이산화탄소 포획 기술(CCUS) 현황 - 스위스 Climeworks

강철 이글루는 아이슬란드의 스타트업 회사인 Carbfix가 레이캬비크(Reykjavik) 외곽에서 이산화탄소를 지표면 아래에 주입하는 데 사용하는 주입 우물을 보호한다. 출처 - The New York Times의 Sigga Ella

(2021. 11. 02) 스테판 히츠(Sthephan Hitz)는 아이슬란드의 다른 풍경 속에서 이상한 기계를 운영하는 작업을 잠시 멈추고 기후 기술의 최전선에서 자신의 직업을 설명하기 위해 영화 '스타워즈'를 이용해 비유한다. "제다이 전사가 되기 위해 다크사이드에서 온 것 같아요." 그는 차가운 용암과 먼 화산들이 이어지는 나무 없는 벌판에서 가로질러 불어오는 차가운 바람에 맞서 농담을 했다. 취리히 출신의 37세 서비스 기술자는 9년간 항공 및 해양 산업에서 근무한 후 스위스의 스타트업인 Climeworks에 입사하여 오염이 심한 산업으로 인한 피해를 복구하려고 노력했다. "지구를 손상시키는 대신 지구를 돕고 있다는 것을 알게 되어 더욱 만족할 수 있습니다." 히츠가 말했다.

 

히츠 씨와 그의 소규모 기술자 팀은 수도 레이캬비크에서 20마일 떨어진 지점에서 9월부터 공기 중의 이산화탄소를 끌어내리기 시작한 세계 최대의 상업용 직접 공기 포획(Direct Air Capture, DAC) 장치인 오르카를 운영하고 있다. 인근 헬리스하이디 지열 발전소에서 증기 구름이 불어오자, 하나의 선적 컨테이너 크기를 갖추고 서로에게 올려져 있는 4개의 거대한 에어컨을 닮은 오르카에서 부드러운 잡음이 나왔다. 각 컨테이너에는 지열 발전소의 재생 가능한 전기로 구동되는 12개의 대형 원형 팬을 보유하고 있으며, 강철 집수 상자에 공기를 빨아들여 지구 온난화의 주요 온실가스인 이산화탄소와 모래 같은 여과 물질을 화학적으로 결합한다. 그 여과 물질에 열이 가해지면 이산화탄소가 방출되며, 이 이산화탄소는 Carbfix라는 아이슬란드 회사가 물과 혼합하여 탄산수를 만드는 데 쓰인다.

 

다른 여러 회사들이 미국과 다른 곳에서 탄소를 끌어내기 위해 노력하고 있지만, 아이슬란드의 화산 고원에서만 이산화탄소가 반짝이는 칵테일로 바뀌어 수백 미터 아래의 현무암 암반에 주입된다. Carbfix는 이산화탄소 혼합이 화학적으로 현무암과 반응할 것과, 광물화 공정이 수세기 대신 2~3년 만에 일어남으로써 암석으로 변할 것이라는 사실을 발견했기 때문에, Climeworks의 DAC가 우주 영화에서 소품으로 쉽게 사용될 수 있는 강철 이글루를 통해 가혹한 환경으로부터 보호하는 우물을 거쳐 땅에 펌프하는 이산화탄소를 사용한다.

 

부패, 훼손 또는 화재 등으로 인해 탄소를 방출할 수 있는 숲 조성과는 달리 그것은 영구적인 해결책이다. 다른 기업들이 빈 석유 및 가스장에 주입할 계획인 이산화탄소조차도 결국 누출될 수 있고 일부 전문가들은 이를 두려워하지만, 탄소가 바위로 변하면 어디에도 가지 않는다.

 

오르카는 매년 추출 가능한 4,000미터톤의 이산화탄소를 제거하기 위해 온라인 상으로 가입한 8,000명과 트라이프, 스위스 Re, Audi 및 Microsoft를 포함한 기업에 의해 제거 비용이 지불되었기 때문에 세계 최초의 상업용 DAC 단위로 청구된다. 록 밴드 콜드플레이는 최근 자발적인 탄소 배출권에 대해 Climeworks에 비용을 지불하는 회사에 합류하여 자체 배출량의 일부를 상쇄했다. 이 회사는 언젠가 그 크레딧의 가격보다 더 값싸게 비용을 획득해 이익을 창출하기를 희망한다.

 

오르카의 생산량이 400억 미터톤에 가까운 인류의 연간 이산화탄소 배출량의 3초 가량의 배출량 정도에 불과하지만, 오르카는 적어도 공기를 깨끗하게 닦고 탄소를 지하로 두는 개념이 공상 과학 소설에서 과학으로 옮겨갔다는 것을 보여준다. HSBC 글로벌 리서치의 런던 소재 기후 변화 분석가 타렉 솔리만(Tarek Soliman)은 레이캬비크에서의 기동은 기후 변화에 실질적인 영향을 미치는 데 필요한 규모와 비용에 도달할 수 있다는 것을 증명하는 일종의 "양자 도약"이 아니라고 말한다. "하지만 그 방향의 한 걸음입니다." 솔리만 씨가 말했다. "많은 사람들이 직접 공중 포획을 말도 안되는 것으로 보았기 때문에, 이것은 당신이 보고 만질 수 있는 증거가 될 것입니다."

 

Climeworks의 공동 창립자인 크리스토프 게발드 (Christoph Gebald)는 이 기술이 향후 3~4년 동안 조 달러 규모의 산업으로 성장할 수 있다고 단호하게 말하며, 글래스고에서 열릴 예정인 COP(Confrence of the Parties, 유엔기후변화협약 당사국총회) 26 회의에서 대부분의 국가가 2050년까지 넷 제로를 이룩하겠다고 하는 것을 보았을 때 그 목표를 달성하는 데 도움이 될 것이라고 말합니다. 그는 취리히의 전화 인터뷰에서 "이는 글래스고의 꿈의 결과일 것이며, 의사 결정자들은 넷 제로로 이어지는 모든 접근 방식에 탄소 제거와 배출 감소가 포함되어야 한다는 것을 인식하고 있습니다"라고 말했다.

 

부드러운 말투를 가진 38세의 게발드 박사는 스위스에서 기계 공학을 공부하는 동안 독일인 얀 뷔르츠바처(Jan Wurzbacher)와 함께 DAC 작업을 시작했다. 그들은 2009년에 회사를 설립했다. 게발트 박사는 2018년 지구 온난화를 섭씨 1.5도 상승 정도로 유지하기 위해 2050년까지 넷 제로 배출에 도달할 필요성을 밝힌 유엔이 주도한 기후변화에 관한 정부 간 패널 보고서가 발표된 것이 큰 돌파구였다고 말했다. 결정적으로, 보고서는 또한 일부 배출을 근절하기가 너무 어려울 것이라는 최초의 과학적 합의를 생산했기 때문에 "넷 제로"에 대한 모든 실행 가능한 경로는 이전의 일부 배출을 제거하는 데 의존할 것이다.

 

게발드 박사는 대부분의 자연 기반 옵션의 잠재력이 경작지 부족으로 인해 제한되기 때문에 기계 기반 솔루션이 작업량의 절반을 수행해야 할 수 있다고 믿는다. 기후 변화를 제한할 수 있을 만큼 연간 4,000미터톤에서 50억 미터톤으로 빠르게 이동하는 건 공상적인 것처럼 보일 수 있지만, 1980년 뉴햄프셔의 크로치드 마운틴에 개장한 세계 최초의 상업 풍력 발전 단지와 흥미로운 비교가 있다. 이 프로젝트는 총 출력 600,000와트의 20개의 터빈으로 구성됐다. 40년 후인 2020년에는 전 세계에 설치된 풍력 용량이 740 기가와트로 123만 배 더 커졌다. 오르카의 연간 생산량을 동일한 속도로 늘리면 2060년 경까지 50억 미터톤의 이산화탄소 제거 능력이 생성된다. "이것이 바로 기후 과학이 기후 목표를 달성하기 위해 우리에게 요구하는 것입니다." 게발드는 말했다.  문제는 비용 절감이다. $600에서 $800 미터톤인 현재의 가격을 출력증가는 2030년까지 미터톤당 $200에서 $300로, 2035년 경에는 $100에서 $150까지 절감할 수 있다고 게발드는 말했다.

 

DAC는 전기 자동차와 태양 전지판의 배치와 번영을 도운 보조금을 받으면 이미 경쟁력이 있을 것이라고 게발드 박사는 말한다. 풍력 및 태양광 발전과의 근본적인 차이점은 보조금이 풍력 및 태양광 발전으로 하여금 경쟁력을 갖출 수 있도록 도와주어 값싼 전기라는 귀중한 자산을 생산하는 데 도움이 됨으로써, 궁극적으로는 이익 동기에 의해 풍력 및 태양광 발전이 주도되었다는 것이다. 지구를 구하는 데 도움이 되는 DAC의 주요 "출력"은 대신 탄소 배출자에 대한 배출 크레디트 및 세금과 같은 정부 지원에 의존해야 하므로 글래스고 COP와 같은 회의에 중요성을 갖는다.

 

히츠 씨와 그의 팀은 오르카가 다음 공장을 연마하도록 모니터링하고 있으며, 10배 더 커진 규모를 갖추어 2~3년 내에 출시될 것으로 예상되는 반면, 게발드 박사는 여러 면에서 오르카가 10년 동안 운영하여 겨냥했던 목표를 이미 달성했다고 인정했다. "우리는 기술이 작동한다는 것을 알고 있기 때문에 오르카의 주요 실험은 탄소 제거에 대한 시장의 관심을 테스트하는 것이었고, 공장이 갖는 평생 용량의 큰 부분이 이미 계약된 것을 매우 기쁘게 생각합니다."

 

Carbfix는 광물화 공정을 다른 유형의 암석에 적응시키는 방법과 담수가 부족한 현장에서 해수를 사용하는 방법을 바쁘게 모색하고 있다. Carbfix는 2007년 아이슬란드의 당시 대통령인 올라푸르 라그나르 그림슨(Olafur Ragnar Grimsson)이 아이슬란드의 고다공성 현무암이 지진 문제를 일으키지 않고 이산화탄소를 광물화할 수 있다는 현지 과학자의 말을 듣고 개시한 연구 프로젝트로 시작됐다. 그림슨 박사는 2016년 대통령으로 20년을 마친 직후 오르카의 "요정 대부"로서의 역할을 강화했다.

 

그는 2016년 COP 회의가 열린 마라케시 내 럭셔리 호텔의 술집 주변을 걷고 있었다  "저는 이 미국 투자자가 테이블에 앉아 탄소를 공중에서 바로 끌어낼 수 있는 기술을 가지고 있다고 말한 이 새로운 스위스 회사를 크게 띄우던 말을 들었습니다. 그래서 저는 멈춰 서서 '이봐, 아이슬란드에서 우리는 그 물건을 바위로 바꾸는 방법을 알고 있어!'라고 말했습니다." 그는 게발드 박사를 Carbfix와 함께 두고 "제대로 찾은 거죠. 놓치고 있던 링크였습니다."라고 말했다.

 

그 행운의 사고에도 불구하고, Carbfix의 최고 경영자인 에다 아라도티르(Edda Aradottir)는 최신 기후회의가 "네거티브 배출 기술"이 잠재력에 부응할 수 있도록 충분히 조치를 취할 것이라고 확신하지 못한다고 말한다. "어떻든 간에 이러한 사건들(COP)은 그들이 설정한 것을 거의 성취하지 못하는 것 같습니다." 전 대통령인 그림슨 박사는 글래스고에 대해서도 "문제는 COP가 주로 배출량을 줄이는 방법을 찾는 것"이라고 말했다. 그는 "우리는 이미 공중에 있는 탄소의 일부를 파괴해야 한다. 우리가 그렇게 시작하지 않는다면, 우리는 기후 변화에 성공하지 못할 것입니다"라고 말했다.

 

출처 - Is Carbon Capture Here? - The New York Times (nytimes.com)

Is Carbon Capture Here?