋

• 탄소 중립 프로젝트 : CCS는 탄소 중립 프로젝트의 일환으로 사용될 수 있다. 나무나 식물을 통해 CO2를 흡수하고 저장하여 탄소 중립을 달성하는 데 기여한다.
• 탄소 오프셋 : 다양한 산업과 공정에서 CO2 배출을 줄이지 못하는 경우, 다른 곳에서 CO2를 포집하여 보상할 수 있도록 하는 탄소 오프셋 프로젝트에 활용된다.

4) 기후 변화 대응 및 정책

• 기후 변화 대응 : CCS는 기후 변화에 대응하는 데 중요한 역할을 한다. CO2 포집은 온실 가스 배출을 줄이고 지구 온난화의 영향을 완화하는 데 기여한다.
• 정책 및 규제 준수 : 많은 국가와 지역에서 CO2 배출을 줄이기 위한 규제가 도입되고 있으며, CSS는 이러한 규제 준수를 위한 중요한 옵션으로 간주된다

5) 지속 가능한 미래 구축

• 지속 가능한 에너지 생산 : CCS는 지속 가능한 에너지 생산과 함께 사용될 수 있으며, 화석 연료 사용을 감소시키고 신재생 에너지 기술을 보완하는 데 기여한다.

 
4. CCS 탄소 포집 기술의 미래 전망과 가능성

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1) 탄소 중립과 탄소 중립 경제

• CCS는 탄소 중립을 달성하는 데 핵심적인 역할을 한다. 기업과 국가는 탄소 중립을 달성하고 탄소 배출량을 줄이기 위해 CCS 기술을 활용할 것으로 예상된다.
• 탄소 중립은 글로벌 경제에서 중요한 경쟁력을 갖는 기업과 국가를 형성하는 데 도움을 줄 것으로 예상된다.

2) 기후 정책 및 규제

• 기후 변화 관련 규제가 더욱 강화될 것으로 예상된다. CCS는 규제 준수를 위한 핵심 기술로 간주되며, 기업과 산업은 CO2 배출을 줄이는 데 CCS를 적극적으로 도입할 것으로 예상된다.
• 국제적으로도 기후 협약과 합의가 계속 진화하며, CCS는 이러한 글로벌 노력의 중요한 부분으로 남을 것이다.

3) 에너지 생산과 저장

• 에너지 산업은 점점 더 탄소 중립을 추구하고 미래 에너지 공급을 지속 가능하게 만들기 위해 CCS를 사용할 것으로 예상된다.
• CCS는 에너지 저장과 그리드 안정화에도 사용될 가능성이 있으며, 재생 가능 에너지와 통합하여 신뢰성 있는 에너지 공급을 제공할 것이다.

4.) 환경 보호와 지속 가능성

• CCS는 환경 보호와 지속 가능한 미래를 위한 핵심 기술로서 역할을 할 것이다. CO2 포집은 대기 중 CO2 농도를 줄이고 지구 온난화를 완화하는 데 기여할 것이다.
• 환경 보호 및 생태계 보전을 위한 프로젝트에서도 CCS가 활용될 것으로 예상된다.

5) 기술 혁신과 경제적 효과

• CCS 기술은 계속해서 혁신되고 향상될 것으로 예상된다. 더 효율적인 포집 및 저장 기술의 개발이 진행 중이며, 이는 더 경제적이고 지속 가능한 CCS 시스템을 가능하게 한다.
• CCS 산업은 새로운 비즈니스 모델과 기술 혁신을 촉진하며, 경제적 가치를 창출할 것으로 예상된다.

 

5. 정대리 생각

CSS 탄소 포집 기술은 미래에 기후 변화와 환경 문제에 대응하기 위한 핵심 기술로 지속적으로 발전하고 확대될 것으로 예상된다.

이는 지구 온난화의 완화, 에너지 생산의 지속 가능성, 환경 보호, 경제적 혜택 등 다양한 측면에서 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 
 
앞으로 환경문제가 계속 대두될 것이다. 우리의 다음세대를 위해서 조금 더 지구를 생각해서 살도록 하자.