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최근 공기 중 이산화탄소를 제거하는 기계가 발명됐다. 하지만 과연 기후 변화를 멈추는 열쇠가 될 수 있을까?

기사승인 2021.04.06  10:22:54

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직접 공기 포집 (Direct air capture, DAC) 기술이 개발된 이후, 이 기술이 기후 변화와 각종 환경 파괴 문제를 막을 수 있는지에 대해 관심이 쏠린 상태다. 직접 공기 포집 기술이 친환경적임에는 분명하지만, 아직은 넘어가야 할 많은 장애물이 있다. 이와 관련해 2021년 1월 21일, The Conversation에서는 직접 공기 포집 기술의 개념을 간단히 설명하며, 이가 극복해야 할 어려움과 미래 전망에 대해 보도했다.

이번 주 수요일 (1월 21일 기준), 대기 중 이산화탄소 농도는 415ppm으로 측정되었다. 이는 인류의 역사상 가장 높은 수치이고, 해마다 증가하고 있다.

모든 집중이 탄소 배출의 감축으로 쏠린 가운데, 기후 변화에 관한 정부 간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPPC)는 위험한 수준의 지구 온난화를 피하는 것만으로는 감축량이 충분하지 않을 것이라고 말했다. 세계는 대기에 존재하는 이산화탄소를 적극적으로 제거하기 위해 합심해야 하고, 이 과정은 “마이너스 탄소 배출 (발생시킨 이산화탄소의 양보다 더 많은 탄소를 없애겠다는 의미)”로 설명된다.

이산화탄소의 제거는 두 가지 방법으로 시행될 수 있다. 첫 번째는 자연 생태계에서의 탄소 포집을 강화하는 것이다. 더 많은 숲을 조성하거나, 토양에 탄소를 저장하는 것이 그 예이다. 두 번째는 직접 공기 포집 (direct air capture, DAC) 기술을 사용하여 주변 공기에서 이산화탄소를 제거한 다음, 지하에 저장하거나 제품으로 전환하는 것이다.

지난주에 발표된 한 미국 연구에 따르면, 직접 공기 포집 기술을 사용하는 “이산화탄소 세정기(C02 scrubbers)”를 긴급 배치하게 된다면 지구 온난화를 늦출 수 있다고 한다. 하지만 이를 위해서는 정부와 기업의 전시 수준에 맞먹는 자금이 필요하다. 그렇다면 과연 직접 공기 포집 기술에 소비될 시간과 돈은 그만큼의 가치가 있는 것일까?

직접 공기 포집 기술은 무엇인가?

직접 공기 포집은 대기에서 이산화탄소를 포집 하는 기계 시스템을 의미한다. 오늘날 이 시스템으로 운영되는 공장은 액체 용매 또는 고체 흡착제를 사용하여 다른 가스로부터 이산화탄소를 분리한다.

스위스 회사인 클라임웍스(Climeworks)는 세계 최초의 상용 직접 공기 포집 시스템으로 구성된 15개의 기계를 유럽 전역에서 운영하고 있다. 이는 재생 가능한 지열 에너지, 또는 폐기물을 태워 생산된 에너지로 구동된다.

이 기계들이 팬을 사용하여 공기를 “수집기(collector)”로 끌어들이면, 내부에 있는 여과기가 이산화탄소를 따로 포집 한다. 여과기가 가득 차게 되면 수집기는 닫히고, 이산화탄소는 지하에 따로 보관된다.

다른 예로 캐나다 회사인 카본 엔지니어링(Carbon Engineering)은 거대한 팬을 사용하여 공기를 엄청난 규모로 끌어들인다, 이후 공기는 수산화칼륨 용액을 통과한다. 이는 화학적으로 이산화탄소와 결합하게 되는데, 결합된 이산화탄소들은 공기에서 제거되고, 이후 농축, 정제 또는 압축된다.

포획된 이산화탄소는 기름을 추출하기 위해 땅에 주입될 수 있다. 어떤 경우에서는 기름을 태운 후 생기는 배출을 막는 데 도움이 되기도 한다.

클라임웍스와 카본 엔지니어링 기술의 제안자들은 이 기술이 향후 대규모 상용과 투자를 위해 설계되었다고 말한다. 일부 추정에 따르면, 전 세계적으로 직접 공기 포집 기술의 잠재적 시장 가치는 2030년까지 1,000억 달러에 이를 수 있고 한다.

앞으로의 큰 도전

직접 공기 포집은 기후 변화에 실질적인 영향을 주기 전까지는 많은 장애물과 도전에 직면할 것이다.

이 기술이 현재 다른 이산화탄소 포집 방법들과 비교해 큰 비용이 드는 것은 맞다. 하지만 기술이 발전하고 확장됨에 따라 더 저렴해질 것으로 예상된다. 또한 경제적 측면의 실행 여부는 탄소 시장에서의 마이너스 배출 출현과 부상에 의해 도움을 받을 것이다.

직접 공기 포집 기계는 엄청난 양의 공기를 처리하므로 에너지 집약적이다. 한 연구에 따르면 이 이술이 2100년에 전 세계의 에너지 1/4을 소비할 수도 있다고 주장한다. 하지만 현재 개발 중인 새로운 직접 공기 포집 방법은 에너지 사용을 줄일 수 있다.

이 기술이 마주친 어려움을 극복하기는 힘들겠지만, 이는 숲을 심거나 토양에 이산화탄소를 저장하는 마이너스 배출 방법들보다 더 적은 땅과 물을 필요로 한다.

이는 또한 대기업의 지원을 점점 더 많이 얻고 있다. 마이크로소프트 (Microsoft)는 작년에 그들이 마련한 마이너스 배출 계획에 이 기술을 포함했다고 한다.

호주를 위한 기회

호주는 직접 공기 포집 분야에서 세계적인 리더가 될 수 있는 독보적인 위치에 있다. 작물 재배에 적합하지 않은 넓은 면적의 땅, 충분한 양의 햇빛은 태양 에너지를 이용해 구동되는 직접 공기 포집 시설 운영에 매우 알맞다. 호주에는 더불어 지하 저수지에 탄소를 격리하거나 저장 가능한 세계 최고의 장소가 있다.

직접 공기 포집은 호주에서 비교적 새로운 개념이다. 호주 기업 사우스던 그린 가스 (Southern Green Gas, SGG)와 연방 과학 산업 연구 기구(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, CSIRO)는 태양열로 구동되는 직접 공기 포집 기술을 개발하고 있다. 필자는 사우스던 그린 가스(SSG)에 참여 중인데, 이들이 진행 중인 프로젝트에는 포집 된 이산화탄소가 오일 회수에 사용되는 것과 영구적으로 저장될 수 있는 공간에 대한 개발도 함께 진행 중이다.

만약 직접 공기 포집 기술이 마주친 어려움을 극복할 수만 있다면, 이 기술은 기후 변화를 넘어서 더 큰 이득을 취할 것이다. 이는 새로운 제조업 영역을 만들어낼 수도 있고, 화석 연료의 쇠퇴로 인해 실직한 사람들에게 고용의 기회를 제공할 수도 있다.

전망을 기대하며

대기 중 이산화탄소를 없애는 일은 마치 거대한 도전처럼 보인다. 하지만 지금 아무런 행동도 취하지 않는다면 이는 후에 더 큰 장애물들을 불러올 것이다. 급격한 기후 변화, 복구 불가능한 생태계 파괴, 동식물들의 멸종. 더 나아가 건강, 음식, 물과 경제적 성장에 대한 위협들 말이다.

직접 공기 포집 기술은 현재 매서운 맞바람을 마주하고 있다. 하지만 올바른 정책, 올바른 운영자와 함께라면, 이는 기후 변화를 뒤집을 수 있는 가장 적절한 방법이 될 것이다.

 

김다연 / 동일여자고등학교 / 대한민국 지속가능 청소 yess@live.com

<저작권자 © 지속가능저널 무단전재 및 재배포금지>
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