대기 속 이산화탄소 잡는다! 대한민국 연구진들의 획기적 기술

에너지기술연구원 박영철 박사팀이 새로 개발한 이산화탄소 건식흡수제(SMKIER-1)

 

한국에너지기술연구원의 96.5% 고순도 이산화탄소 포집 기술 요약

최신 소식입니다!

한국에너지기술연구원(KIER)의 박영철 책임연구원 연구진이 대기 중 이산화탄소를 직접 포집해 무려 96.5% 고순도로 회수하는 기술을 개발했어요. 이 기술은 기후위기 대응과 탄소 저감의 새로운 전환점이 될 가능성이 크다고 해요!
이 기술의 핵심은 새로 개발된 건식흡수제 ‘SMKIER-1’예요. 기존 아민 기반 흡수제는 이산화탄소와 결합이 너무 강해 분리할 때 에너지가 많이 들고, 고온에서 내구성이 약했어요. 연구진은 아민에 고리화합물 첨가제를 추가해 결합력을 낮추고 내구성을 높였죠. 이 흡수제를 활용해 350시간 연속 운전을 실증한 결과, 하루 1kg의 이산화탄소를 포집해 96.5% 고순도로 회수했어요. 이는 국내에서 처음으로 달성한 기록이에요!
올해 안에 하루 10kg 포집 공정 실증을 시작하고, 이후 200kg급으로 확장해 2030년 상용화를 목표로 해요. 더 나아가 2035년까지 연간 1000톤 이상을 포집할 수 있는 실증 설비를 짓는다는 계획도 세웠답니다. 박영철 책임연구원은 “이 기술로 한국이 연간 수백만 톤의 탄소를 줄이는 데 기여하고, 글로벌 탄소중립 목표에 힘을 보탤 수 있을 것”이라고 자신 있게 말했어요.

 

전 세계 공기 중 이산화탄소 포집 기술 현황

세계적으로도 이산화탄소 포집 기술이 주목받고 있어요. 특히 직접공기포집(DAC, Direct Air Capture) 기술이 핵심인데, 공기에서 이산화탄소를 물리·화학적으로 분리해 농도를 낮추는 방식이에요.

• 스위스 클라임웍스(Climeworks): 아이슬란드의 ‘오르카 프로젝트’로 매년 4000톤의 이산화탄소를 포집해 지하에 저장하거나 온실에 공급해요. 지열 에너지를 활용해 친환경성을 높였죠.
• 캐나다 카본 엔지니어링(Carbon Engineering): 1톤당 94~232달러로 비용을 낮추려 연구 중이고, 합성연료로 활용하려 해요.
• 미국과 EU: MTR, ION 같은 기업이 실증 단계에 있고, EU는 2050년까지 연 3억 톤 저장 목표로 지원 확대 중이에요.
• 일본과 노르웨이: Mitsubishi와 Aker Carbon Capture는 플랜트 운영 경험을 살려 기술을 발전시키고 있죠.

국제에너지기구(IEA)에 따르면, 2024년 기준 15개 DAC 프로젝트가 진행 중이고, 연 9000톤 이상 포집 중이에요. 하지만 전 세계 배출량(약 370억 톤)의 극히 일부라 더 많은 노력이 필요하다는 목소리도 커요. 비용과 에너지 소모가 문제지만, 탄소중립 목표(2050년) 때문에 연구가 가속화되고 있답니다.

깊은 땅속에 이산화탄소 가두는 기술

이산화탄소를 그냥 포집만 하는 게 아니라, 깊은 땅속에 저장하는 기술도 있어요. 이를 탄소 포집 및 저장(CCS, Carbon Capture and Storage)이라고 불러요.

• 방법: 발전소에서 포집한 이산화탄소를 압축해 지하 800m 이상 깊은 곳(폐유전, 가스전, 대염수층)에 주입해요. 거기서 광물화(돌로 변하거나 용해되는 과정)되면서 대기에서 영구적으로 격리된대요.
• 세계 사례: 노르웨이의 Sleipner 프로젝트는 1996년부터 해저 1000m에 연간 100만 톤 저장 중이고, 미국의 Boundary Dam은 80~90% 배출을 줄였어요. 덴마크 ‘프로젝트 그린샌드’는 북해 유전에 대규모 저장 시설을 완공했죠.
• 한국 상황: 한국은 2017년 포항 영일만에서 100톤 저장 실증에 성공했지만, 지진 문제로 중단됐어요. 현재 한국전력은 해양 저장 연구를 하고 있고, 정부는 2024년부터 1.5조 원을 투자해 K-CCUS 사업을 추진 중이에요. 하지만 유전이 없어 저장지 탐사가 어려운 점이 과제예요.

이 기술은 화석연료 사용을 줄이지 않으면서 탄소를 묻는 방법이라 논란이 있어요. 환경운동가들은 “석유 채굴 면죄부가 될 수 있다”며 우려하고 있지만, 중공업(철강, 시멘트) 배출 감축엔 필수라는 주장도 있어요.