1톤 CO2/일 규모 공정 플랜트.[한국에너지기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 정부는 오는 2030년까지 자연증가분 대비 37% 온실가스 감축, 2050년까지 탄소 중립 달성을 선언했다. 화석 연료 의존성을 낮추더라도 산업시설에서 배출되는 이산화탄소(CO2)를 감축하기 위해서는 이산화탄소포집(CCS) 기술이 반드시 필요하다.

한국에너지기술연구원은 온실가스연구실 윤여일 박사 연구팀이 개발한 화력발전소, 제철소, 시멘트, 석유화학, 유리용해로 등 다양한 산업에 적용 가능한 CO2포집 기술을 SK머티리얼즈에 기술이전했다고 15일 밝혔다. 연구진은 해외 기술 대비 저렴한 흡수제 원료를 사용하고, 적은 에너지로 운전 가능한 공정기술을 통해 CO2 포집 비용을 낮추었으며, 흡수제 핵심 조성 확보, 원천 설계 및 엔지니어링 기술을 100% 국산화해 3건의 실증 과제를 통해 성능을 입증했다.

현재 대규모 CO2 포집 운전 실적을 보유한 국산 기술이 없어, 2~3년 내로 중규모실증 등을 통해 규모 격상되지 않는다면, 대형 CO2 배출원 대상 CO2 포집은 해외에 의존해야만 한다. 한국에너지기술연구원과 SK머티리얼즈는 이번 기술이전을 시작으로 키어솔 기술의 규모 격상으로 국내 CO2 포집 사업에 적극 활용함으로써 국가 탄소중립 목표 달성에 기여하고, 나아가 북미 CCUS 사업에 적극 진출하겠다는 계획이다.

연구진이 개발한 CO2 포집기술 키어솔(KIERSOL)은 한국, 미국, 중국, 캐나다, 호주, 인도, 독일 등 7개국에 특허 등록된 CO2 포집용 액상 흡수제와 이를 활용한 공정기술이다. 혼합 가스 속에 포함돼 있는 CO2를 선택적으로 흡수 포집해내는 기술로써, 흡수탑과 재생탑의 조합으로 구성됐다. 키어솔을 통해 분리한 CO2는 약 99.5%로써 고순도 액화 공정을 통해 반도체용 CO2(99.999%)까지 활용 가능하다.

키어솔은 탄산칼륨을 주물질로 산소 내산화성이 강한 반응 속도 촉진제가 혼합돼 있는 수용액상 흡수제다. 공정 설계 기술을 자체 개발했으며, 상용화 촉진을 위해 세계 3번째로 1톤 CO2/일 규모 모바일 공정을 40피트 수출형 컨테이너 6기 규모로 제작해 국내외 CEO들에게 실제 운전 데이터를 실시간 현장에서 볼 수 있게 함으로써 국산 기술 투자 선택을 용이하게 했다.

이산화탄소 포집용 키어솔 흡수제.[한국에너지기술연구원 제공]

해외 엔지니어링 업체들은 CO2 포집을 위해 주로 아민을 주물질로 활용하고 있다. 이로 인해 주입 가스 중 산소에 의한 아민 산화 분해, 50℃ 이상 승온되는 CO2 흡수 반응열 억제용 흡수탑 내 인터쿨러 활용, SO2에 부반응이 일어나는 흡수제, 재생열에 의한 흡수제 열변성, 거품생성 방지제 사용, 수산화나트륨 투입을 통한 리클레이머 활용 등 많은 단점이 있으나, 키어솔은 이러한 문제점이 거의 없는 기술이다.

윤여일 박사는 “이 기술을 본격 상용화해 CO2 포집비용을 낮춤으로써, 세계 CCUS 상용화를 리드할 수 있을 것이며, 특히 부생수소 생산 공정 중 발생하는 CO2도 포집 가능한 기술이기에 향후 블루수소 생산의 핵심적 역할을 할 것으로 전망한다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com