[장태선]온실가스 전환기술, 지구온난화와 자원고갈 해결 열쇠

[사이언스 칼럼]장태선 한국화학연구원 온실가스자원화 연구그룹장 책임연구원

▲ 장태선 한국화학연구원 온실가스자원화 연구그룹장 책임연구원

인간이 생활하면서 온실가스라고 부르는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 등이 다량으로 배출, 최근 온실가스 문제는 이산화탄소의 증가로 지구온난화와 연관돼 많은 사람의 관심을 끌고 있다.

지구온난화는 지구의 대기층에 있는 온실가스가 두꺼워지면서 지구에서 빠져나가는 열을 과도하게 막아 지구가 점점 뜨거워지며 환경재앙이나 이상기후가 발생되는 현상이다.

지구온난화 규제 및 방지의 국제협약인 기후변화협약에서는 1997년 교토의정서 채택 후 유럽연합(EU)의 15개 국가는 올해까지 1990년 대비 온실가스 발생량을 평균 8% 감축목표를 달성하기 위해 다양한 프로젝트를 진행하고 있다.

감축대상인 온실가스는 이산화탄소(), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O) 등 6가지로 구분, 이 가운데 이산화탄소()가 가장 많은 양의 온실가스를 발생시켜 약 80~90%를 차지한다.

온실가스 중 이산화탄소 감축방법에 대해서는 국가별로 과학기술 수준이나 처한 환경에 따라서 접근하는 방식이 다르지만 크게 온실가스 저장기술과 전환기술로 나뉘며, 우리나라는 저장ㆍ전환기술, 두 가지 방법을 동시에 개발하고 있다.

온실가스 저장기술은 깊은 바다 속에 온실가스를 대량으로 저장하게 되는데 현재까지는 바다의 환경에 의한 안전성이 명확하지 않아 신중하게 접근하고 있다.

반면 온실가스 전환기술은 지구온난화 문제와 자원고갈 문제를 동시에 해결할 수 있는 기술 중 하나로 제안되고 있다.

그러나 이러한 전환기술 개발에 대한 부정적인 시각 또한 존재한다.

첫째는 온실가스 전환기술은 석유, 석탄 등 화석연료 사용에 따라 발생한 온실가스를 화학적 공정에 의해 다시 석유 대체원료 즉, 화석연료로 전환하는 기술로, 이러한 작업은 열역학적으로 맞지 않아 상대적으로 온실가스를 줄이는 효과도 크지 않다고 여기는 시각이 있다.

둘째로 이러한 화학적 전환기술로 얻어지는 산출물은 다시 배출되는 플랫폼 화학물질, 즉 합성가스, 요소 등이 있는데 이러한 전환기술로 발생되는 물질의 최종 산출물 양이 적어 개발 효과가 미미하다고 여기는 시각도 있다.

그럼에도, 현재로서는 온실가스의 감축을 위해서는 직접적으로 저장기술 및 전환기술을 대체할 방안이 없어서 국내 연구진은 각 문제점을 해결하기 위해 연구개발에 매진하고 있다.

온실가스 전환기술에 따른 자체시장의 정확한 규모는 예측하기 어려우나, 온실가스 저감정책의 실시로 세계 탄소배출권 시장이 2007년 640억 달러에서 2010년 1500억 달러로 3년 내 2배 이상 확대되는 등 그 규모는 앞으로 더욱 커질 것으로 기대된다.

화학적 공정 등을 활용한 온실가스 전환기술을 통해 만들어지는 플랫폼 화학물질, 즉 합성가스, 요소, 카바메이트, 카보네이트 등과 같은 물질로부터 만들어지는 시장 규모는 이미 전 세계적으로 포화기에 도달한 석유시장(2007년 47조 원)을 점차 대체하게 될 것이다.

모든 국민이 아는 바와 같이 자원이 없는 우리나라는 석유자원 전량을 수입에 의존하고 있다.

따라서 온실가스 전환기술을 통해 감축대상인 이산화탄소를 자원화해 수입에 의존하고 있는 석유자원을 10%만 대체할 수 있다면 연간 140억 달러의 수입대체 효과(2008년 에너지 수입량 1415억 달러)를 가져 올 수 있을 것으로 기대된다.

기후변화와 자원고갈문제를 제외하더라도 온실가스 저감문제는 국제적인 흐름 속에서 우리나라가 경제 대국으로 성장하려면 반드시 해결해야 할 과제다.

미래에는 석유로부터 얻어지는 에너지 대신 태양에너지, 신 재생 에너지를 활용하고, 발생한 온실가스도 경제적으로 전환해 지구온난화에 대한 염려도 줄이면서 자원고갈문제를 동시에 해결할 수 있도록 온실가스 전환기술이 조속히 개발돼야 한다.

온실가스 자원화를 위한 획기적인 융복합 기술이 개발된다면 시대 요구에 맞는 원료와 제품을 얻는 데 있어서 매우 효과적인 방안이 될 것으로 기대된다.