세계 최고수준의 CO2 포집용 액상 흡수제 및 공정기술 개발

한국에너지기술연구원은 화력발전소나 제철소, 석유화학공정 등에서 대량 배출되는 이산화탄소(CO2)의 포집·흡수 효과를 높일 수 있는 「이산화탄소 포집용 액상 흡수제(브랜드명 KIERSOL)」와 공정기술을 개발했다. 또한 KIERSOL 기술은 천연가스 연소배기가스 내 이산화탄소 포집을 위한 ‘KIERSOL-N' 기술로 최적화해 현대·기아차에 기술이전 되었다.

기술개요

지구온난화 물질인 이산화탄소를 저비용으로 포집할 수 있는 혁신적 CO2 흡수제

연소후 가스 중 CO2 만 선택적으로 포집할 수 있으며, 한국 최초로 포집용 소재, 개념설계, 기본설계가 이루어진 CO2 포집공정

핵심기술

현재 상용 기술 중 세계 최고 수준인 일본 MHI사 KS-1 흡수제 대비 20% 낮은 재생 에너지

유입 기체 중 부성분 (SO2, NO, O2)에 의한 부반응이 작음

기대효과

2020년 이후 연간 국내 7,400 억원의 환경 시장, 국외 2조 6000억원의 수출 시장 확보 가능

국내 발전소 및 산업체에 적용하여 500만 CO2 톤/년 저감 효과 및 저비용 CO2 포집기술로써 정책적, 기술적 활용

세계 최고 수준 흡수제보다 20% 낮은 재생에너지

윤여일 박사팀이 개발한 KIERSOL 기술은 연소배가스(질소, CO2, 산소 등)가 굴뚝으로 빠져나가기 전에 액상 형태 흡수 제인 KIERSOL과 반응해 이산화탄소(CO2)만 선택적으로 포집한다. 또한, 흡수된 이산화탄소에 재생에너지를 가해 흡수제와 이산화탄소를 완벽하게 분리한 뒤 KIERSOL을 다시 흡수 공정으로 보낸다. 이 과정에서 재생 시 소요되는 에너지를 기존보다 크게 줄인 것이 혁신적이다.

이 기술은 이산화탄소 포집 기술 분야에서 세계 선두를 달리고 있는 일본 미츠비시 중공업이 최근 개발한 것보다 흡수제를 재생하는데 필요한 에너지가 20% 낮다. 미츠비시 중공업의 KS-1 흡수제는 3.2GJ/톤 CO2의 에너지가 소비되는 반면, 연구원에서 개발한 KIERSOL은 2.5GJ/톤 CO2의 에너지 투입으로 100% 재생이 가능하기 때문에 경제성 측면에서 세계 최고 수준을 확보한 매우 획기적인 기술이다.

윤여일 박사는 “지구 온난화 방지를 위한 우수한 CO2 포집 기술을 개발하기 위해 전세계가 각축을 벌이는 중 일본의 미츠비시 중공업사보다 우수한 국산 CO2 흡수제인 KIERSOL의 상용화 추진은 그 의미가 크다” 며 미츠비시 중공업의 흡수제 판매가가 kg당 약 1만 5천원인 데 비해 우리 흡수제는 4,300원으로 싼 것도 장점”이라고 밝혔다.

이산화탄소 배출하는 다양한 산업분야에 적용 가능

2006년부터 KIERSOL 기술을 개발해 온 연구원은 2009년에 흡수제의 기초물질 조성을 확립하여 국내 특허를 등록하였 으며 기술 수출 가능성이 가장 높은 6개국 (미국, 유럽, 중국, 호주, 인도, 캐나다)에 특허를 출원한 상태이다.

이미 CCS 기술을 선도하고 있는 선진 연구 기관(TXU(미국), MHI/RITE(일본), SINTEF(노르웨이), IFP(프랑스)이 사용하는 흡수액 표준 분석기법을 통해 기술 검증을 마친 KIERSOL 기술은 유입되는 처리 가스 중 CO2 농도가 10% 내외인 화력발전소뿐만 아니라 25% 내외인 제철소, 시멘트, 석유화학공장 등 다양한 분야에 폭넓게 응용하여 적용 가능한 장점이 있어 우리나라뿐만 아니라 해외 산업 여건에도 매우 적합하다고 평가되고 있다.

연구원의 KIERSOL 기술은 LNG에서 발생하는 연소배가스 내 CO2 포집을 위해 KIERSOL-N으로 최적화해 (주) 현대자동차, (주) 기아자동차에 기술 이전 되었으며, 대규모 CO2 배출 고정산업시설에 설치하여 파급할 수 있는 기술 개발 사업을 추진 중에 있다. 또한, 향후 국내외 시장에 기술매매를 통한 경제 효과를 거둘 것으로 기대하고 있다.