[기획]에너지 혁신시대, 기술이 에너지다 - 탄소자원화 기술
[기획]에너지 혁신시대, 기술이 에너지다 - 탄소자원화 기술
  • 변국영 기자
  • bgy68@energydaily.co.kr
  • 승인 2017.01.02 09:09
  • 댓글 0
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온실가스 자체를 자원화 ‘혁신적 역발상’ 기술

[에너지데일리 변국영 기자]

로드맵 통해 탄소전환 실증… 온실가스 배출 저감 노력서 ‘진일보’
2030년 온실가스 2500만톤 감축·16조3000억 경제적 가치 창출 기대

 

 

지난달 탄소자원화의 중요한 계기가 마련됐다. 정부가 ‘탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵’을 발표한 것이다. 탄소자원화 기술은 산업단지나 발전소 등에서 발생되는 부생·온실가스로부터 탄소원을 자원화 해 메탄올, 경유 등 화학제품을 생산하는 기술이다. 탄소자원화 기술은 기존의 온실가스 배출 저감 노력에서 진일보 한 것이라는 점에서 주목받고 있다. <변국영 기자>


탄소자원화기술은 온실가스 감축과 동시에 고부가가치 화학제품을 생산하는 혁신적 기술로 정부는 조기 확산을 위해 지난달 ‘탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵’을 만들었다.

로드맵은 혁신적 온실가스 감축수단인 탄소자원화 기술의 상세 추진 전략을 제시하고 기업의 실증 참여와 원천기술의 민간 확산을 촉진하기 위한 것이다.

정부는 올 초에 범부처 단일 사업단을 발족하고 향후 6년간 국비 340억원을 포함, 총 475억원을 투자해 탄소자원화 기술의 실증을 본격 추진할 계획이다.

실증 로드맵은 탄소자원화의 2가지 기술군(탄소 전환·광물) 별로 기술수준과 시장환경 분석을 통해 우선 실증이 가능한 핵심 요소기술을 도출해 패키지화하고 실증규모별 추진 내용과 성능기준 및 추진전략을 마련하며 추진 일정을 제시한다.

아울러 ‘탄소자원화 전략 플랫폼’을 구축, 실증 사업을 통해 수집된 온실가스 정보를 DB화해 감축량 산정 기술을 개발하고 실증 성과를 확산할 계획이다.

탄소전환 플래그십 실증은 산업 부생가스의 탄소를 분리·활용해 유용한 화학원료나 연료를 생산하는 기술을 광양-여수 산업단지와 연계해 실증이 이뤄진다. 총 273억원이 투입된다.

산업 부생가스 내 CO의 선택적 분리·정제 및 화학촉매 전환을 통해 화학원료나 연료(메탄올·올레핀·경유 등)를 생산하는 기술을 단계별로 실증해 상용화가 가능한 규모의 설계집을 도출할 계획이다.

부생가스 활용이 용이한 광양-여수 산업단지와 연계해 관련 지자체 및 기업과 협력함으로써 실증 플랜트를 구축할 예정이다.

탄소광물 플래그십 실증은 발전소에서 배출된 저농도 CO2를 직접 활용해 폐광산 채움재를 생산하는 기술로 강원·충청 지역의 현장과 연계해 실증이 진행된다. 총 202억원이 지원된다.

저농도 CO2와 발전회 등을 복합 탄산염으로 광물화해 폐광산 채움재를 생산하는 기술을 단계별로 실증해 상용화가 가능한 규모의 설계집을 도출하게 된다.

발전소 및 시멘트·광산 업체가 다수 위치한 강원-충청 지역 내 각 실증 부지 연계를 통해 패키지 기술 실증 플랜트를 운영할 방침이다.

탄소자원화 전략 플랫폼 구축은 탄소자원화 관련 연구역량이 집중된 기관을 선정해 탄소자원화 생태계 조성을 위한 구심점 역할을 수행하게 된다. 탄소자원화 통합정보 제공, 정책·기술개발 지원 및 성과 확산 등 전담 지원기관 운영을 통해 산업 생태계 조성을 촉진하게 된다.

국내외 정책·기술·시장 동향 및 연구성과 등 통합 정보서비스를 제공하고 정책·제도 기획 및 산학연 협의체 운영 등 성과 확산을 지원하며 탄소자원화 국가전략프로젝트 추진 과정에서 수집된 실증정보를 바탕으로 온실가스 감축 효과가 우수한 최적 가용 기술을 도출하고 온실가스 감축효과 산정 기술 개발도 지원할 계획이다.

로드맵에 따른 6년간의 실증 추진 과정에서 도출되는 성과의 국내외 확산을 위해 플랜트 설계집, 운전제어기준 등 핵심 성과를 국내 기업에 기술 이전하고 확보된 온실가스 감축 산정기술을 배출권과 연계해 온실가스 감축수단으로 확산하게 된다. 실증을 통해 검증된 플랜트 기술의 해외 수출과 현지 적정기술화를 통해 CDM 모델을 개발해 탄소크레딧을 확보해 나가게 된다.

실증로드맵에 따르면 정부는 탄소자원화 국가전략프로젝트를 추진해 국내 온실가스 감축 부담을 완화하는 동시에 탄소자원화 신기후산업 창출을 도모해 향후 2030년까지 연간 2500만톤 온실가스 감축과 16조3000억원의 경제적 가치 창출을 기대하고 있다.

정부 관계자는 “탄소자원화 기술은 기존의 온실가스 배출 저감 노력에서 진일보해 온실가스 자체를 자원화함으로써 화학제품을 만드는 혁신적인 역발상 기술로 로드맵 수립을 계기로 조기 실증에 착수해 민간 확산과 상용화를 촉진하는데 만전을 기하겠다”고 밝혔다.

 

                                                     <탄소자원화 실증과제>

전략과제

 

기술‧시장 분석

 

국가전략프로젝트

실증 과제

 

 

 

 

 

1. 탄소전환 실증

 

부생가스 활용 화학원료 생산기술 실증

 

<기술 수준>

부생가스 內 CO 분리 분리막 및 흡착 원천기술 확보

 

CO‧CH4 화학촉매 전환 화학원료‧연료 생산 원천기술 확보

 

<시장 현황>

• (시장규모) 액체연료(106조원) 고분자화학원료(37조원) 〉 알코올(6천억원) 및

유기산(2천억원)

* 시장규모는 추정치

 

탄소전환 플래그십

CO 분리, 화학원료 또는 액체연료 생산기술 실증

• 총사업비 273억원

(정부지원 178억원)

부생‧온실가스 활용이 용이한 광양-여수 산업단지 연계

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 탄소광물 실증

 

CO2 활용 폐광산 채움재 생산기술 실증

 

<기술 수준>

발전소 발전회‧CO2 그린시멘트 활용 폐광산 채움재 생산 미니파일럿 실증 중

 

<시장 현황>

• 폐광산 복구 및 발전회 처리 수요 有(예: 국내 폐광산 2,588개소 등)

 

탄소광물 플래그십

발전소 저농도 CO2‧발전회 및 그린시멘트 활용 폐광산 채움재 생산기술 실증

• 총사업비 202억원

(정부지원 162억원)

발전소, 시멘트사 및 폐광산이 다수 분포한 강원-충청도 연계

 

 

 

 

 

3. 탄소자원화 전략 플랫폼 구축

 

온실가스 감축효과 산정 기술개발

 

<기술 수준>

LCA* 방식의 온실가스 감축 효과 산정 개념적 기술 有

탄소자원화 기획‧성과활용 지원을 위한 거점 수요 有

 

전략 플랫폼

탄소자원화 정책, 기술 개발 지원 및 성과 확산을 위한 거점 구축

 

 

                                         <탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵>

구분

실증 준비

본격 실증

운영‧성과 도출

탄소전환

플래그십

실증

공정시뮬레이션 및

Mini Pilot 실증

(17~18)

Pilot 실증 플랜트 구축

(19~20)

Pilot 실증 플랜트 운영

(21~22)

(‘17.3) 사업단 구성, 착수

(‘17.8) 최적 후보기술 선정

(‘18.8) 분리막·흡착제·화학촉매 최적성능 확보

(‘18.12) Mini Pilot 구축,운영

* 제품 생산 3톤/연 규모

(‘18.12) 기초원료 및 utility LCI* DB 확보

(‘19.12) 부지·유틸리티 구축 및 실증 소재 확보

* 실증 분리막, 흡착제, 화학촉매

(‘20.12) Pilot 구축 및 시운전

* 제품 생산 3,000톤/연 규모

(‘20.12) 실증 공정 LCA 분석

* Pilot 실증 플랜트 구축 공정 LCA 수행 및 방법론 보완

(‘22.12) 최적화 및 장기운전

(‘22.8) 온실가스 저감효과 및 경제성 분석

* LCA 평가 활용

* 탄소자원화 전략 플랫폼 연계

(‘22.12) 상용기본설계집 확보

* 실증기술 보급 및 확산 전략 수립

탄소광물

플래그십

실증

공정 개선

(17)

Pilot 실증 플랜트 구축

(18~19)

Pilot 공정 최적화 및

CO2 모니터링, 표준화

(20~22)

('17.3) 사업단 구성, 착수

 

('17.8) 기 수행과제 성과로 공정 개선

* Pilot 설계인자 도출

('18.12) 복합탄산염 Pilot 구축

* CO2 처리 6,000톤/연 규모

('19.1) 복합탄산염 Pilot 운영

* 복합탄산염 효율향상 검증 및 공정 최적화

('19.6) 폐광산 채움재 시공 Pilot 구축·운영

* 제품 생산 30,000톤/연 규모

* 시공성, 환경성 평가

('20.6) Pilot 최적화

* 패키지 공정 운영을 통한

최적화 및 Demo 스펙도출

('21.6) 국내외 표준화

* CO2 및 환경 모니터링

* KS, ISO82 등 표준화

('22.3) CDM모델 신청

* 탄소광물 신규 CDM 모델 신청

('22.6) 해외 사업모델 확보

* 탄소광물 기술기반 적정기술 융합 해외 기술이전 추진

전략

플랫폼

구축

허브센터 지정 및

DB 플랫폼 구축

(17~18)

제도 개선사항 발굴 및

기반 기술 확보

(19~20)

성과 활용 및

확산 방안 마련

(21~22)

 

('17.3) 탄소자원화 플랫폼 기술 개발 과제 선정

* 차세대탄소자원화 사업 中 일부예산 활용(‘17년 7억원 검토)

('17.6) 탄소자원화전략허브센터 지정

* 협력 네트워크, 기술정보, 시설장비 등 기술 활용 인프라 구축 및 기능 수행

 

('19.6) 정책·제도 개선 사항 발굴

* 연구개발 및 사업화 투자에 대한 세제 혜택 등 제도개선 사항 발굴

('20.12) 온실가스 감축효과 측정·평가 기반 구축

* 차세대 개발 기술 온실가스 감축효과 측정·평가 방법론 마련 및 LCI DB 구축

 

('21.6) 협력 네트워크 활성화 및 성과확산

* 산학연 교류 및 국제협력 지원

* 관련기업 육성 및 기업 간 교류 지원

('22.6) BAT 도출 및 사업화 지원

* LCI DB-피드백 정보를 활용한 사업성과 개선, BAT 도출을 통한 기술개선 방향 설정 및 사업화 지원


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