- 2030년 기후목표 달성을 위한 기술 -

- 네덜란드의 탄소 포집 및 저장 프로젝트 -

네덜란드는 2050년까지 대부분의 에너지를 지속가능하고 탄소 중립적인 방식으로 공급하여 탄소중립 목표를 달성하기 위해 노력하고 있으며, 기후 협약을 통해 2030년까지 전체 전력 중 70%를 재생 가능한 전력으로 생산하기로 합의했다. 비단 네덜란드뿐만 아니라 유럽 그린 딜의 일환으로 유럽 위원회는 2030년까지 이산화탄소 배출량을 1990년 대비 최소 55%까지 감축하는 것을 목표하고 있다. 많은 전문가들은 이러한 이산화탄소 배출량 감축을 위한 목표 달성을 위해서는 탄소 포집 및 저장 기술(CCS, Carbon  Capture and storage)이 핵심이라고 강조하고 있다. 현실적으로 하루 아침에 이산화탄소 배출을 완전히 멈출 수는 없기에 어쩔 수 없이 발생한 이산화탄소를 다시금 거둬들여 다른 에너지원으로 사용할 수 있는 저장 기술이 최근 관심을 모으고 있다.

공장이나 발전소에서 발생한 이산화탄소가 액화상태로 포집되면 선박이나 파이프 라인을 통해 저장소로 수송된다. 이산화탄소는 대개 육지 또는 해저 1,000m 이상 밑 지층에 저장되며 특수 밀봉된 파이프를 통해 지층에 주입된다. 네덜란드는 구축된 이산화탄소 파이프라인 네트워크를 통해 모아진 이산화탄소를 작물 재배에 이용하고 있기도 하다.

현재 네덜란드에서 이산화탄소 저장은 육지 지층에서 이뤄지지 않고 있으며 북해 해저 2-3km 아래에서 이뤄지고 있다. 해저의 천연가스가 추출된 공간에 이산화탄소를 주입할 수 있는데, 네덜란드의 전체 가스전 470개 중 절반 이상인 250개가 흐로닝언 지역에 위치해 있으며 2004년부터 북해 가스전에서 가스 추출 뒤 같은 공간에 이산화탄소를 저장해왔다.

네덜란드의 탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS) 프로젝트 개요

자료: guidehouse.com

CCUS 프로젝트에 대한 비용은 기업과 정부가 부담하는데 이 중 저장 비용은 이산화탄소를 배출하는 기업이 직접 부담해야 한다. 이러한 저장 비용이 부담될 경우, 대신 지속가능한 에너지원을 사용하는 등 이산화탄소 배출 방지에 투자하는 방법을 고려할 수도 있다.

네덜란드의 CCS 프로젝트

CCS 프로젝트에 대한 투자 규모가 더욱 커지고 있고 유럽연합의 탄소 배출 감소를 위한 제도가 더욱 필요한 이 시점에서 네덜란드 정부 역시 CCS 프로젝트에 박차를 가하고 있다. 대표적으로 지속가능한 에너지 생산을 위한 보조금 제도인 SDE(De Stimuleringsregeling Duurzame Energieproductie)는 이산화탄소 절감을 유도하는데 초점을 두고 있다. 네덜란드 기업청이 보조금 관리를 맡고 있고 2020년 11월 24일부터 12월 17일까지 1차 신청이 진행되었다. 1차 모집에서 총 4,112건이 접수되었고 총 64억 유로 규모의 보조금 신청이 이뤄졌다. 이는 총 예산인 50억 유로를 웃도는 금액이었다. 그중 태양광 패널에 대한 보조금 신청은 3,989건, 24억 유로로 규모가 가장 컸다. 이어서 CCS에 21억 유로가 요청되었는데, 신청한 단체는 7개이다. 네덜란드 기업청(RVO)은 향후 제출된 신청서의 완성도, 기술 및 재무적 타당성을 평가할 예정이다. CCS에 대한 SDE++ 수요는 앞으로 더욱 증가할 것으로 예상된다. SDE++ 보조금은 ETS에 의한 이산화탄소 배출 허용량과 CCS에 쓰이는 비용 간의 차이를 보상하기 위해 반드시 필요하다. 이러한 방식을 통해 이산화탄소 배출량이 줄어드는 동시에 기업들도 다른 비EU 국가 기업들에 비해 불리한 조건에서 경쟁하지 않을 수 있다. SDE++ 이외에 CCUS 프로젝트 관련 보조금 제도는 DEI가 있다. DEI는 혁신적인 신기술을 시험하는 파일럿 프로젝트 등에 지원된다. 네덜란드에서 진행 중인 주요 CCS 프로젝트는 아래와 같다.

Porthos

Porthos 프로젝트는 네덜란드에서 가장 큰 탄소 포집 프로젝트로 알려져 있다. 이 프로젝트는 로테르담 항구 지역의 이산화탄소 수송 인프라 건설, 관리 및 운영 체계를 해저의 지하 저장소에 연결하는 것을 목표하고 있다.
먼저, 산업체에서 발생한 이산화탄소를 지하 파이프라인을 통해 수송한다. 파이프라인은 로테르담 항구 지역에 위치한 육상과 해안지역인 마스블락테(Maasvlakte)에서 약 20km 떨어진 플랫폼 P18-A를 잇는 해상 부분으로 이루어져 있다. 육상의 압축 스테이션에서 원하는 주입 압력으로 이산화탄소를 압축하고 북해 가스층에 이산화탄소를 저장한다.

프로젝트는 2020년부터 최대 2024년까지 진행될 예정이며 Shell, ExxonMobil, Air Liquide 그리고 Air Products가 보조금을 신청하였다. 네덜란드 정부는 SDE++ 제도를 통해 향후 15년간 해당 프로젝트에 20억 유로 상당의 보조금을 지급하기로 하였다. 프로젝트 목표는 2024년부터 북해 가스전의 빈공간에 250만 톤의 이산화탄소를 저장하는 것이다.

Porthos 프로젝트 위치

자료: ebn.nl, porthosco2

Athos

Athos 프로젝트는 암스테르담과 아이무이덴 지역을 잇는 두 번째 프로젝트로 CCUS를 위해 북해 운하 지역의 공용 이산화탄소 네트워크를 개발을 목표로 하고 있다. 이 사업은 2019~2026년에 걸쳐 진행될 예정이며 관련 파트너사는 Gasunie(Dutch Gas Union), EBN(Energy Management Netherlands), Tata Steel, 암스테르담항 등이 있다. 이산화탄소를 포집하는 산업체들은 Athos 프로젝트에 이산화탄소를 제공할 수 있다. 파트너사인 Tata Steel은 자사의 용광로 중 하나에서 생산 가스를 추출한다. 우선 일산화탄소가 걸러져 화학공업 원자재로 가공된다. 그 후 잔여 가스가 제거되고 이산화탄소는 포집돼 기존 지하 파이프라인을 통해 저장소로 운반된다.

 
북해 Athos 프로젝트

자료: ebn.nl

Twence
Twence는 네덜란드 동부 지역 지자체 14개가 1986년에 설립한 폐기물 처리 업체이다. 이 업체는 바이오매스를 통해 지속가능한 에너지를 생산하고 이 에너지를 스마트 냉난방과 같은 지역 내 에너지 집약적인 시설과 수천 개 가구에 제공하고 있다.

에너지 폐기물에서 이산화탄소를 추출하여 중탄산나트륨으로 바꾸기도 하는데, 이를 통해 연간 3,000톤의 이산화탄소를 절약하고 있다. 또한 포집된 액화이산화탄소는 온실 원예 산업의 원료로 사용될 수 있다. 작년 7월에는 처음으로 액화이산화탄소가 온실 단지의 꽃과 식물을 재배하는 데 사용되기도 했다.

CO2 Cleanup
SCW Systems사는 포집한 이산화탄소를 분말 형태로 바꿔 종이와 플라스틱에 쓰이는 충전재나 시멘트 등 기존 이산화탄소 배출 제품을 대체할 수 있는 작업을 진행 중이다. CoCoMine 2 프로젝트는 2018년에 시작해 계속 진행 중이며 SCW Systems, Gasunie New Energy(Dutch Gas Union), Gasterra, SNN(노르트홀란트주 보조금 공급업체)이 파트너로 있다.

Neptune Energy

Neptune Energy는 2020년 말에 1억2000만~1억5000만 톤의 이산화탄소를 저장할 수 있는 북해의 대규모 해상 CCS 프로젝트 계획에 대한 타당성 연구를 발표했다. 이 연구를 토대로 Neptune Energy가 운영하는 L10-A, L10-B, L10-E 지역 주변의 비어 있는 가스전에 연간 500만~800만 톤의 이산화탄소를 주입할 수 있는지 여부를 판단할 예정이다. 이 프로젝트가 진행될 시 네덜란드 북해 최대의 CCS 시설 중 하나로 역할하며, 네덜란드가 목표하는 이산화탄소 감축량의 50% 이상을 감축시킬 수 있을 것으로 예상된다.

네덜란드 북해는 해상과 육상을 연결하는 기존 인프라를 고려할 경우 '새로운 에너지 허브'가 될 가능성이 있다. 또한 Neptune Energy사의 Q13-a 플랫폼이 주관하는 세계 최초의 해양 녹색 수소 파일럿 프로젝트 PosHYdon의 본부가 될 수 있다.

Neptune Energy 관계자는 당사가 기존 인프라를 활용해 해양 CCS 설치와 해양 녹색 수소를 생산함으로써 네덜란드의 기후 목표 달성에 이바지하기를 목표하고 있다고 밝혔다. 비어있는 해양 가스전을 대규모 이산화탄소 저장소로 전환하는데 이러한 연구가 중요하게 작용할 것이라고 밝혔다.

시사점

기후 목표를 달성하기 위해서 네덜란드는 2030년까지 CCS를 통해 이산화탄소 배출을 49%에 해당하는 7.2메가톤 가량을 감축해야 한다. CCS는 이러한 목표를 달성하는 데 매우 중요한 기술로 빠른 시일 내 목표 실현을 가능하게 하고 무엇보다 비교적 저렴한 기술이다. 이렇게 CCS의 역할에 대한 기대가 커지고 있지만, 상용화 되기 위해서는 향후 10년간 활발한 연구개발 노력이 더욱 필요한 것도 사실이다.

한편, 네덜란드 정부가 발표한 기후 및 에너지 전망 보고서(KEV)에 따르면 이산화탄소 부담금 등 기업이 배출하는 이산화탄소에 대한 비용을 부과하지 않고서는 2030년까지 CCS 기술을 실현하는 것은 불가능하다고 한다. 즉, 기업들은 배출에 따른 비용 부담을 줄이기 위해서라도 CCS기술에 관심을 가져야 하고 이는 동시에 CCS기술의 상용화를 한 발짝 앞 당기는 계기가 될 것이다. 현재 이산화탄소 배출권은 톤당 약 25유로이고 이산화탄소 포집 비용은 필요한 설치 장비에 따라 달라진다.

자료작성 지원: 암스테르담 무역관 Betul Bulut, Marijn Mannien

자료: topsectorenergie.nl, ec.europa.eu, ebn.nl, pbl.nl, porthosco2.nl, ukccsrc.ac.uk, iea.org, natuurenmilieu.nl, government.nl, milieucentraal.nl, nlog.nl, greenfacts.org, rijksoverheid.nl, rvo.nl, guidehouse.com 등 KOTRA 암스테르담 무역관 자료 종합