탄소 포집 프로젝트가 Net-Zero 목표를 달성하는 데 도움이 될 까?

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기후 변화에 대처하기 위한 현재 전략의 주요 초점은 에너지 생산 및 운송과 같은 응용 분야에서 탄소 배출을 줄이는 것이다. 탄소 포집 및 저장은 이산화탄소(CO2)가 대기 또는 배출 지점에서 어떻게 직접 포집되어 자연 환경 내에서 안전하게 저장될 수 있는지 조사한다.

 

1. Net-Zero는 무엇을 의미합니까?

순 제로(Net-zero)는 지역, 도시, 카운티, 비즈니스 또는 건물의 모든 온실가스 배출량이 균등한 감소로 균형을 이룬다는 것을 의미한다. 이것은 배출되는 것보다 더 많은 탄소가 제거됨을 의미하는 탄소 음수 또는 탄소 또는 기타 온실가스가 생성되지 않음을 나타내는 제로 탄소와 다르다. 순 제로(Net-zero)는 온실가스 배출이 여전히 발생하고 있지만 다른 조치로 균형을 이루고 있는 상황을 나타낸다.

 

2. 탄소 포집 기술의 종류

생물학적 탄소 포집 및 저장은 자연적으로 숲과 바다와 같은 대기에서 CO2를 흡수한다. 지질학적 또는 인공적 탄소 포집 및 저장은 인간 활동에서 배출되는 CO2를 제거하고 상당한 지하 시설에 저장한다. 생물학적 탄소 포집은 지질학적 탄소 포집보다 훨씬 더 큰 규모로 발생한다. 두 가지를 모두 자극하는 기술은 역사적으로 비용이 많이 들고 규모가 비실용적인 것으로 여겨져 왔다. 그러나 이는 탄소 포집 기술에 관한 연구와 투자가 본격화되면서 변화하고 있다.

 

3. 탄소 포집 기술은 어떻게 작동합니까?

탄소 흡수원은 숲, 바다, 초원 및 습지와 같은 자연 서식지가 자연적인 형태의 탄소 포집의 일부로 대기에서 CO2를 수집하는 넓은 지역이다. 과학자들과 환경 및 보존 전문가들은 탄소 흡수원의 보존과 재배를 최단 시간에 대기에서 제거되는 탄소의 양을 향상하는 방법으로 인식하고 있다. 깊은 염수 대수층은 침투성 퇴적암 지하 지질 형성의 염수로 채워진 지역이다. 식염수 대수층은 다른 모든 유형의 인공 탄소 포집 중에서 가장 문서화 된 저장 잠재력을 제공한다. CO2는 이들에 주입되어 영원히 저장될 수 있다.

전 세계적으로 탄소 포집 기술은 여전히 ​​개발 중이며 개별 국가는 각각의 순 제로 목표에 대한 계획을 개발하고 있다. 중국의 기업은 거대한 타워와 유사하고 대기 오염을 크게 줄이는 실험적인 상업용 공기 필터를 만들었다. 이 거대한 에어 타워는 태양 에너지로 가열된 유리방으로 공기를 끌어당겨 온실 효과를 만들어 공기를 걸러낸다. 깨끗한 공기로 대기 중으로 방출되기 전에 가열된 공기가 탑 위로 강제로 올라가 여과된다.

 

4. 이온성 액체: 탄소 포집의 차세대 혁신

가장 최근의 탄소 포집 및 저장 기술 개발에는 CO2 흡수에 탁월한 새로운 이온성 액체가 포함된다. 2차원 '이온성' 액체의 분자 구조는 더 높은 CO2 흡수율을 가능하게 한다. 편집에 사용되는 액체는 환경친화적이며 화학 공학 공정에서 더 정확한 제어를 제공하는 것으로 생각된다.

 

5. 탄소 포집 및 저장 기술의 이점

탄소 포집 및 저장은 더 많은 에너지를 생성한다. CO2를 초임계 유체로 압력을 가하는 CO2 기반 증기 사이클을 사용하면 발전용 터빈이 더 효과적으로 작동할 수 있다. 이러한 사이클은 열전달을 쉽게 하고 증기를 압축하는 데 더 적은 에너지가 필요하다. 또한 지질학적으로 저장된 CO2를 사용하여 그것이 도입되는 같은 지역에서 지열을 수확함으로써 지속 가능한 지열 에너지를 생산하는 것도 가능하다. 탄소 포집 및 저장은 추가 가솔린을 생산한다. 기술적으로 CO2는 연료로 바뀔 수 있다. 이를 수행하는 다른 방법이 있지만, 비용과 노력 면에서 어렵다.

탄소 포집은 또한 생산 공정을 개선하는 데 도움이 된다. 매트리스에서 발견되는 것과 같은 부드러운 거품을 생성하는 폴리우레탄과 같은 화학 물질 및 플라스틱은 CO2를 사용하여 생산할 수 있다.

 

6. Net-Zero 목표를 달성하기 위한 탄소 포집 기술의 한계

에너지 경제 및 재무 분석 연구소(Institute for Energy Economics and Financial Analysis)의 설문 조사에 따르면 대부분의 탄소 포집 프로젝트는 실적이 저조하거나 실패했으며 성공한 프로젝트에는 화석 연료 구매가 포함된다.

이 조사는 탄소 포집이 2050년까지 순 제로 목표를 달성할 수 있다고 주장하는 널리 참조되는 유엔 기후 변화 보고서에 도전했다.

브루스 로버트슨(Bruce Robertson)의 연구에 따르면 "많은 국제기관과 국가 정부가 순 제로에 도달하기 위해 화석 연료 산업의 탄소 포집에 의존하고 있으며, 그것은 효과가 없을 것이다.“

 

7. 탄소 포집 기술의 현재 프로젝트

전 세계적으로 2022년 현재 거의 26개의 상업용 탄소 포집 프로젝트가 실행되고 있으며, 다른 21개 프로젝트는 다양한 개발 단계에 있고 13개 프로젝트는 FEED(프런트 엔드 엔지니어링 설계)에 접근하고 있다. 석탄 가스화, 비료 제조, 에탄올 생산, 천연가스 처리, 석탄 화력 발전 및 정제 수소 생산은 대규모 탄소 포집 및 저장이 확립되어 사용 중인 산업 공정이다.

 

8. Net-Zero 목표 달성을 위한 탄소 포집 기술에 대한 상반된 관점

개발 중인 탄소 포집 기술은 발전소 또는 가스 처리 시설의 배기 흐름에서 CO2를 제거한다. CO2 부산물을 포집하여 저장을 위해 영구적으로 묻히거나 다른 산업적 용도로 활용된다. 기술적으로 성공적인 일부 탄소 포집 이니셔티브는 명목 CO2 포집률이 높음에도 불구하고 순 제로가 아니다. 이 비율은 탄소 포집 장비에 연료를 공급하기 위해 방출되는 CO2를 고려하지 않는다. 이것은 업계가 수십 년 동안 탄소 포집 기술을 반드시 기후 친화적 솔루션이 아니라 화석 연료 천연가스 생산의 불가피한 부산물로 활용해 온 이유를 설명한다.

 

그러나 탄소 포집 지지자들은 현행법이 환경친화적인 프로젝트에 대한 투자를 장려한다고 주장한다. 흡수 및 저장되는 CO2에 대한 크레딧이 제공된다. 많은 분석가는 탄소 포집이 철강이나 시멘트 생산과 같은 "줄이기 어려운" 산업에서 지구 온난화 배출량을 줄이는 유일한 방법이라고 믿는다. 탄소 포집은 일시적인 해결책으로 간주하여야 하며 순 제로 목표를 달성하기 위해 주의 깊게 조사해야 한다.

 

이 기사를 통해 탄소 포집 기술과 다양한 관점에 대해 알 수 있었다.

 

출처 : https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=1620