- CCUS, 탄소중립 목표를 구현할 수 있는 핵심 기술로 선정 -

- 글로벌 시장 2순위로 연간 7백만 톤 규모의 탄소포집량 보유 -

국제 사회는 매년 증가하는 온실가스 배출량을 감축시키기 위한 대안을 강화하기 위해 확정적인 조치가 필요함을 인정하고 있다. 유엔 기후변화 정부간협의체(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change)가 제시하는 이산화탄소 포집·활용 및 저장(CCUS, Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술은 저탄소 산업 생태계를 조성하고 에너지 전환을 가속화해 기후변화 문제 해결에 중요한 기술로 주목받고 있다. 캐나다는 글로벌 CCS 시장에서 미국 다음으로 2순위를 차지하고 있으며, 연간 총 7백만 톤의 이산화탄소 포집이 가능한 5개의 대규모 CCS 시설을 보유하고 있다.

이산화탄소 배출량이 가장 높은 에너지, 교통, 제조업

캐나다는 온실가스 배출량을 2030년까지 2005년과 비교해 30% 절감하는 방침을 내세우고 있으나, G20 국가 중 온실가스 감축 목표에 미달할 국가로 예상되고 있다. 기후 투명성(Climate Transparency) 기구의 국가 프로필 자료에 따르면, 2019년 캐나다의 온실가스 배출량은 G20 국가 평균에 비해 2배 이상 많은 수준으로, 주로 운송수단, 에너지 발전, 제조업 등에서의 배출량이 가장 높게 나타났다. 2019년 캐나다의 온실가스 배출량은 약 5.7억톤을 기록하였으며, 산업별로 에너지(33%), 교통(30%), 공업(17%) 등의 분야에서 온실가스 배출량이 가장 크게 발생하였다. 한편, 국제에너지기구(IEA, International Energy Agency)는 2020년 에너지기술 전망 보고서를 통해 에너지 발전 산업, 공업 분야에서의 탄소중립을 실현시키기 위해서는 CCUS 기술 상용화가 반드시 필요함을 제안한다. 

산업별 이산화탄소 배출량 변화 추이

(단위: MtCO₂/연, %)

자료: Climate Transparency Canada Profile

탄소중립 목표 달성에 필수적인 CCS·CCUS 기술

2020년 11월, 저스틴 트뤼도(Justin Trudeau) 캐나다 총리는 2050년 탄소중립(Net-Zero) 달성 계획을 발표하였다. 탄소중립은 온실가스 배출량을 최대한 감축하고, 남은 온실가스는 저장 및 활용하여 실질적인 배출량이 0이 되는 개념이다. 탄소 중립을 위해서는 온실가스 배출량을 줄이는 것도 중요하지만 배출된 탄소를 경제적으로 처리하는 것도 중요하다. 대기에 배출되는 이산화탄소를 포집하고 지층에 저장하는 이산화탄소 포집저장(CCS, Carbon Capture and Storage) 기술과 이산화탄소를 유용한 물질로 전환하여 재사용하는 포집·활용·저장(CCUS, Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술은 탄소중립 달성을 위한 필수 기술로 꼽힌다.

이산화탄소 포집·활용·저장 과정

자료: 국제에너지기구(IEA, International Energy Agency)

이에 따라, 탄소중립을 위한 재생에너지와 전기차 확대 외에도 CCUS 기술에 대한  연방정부 차원의 투자와 지원의 필요성이 제기되고 있다. 캐나다 서스캐처원 주에 위치한 국제 CCS 지식센터(International CCS Knowledge Centre)는 전 세계적으로 대규모 CCS 기술에 대한 이해를 증진시키기 위해 설립된 기관으로, 지난해 캐나다 내 CCS에 대한 인센티브 지원 백서를 발표한 바 있다. 이를 통해 CCS 기술에 대한 중요성과 CCS 프로젝트 개발에 따른 세금 공제, 생산세 공제 등의 정부차원의 정책 방안을 제안하였다. 동 보고서에 따르면, 대규모 CCS 프로젝트 개발을 통해 향후 4년간 27억 캐나다 달러에 이르는 GDP와 6,000개 이상의 일자리 창출에 기여할 것으로 전망하였다.

또한, 국제에너지기구(IEA)의 2020년 에너지전환과 CCUS 보고서에 따르면, 재생에너지와 전기차 등의 확대만으로는 탄소중립 목표 달성과 기후변화에 충분히 대응할 수 없기 때문에 탄소 배출을 줄이기 위해 CCUS 기술이 반드시 동반되어야 한다고 강조하였다. 특히, 탄소중립을 구현하기 위해서는 CCUS 설비가 에너지 발전 분야, 시멘트, 철강, 석유화학 등 다양한 곳에 적용되어야 한다고 제시하였다.

IEA가 제시하는 CCUS 기술 적용 산업 

자료: 국제에너지기구(IEA, International Energy Agency)

캐나다 내 CCS 프로젝트 현황

전 세계적으로 21개의 대규모 상업용 이산화탄소 포집·저장 시설이 가동되고 있으며 이 중 캐나다 내 시설은 총 5개로 전 세계의 23%를 차지하고 있다. 미국이 50% 가량을 차지해 글로벌 시장을 주도하고 있으며, 캐나다, 노르웨이, 중국, 호주, 브라질 등이 그 뒤를 잇는다. 캐나다 내 CCS 시설은 앨버타와 서스캐처원 주 등에 위치해 있으며, 주로 지하 저장(Dedicated) 또는 자원의 회수율을 증진시키기 위한 원유회수증진(EOR, Enhanced Oil Recovery) 방식을 사용하고 있다. 원유회수증진 방식은 저류층에 이산화탄소를 주입하여 잔류 오일의 점성도를 저감시켜 총 생산량을 증대시키는 개념이다.

또한, 2015년 처음 가동된 쉘 캐나다(Shell Canada)의 퀘스트(Quest) 프로젝트는 지난 5년간 총 5백만 톤 규모의 이산화탄소를 포집했고, 이는 연간 약 125만대의 차량에서 배출되는 이산화탄소량과 동일한 수준이다. 동 사업은 연방정부와 앨버타 주정부의 지원으로 약 13억 5천 캐나다 달러 규모의 자금이 투입되었다. 마이클 크로더스(Michael Crothers) 쉘 캐나다 대표는 CCS 기술 도입은 기후변화 문제를 해결하기 위해 전 세계가 필요로 하는 핵심 솔루션 중에 하나임을 강조하였다.

또한, 2020년에 가동된 앨버타 탄소 트렁크 라인(ACTL, Alberta Carbon Trunk Line)은 이산화탄소의 포집, 운반, 저장 등이 통합된 구조로, 포집된 이산화탄소는 240km의 파이프라인을 통해 운반된다. 연방정부와 앨버타 주정부는 동 사업에 총 12억 캐나다 달러를 투입하였으며, 세계 최대 규모의 이산화탄소 저장 및 운반 프로젝트로 평가 받고 있다. 시머스 오레간(Seamus O'Regan) 캐나다 천연자원부 장관은 동 사업을 통해 현재까지 총 1백만 톤 규모의 탄소포집량을 달성했으며 이는 연간 35만 개의 차량에서 배출되는 이산화탄소량과 동일한 수준임을 밝혔다. 또한, CCS 기술은 일자리 창출과, 온실가스 저감, 탄소중립에 도달하는 중요한 방안이라고 덧붙혔다.   

주요 CCS 프로젝트 현황

(단위: Mt/연)

자료: 국제에너지기구(IEA, International Energy Agency)

한편, 포집된 이산화탄소를 재활용하는 캐나다 대표기업인 큐어카본(CureCarbon)은 다른 산업 공정에서 배출된 이산화탄소를 주입하여 저탄소 시멘트를 제조하는 방식을 개발하였다. 시멘트 제조는 기후변화의 원인인 온실가스를 양산하는 주범으로 세계 전체 이산화탄소 배출량의 8%를 차지한다. 이에 따라 건설산업 내의 이산화탄소 포집, 저장, 활용 기술의 필요성 또한 부각되고 있다.  

건설산업 외에도, 농축산물 생산 과정에 투입하는 자재와 에너지를 줄여 온실가스 배출을 감소하는 저탄소 농업의 필요성 또한 강조되고 있다. 온실가스에는 이산화탄소 외에도 아산화질소, 메탄 등이 있는데 이산화탄소는 난방과 농기계를 가동할 때 발생하며, 아산화질소와 메탄은 비료 사용과 가축의 소화과정 및 분뇨에서도 배출된다. 서스캐처원 주에 소재한 캐나다 최대 곡물 및 비료 제조업인 뉴트리언(Nutrien)은 저탄소 농업을 위해 힘쓰고 있는 대표적인 기업이다. 동사는 비료 생산에서 발생되는 이산화탄소를 포집하여 앨버타 탄소 트렁크 라인을 통해 오일 산업 내 원유회수증진에 쓰일 수 있도록 제공하고 있다.

CCUS 기술 도입 가속화를 위한 정부와 산업계의 긴밀한 협력 필요

국가의 탄소중립 목표를 실현은 전기화, 바이오 연료 사용, 수소 기술, CCUS 기술 등의 혁신 속도에 달려있다. 교통, 중공업, 건설업 등 온실가스를 가장 많이 배출하는 산업을 중점으로 이산화탄소 포집·저장·활용 기술 도입의 확산이 필요한 실정이다. 기후 변화에 적극적으로 대응하기 위해서는 정부와 산업계의 긴밀한 협력이 필요하다. 특히, 정부차원에서의 투자금 지원과 이산화탄소 저장 및 운반 시설 개발에 대한 장려가 필요하다. 또한, 관련 사업에 대한 홍보를 강화하고 애로사항 개선, 경제적 인센티브 제공 방안 등을 마련해야 될 것으로 보인다. 한국 또한 정부의 탄소중립 선언 이후 이산화탄소 포집·저장·활용 기술 대한 중요성이 더욱 부각되고 있다. 캐나다는 CCUS 기술이 기후대응 신산업으로 성장할 수 있도록 정부의 적극적이 지원이 예상되는 만큼, 탄소감축 정책 수립과 관련 기술 수요 증가로 크게 확대될 것으로 전망된다.

참고로, 캐나다 내 CCUS 기술연구 관련 기관인 CMCRI*(Carbon Management Canada Research Institute)는 대규모산업의 온실가스 배출 감축기술을 연구하는 비영리기구로 2018년 중국 광동 CCUS 센터와 기술협력을 위한 업무협약을 맺은 이력이 있다. 우리 기업들도 캐나다 민간기업 및 연구센터 등과 업무협약을 통해 해당 기술의 발전을 위한 공동연구, 프로젝트 개발이 강화될 수 있는 기회를 포착할 수 있기를 기대한다. 또한, 관련 기관에서 주최하는 각종 웨비나 및 포럼 등에 참가하여 관련 기술동향 파악과 현지 네트워킹 형성을 위한 노력이 필요할 것으로 보인다. 국제 CCS지식센터** 관계자와의 인터뷰에 따르면, 코로나19로 대면 행사 대신 웨비나 개최를 통해 지식 교류를 진행하고 있으며, 참가할만한 주요 온라인 행사로는 ‘Environmental, Social and Governance(ESG) Assessments and CCUS’, ‘CCUS and Carbon Removal Policy Trends’ 등이 있음을 전하였다. 또한, 지식 교류 외에도 연사 및 산업 관계자들과의 네트워크를 쌓을 수 있는 기회라고 덧붙혔다. 동 웨비나는 국제 CCS 지식센터 웹사이트에서 온라인으로 참가 신청이 가능하며, 참가비용은 무료이다.

*CMCRI: www.cmcghg.com, admin@cmcghg.com, +1-403-210-9784

**International CCS Knowledge Center, www.ccsknowledge.com, info@ccsknowledge.com, +1-306-565-5669

자료: Climate Transparency Canada Profile, 국제에너지기구(IEA, International Energy Agency), 연방정부 웹사이트, 국제CCS지식센터, CMCRI, KOTRA 토론토 무역관 자료 종합