최근 문재인 대통령은 국회 시정 연설에서 2050년까지 탄소중립을 선언했다. 탄소중립이란 경제활동을 하며 발생한 온실가스를 탄소 감축 기술로 제어해 실질적 이산화탄소 배출량을 ‘0’으로 만드는 것을 말한다. 문 대통령은 “특히 탈탄소와 수소 경제 활성화, 재생에너지 비중 확대 등 에너지 전환 가속화를 위한 방안을 다각도로 강구해주기 바란다”라고 당국에 강력하게 촉구했다.

한국은 화석연료 의존도가 높고 1차 에너지 공급량 중 재생에너지의 비중이 2%로 경제협력개발기구(OECD) 중 최하위권이기에 에너지 패러다임을 획기적으로 변화시키지 않을 경우 2050년 탄소중립 목표를 달성하기가 사실상 어렵다. 그렇다고 재생에너지에 집중하는 것이 답이 될 것인가? 대표적 재생에너지인 태양광, 풍력 등의 장비를 설치하려면 산림 훼손이 심하고 에너지 효율이 매우 낮다. 그렇다면 현재 기술 중 저탄소 산업으로 에너지 패러다임을 바꿀 수 있는 것은 무엇일까? 바로 ‘탄소포집’ 기술과 ‘수소 생산용 촉매개질’ 기술을 융합하는 것이 해답이 될 수 있다.

탄소포집 기술은 대규모 탄소 배출 사업장 굴뚝 후단에서 배출되는 이산화탄소를 흡수제로 연속 포집하는 기술이다. 수소는 수전해와 촉매개질을 통해 얻을 수 있다. 수전해의 경우 여전히 화력발전에서 생산한 전기를 이용하고 있고, 수소·산소의 분리기술 국산화 등 상용화에 이르려면 갈 길이 멀기에 수십년 이상 추가 연구가 필요하다. 단기간에 수소 사회를 만들려면 화석 연료와 수증기를 활용한 촉매개질로 수소를 생산할 수밖에 없다는 뜻이다. 그러나 이 방식도 수소 1㎏을 생산하는 데 약 9㎏의 이산화탄소가 발생한다. 촉매개질 반응을 통해 얻은 수소는 청정에너지의 탈만 썼을 뿐 지구 온난화를 유발할 수밖에 없는 상황이기에 적절한 탄소감축 기술이 필요한 상황이다.

만약 수소 생산용 촉매개질 장치 후단에 탄소 포집기술을 연결한다면 어떤 일이 벌어질까? 수소 생산 시 발생한 이산화탄소를 전량 포집할 수 있고, 탄소 포집용 흡수제 재생에 필요한 열에너지는 촉매개질 장치로부터 얻을 수 있어서 서로가 윈윈인 시너지가 발생한다. 포집한 이산화탄소는 이산화탄소를 원료로 이용하는 촉매개질 신기술에 재활용한다면 수소 생산량은 더 증가할 것이다. 말 그대로 온실가스를 자원화하는 것이다. 실제 이러한 생각을 현실화하려는 기업들이 늘고 있다. 예스코, 금호석유화학과 같은 곳이 대표적이다. 서울시와 예스코는 바이오 메탄으로 수소를 생산해 청정연료전지발전으로 발전 방식 변환을 시도하고 있다. 이 과정에서 발생하는 이산화탄소를 에너지연의 키어솔(KIERSOL) 기술로 포집해 스마트팜에 공급하려는 계획을 세우고 있다. 금호석유화학은 사업장에서 발생하는 이산화탄소를 키어솔 기술로 포집한 후, 이를 합성가스 생산에 활용하려고 계획 중이다.

탄소 중립 선언이라는 주사위는 던져졌다. 이제 실현할 수 있는 실질적인 방안을 마련해야 한다. 탄소포집기술과 수소 생산용 촉매개질 기술의 융합이 그린 뉴딜 정책의 선봉장이 되지 않을까 생각해본다. 프리미어리그 토트넘에서 대활약 중인 손흥민과 해리 케인처럼.

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