시멘트는 지구상에서 물 다음으로 가장 많이 사용되는 재료다. 국제에너지기구(International Energy Agency, IEA)에 따르면, 시멘트 업계가 발생시키는 이산화탄소의 양은 전 세계적으로 발생하는 것의 8% 정도를 차지한다. 이는 전 세계 자동차들이 뿜어내는 양의 총합과 비슷하다. 시멘트 업계가 많은 양의 이산화탄소를 뿜어내는 것은 제조 과정에서 그 원인을 찾을 수 있다. 시멘트의 원재료가 되는 석회암이 이산화탄소를 많이 함유하고 있어 열처리 과정에서 상당량이 배출되며, 열처리를 위해 많은 에너지가 사용되면서 이산화탄소 발생이 배가된다. 그러나 브라임스톤(Brimstone), 테라CO2(Terra CO2), 바이오메이슨(Biomason), 카본 빌트(Carbon Bult)와 같은 시멘트 제조 스타트업에서는 이산화탄소가 전혀 없거나 거의 없는 시멘트를 생산하고 있어 업계의 이목이 집중되고 있다.

이산화탄소 네거티브에 도전하는 시멘트 제조회사

브라임스톤은 2019년 캘리포니아 공과대학 과학자 2명이 의기투합해 친환경 에너지 및 원재료를 생산하는데 목표를 두고 설립됐다. 석회암이 아닌 규산염을 사용해 시멘트를 만들기 때문에 제조 과정에서 이산화탄소 배출이 전혀 없으며, 처리 과정에서 마그네슘이 부산물로 생산돼 이산화탄소를 흡착해 오히려 온실가스 네거티브를 달성하고 있다. 다른 재료를 사용해 만들지만 현재 유통되는 시멘트와 동일한 성분이며, 사용 방법도 동일하다. 시멘트 생산 과정에서 브라임스톤만의 4가지 특허 기술이 사용되며, 지난해 7월 시멘트의 기준이 되는 포틀랜드 시멘트(Standard Specification for Portland Cement) ASTM C 150 승인도 받아놓은 상태다. 브라임스톤 코디 핑크 창립 멤버는 지난 10월 17일 CNBC와의 인터뷰에서 “시멘트 성분이 기존과 동일하기 때문에 고객이 우리 시멘트를 어떻게 사용할지 따로 고민할 필요가 없으며 안전성 면에서도 전혀 문제가 없다”라며, “주재료인 규산염은 지구 지각의 50% 이상을 구성하고 있어 석회암보다 수급이 수월하고 비용 면에서도 효율적일 것으로 예상돼 대량 생산 시 시판 중인 포틀랜드 시멘트보다 더 저렴하게 공급이 가능하다”라고 말했다.

<브라임스톤 시멘트 큐브>

[자료: 브라임스톤]

실험실에서 키워 낸 시멘트

실험실에서 미생물을 이용해 시멘트를 키워내는 기업도 있다. 2012년에 설립된 바이오메이슨은 부부 과학자 2명이 아파트에 간이 실험실을 차리면서 시작한 회사로 산호초와 조개들이 미생물을 이용해 석회암과 동일한 성분의 탄산칼슘을 생성하는 것에서 착안해 시멘트를 키워냈다. 이들은 수천 번의 실험을 거쳐 미생물을 이용해 벽돌을 생산하는 데 성공했다. 바이오메이슨은 일상적인 기온 환경에서 탄소와 칼슘을 이용해 만들기 때문에 전통적인 시멘트 제조 시 사용되는 고온의 환경에 비해 온실가스 발생이 비교할 수 없을 만큼 적다. 또한, 기존에 수주가 걸렸던 제조기간도 통제된 실험실에서 생산하기 때문에 수일 내로 단축할 수 있게 됐다. 자연적인 방식으로 만들기 때문에 일반 시멘트보다 강도가 높다는 것이 제조사의 설명이다. 바이오메이슨의 첫 생산품인 바이오라이스(Biolith®) 타일은 자연 성분 85%와 바이오메이슨이 실험실에서 키워낸 바이오시멘트(Biocement®) 15%를 섞어서 제조된다. 미국과 유럽에 시판 중이며, 보도블록·건물 외관·부엌·화장실·바닥재 등으로 사용된다. 바이오메이슨은 미 국방부와 함께 바이오시멘트를 이용해 자연환경 내 수직 이착륙장을 만드는데 협력하고 있으며, 해수를 이용한 엔지니어링 해양생물 시멘트(Engineered Living Marine Cement, ELMc)를 개발하고 있다. ELMc는 해수를 통해 자생이 가능한 해양 미생물 복합체를 이용해 탄산칼슘을 생성하는 방식으로 시멘트를 만들며, 궁극적으로 방파제 건설, 해안 근교 침전물 안정화에 사용될 예정이다.

<바이오메이슨의 바이오라이스(Biolith®) 타일(좌)과 엔지니어링 해양생물 시멘트(우)>

[자료: 바이오메이슨]

시멘트 보충제를 대체하면서 탄소 발생 줄여

온실가스가 지구 온난화의 주범으로 지목을 받기 전부터 시멘트 업계는 비용 절감을 위해 콘크리트에 사용되는 시멘트 양을 줄이기 위해 시멘트 보충제(Supplementary Cementing Material, SCM)를 개발해 시멘트와 혼합해 콘크리트를 만들었다. 이러한 시멘트 보충제는 주로 석탄발전소나 제철소에서 발생하는 비산재(Fly ash)를 포집해 만들었다. 그러나 환경 문제로 석탄 사용이 줄고 석탄발전소가 폐쇄되자 비산재 생산량도 자연스럽게 줄어들면서 비산재를 대체할 수 있는 시멘트 보충제 개발이 이슈로 떠올랐다. 이러한 점에서 아이디어를 얻은 테라CO2(Terra CO2)는 규산염을 사용해 시멘트 보충제를 생산하기 시작했다. 테라CO2의 시멘트 보충제 OPUS는 콘크리트를 만들 때 25~40%까지 시멘트를 대체할 수 있다. 테라CO2는 시멘트를 100% 대체할 수 있는 제품을 개발 중이라고 밝혔다. 테라CO2는 지난 9월에는 텍사스주 달라스-포트워스시에 대량 생산이 가능한 공장을 건설하기 시작했다고 발표했으며, 지난 8월에는 텍사스주 슈가랜드시 포르쉐 딜러십 매장을 만드는데 제품을 납품하기도 했다. 포르쉐 딜러십 운용사 인디고오토그룹(IndiGO Auto Group)은 “테라CO2의 OPUS를 사용해 딜러십을 건설한 것은 포르쉐와 딜러십이 추구하는 지속가능한 벨류 체인에 대한 의지의 연장선상이다”라고 밝혔다.

<테라CO2의 시멘트 보충제 OPUS를 이용해 건설 중인 포르쉐 딜러십 매장>

[자료: 인디고오토그룹]

시사점

미 증권거래소가 기후 공시 기준 확정을 앞두고 있어 온실가스 배출 감축에 대한 기업들의 관심과 노력은 어느 때보다 뜨겁다. 지난 9월 캘리포니아주에서는 미 증권거래소에 앞서 탄소 배출량 공개에 대한 입법이 진행된 바 있다. 많은 글로벌 기업이 캘리포니아주에 포진된 만큼 탄소 배출에 대한 기업들의 민감도는 더욱 올라갈 것으로 예상된다. 기업들은 제조시설이나 오피스 건물 건설 단계부터 탄소 배출을 줄이기 위해 더 많은 노력을 할 것으로 보인다.

<美 캘리포니아주 기업 탄소 배출량 공개 관련 최근 입법 현황>

[자료: 캘리포니아주 정부]

바이오메이슨의 크리그 도시에(Krieg Dosier) 대표는 페스트 컴퍼니와의 인터뷰에서 “건축가, 기업, 도시들이 탄소 배출을 줄일 수 있는 방법을 찾으면서 우리 제품에 대한 문의가 많다”라며 “최근 시멘트 업계는 탄소 배출 문제에 대해서 심도 있게 고민하고 해결에 나가기 위해 노력하고 있다”라고 말했다. 미국 건축 기업에서 근무 중인 A씨는 KOTRA 뉴욕 무역관과의 인터뷰에서 “아직 친환경 시멘트 시장이 진입 단계이며 비용이 비싸고 상용화 범위가 넓지 않은 것이 사실”이라며, “탄소 배출에 대한 경각심이 높아지고 친환경 시멘트에 대한 인식이 확대되고 있어 머지않아 전통적인 시멘트 사용은 눈에 띄게 줄어들 것으로 예상된다”라고 말했다. 그는 “미국 진출을 염두하고 있는 기업 중 미국에 공장이나 사무실 건설을 계획하고 있는 기업과 관계사는 이러한 미국 건설시장의 움직임을 포착해 친환경 기조에 편승해 미국 파트너사에 어필 할 수 있는 포인트로 잡는 것도 하나의 진출 전략이 될 수 있다”라고 덧붙였다.

자료: CBS, CNBC, New York Times, Wall Street Journal, Reuters, Fast Company, Carnary Media, PRWeb, World Cement, Brimstone, Biomason, Terra CO2, Indigo Auto Group, KOTRA 뉴욕 무역관 자료 종합