[김성철]이산화탄소 회수를 위한 순산소 연소기술

[사이언스칼럼]김성철 한전 전력연구원 책임연구원

전 세계는 급격한 산업화로 온실가스인 이산화탄소 발생이 매년 증가하여 지구온난화를 가중시키고 있다. 우리나라는 이산화탄소 의무감축 당사국으로 지정되지는 않았으나 세계 9위의 이산화탄소 배출국이며 OECD 회원국이기 때문에 2013년 부터는 이산화탄소 배출 의무 부담국으로의 지정이 유력시 되고 있다.

▲ 김성철 한전 전력연구원 책임연구원

최근 정부에서는 그린에너지 기술개발 전략 로드맵을 발표하였으며, 이 로드맵에서는 신성장 동력을 포함한 그린에너지 15대 유망분야를 선정하여 발표하였는데 이중에는 이산화탄소 회수저장 (CCS : CO2 Capture and Storage, ) 기술개발이 포함되어 있어 정부에서도 이산화탄소 기술개발의 중요성을 인식하고 있는 상황이다.

이산화탄소를 줄이기 위한 방안으로는 에너지절약을 통한 방법과 산업구조 조정 및 발생한 이산화탄소를 회수하여 포집하는 방법들이 있다. 에너지 절약은 이산화탄소 배출 저감 비용 측면에서는 유리하지만 적용 가능한 배출원이 소규모 배출원이어서 효과 면에서 불리한 측면이 있고, 대용량의 이산화탄소 배출원에 적용하기 유리한 이산화탄소 회수저장 기술은 비용 및 기술개발 부담이 걸림돌로 작용하고 있다. 따라서 짧은 기간에 대용량의 이산화탄소 배출을 저감하기 위해서는 에너지 산업분야와 같은 대규모 배출원에서 이산화탄소를 회수하는 기술적용이 시급한 과제로 인식되고 있다.

이산화탄소 회수기술 중에서도 근래 전 세계에서 활발히 기술개발 되고 있는 순산소 연소기술은 연소용 공기 중에 함유된 질소를 제거한 후 90% 이상의 고농도 산소를 이용하여 연소시켜 열을 발생시킨다. 순산소 연소를 통해서 발생하는 배가스의 대부분은 이산화탄소와 수증기로 구성되어 있으며, 배가스의 일부를 다시 보일러로 재순환시켜 발전설비의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 하여 이산화탄소를 80% 이상으로 농축하여 회수하는 기술이다.

우리나라 순산소 연소관련 연구는 선진 외국과 비교하여 다소 늦게 출발하였다. 그러나 한전 전력연구원이 2007년 10월부터 지식경제부의 전략기술 과제로 한국남동발전(주)이 참여하는 순산소 연소기술 기반 석탄화력발전 이산화탄소 포집기술 개발사업에 착수하여 2015년 까지 100MWe급 순산소 연소 발전소 건설을 완료하고 2020년 이전에 실증 기술을 입증하게 되면 전 세계에서 가장 앞선 수준의 순산소 발전기술을 확보할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

그러나 이산화탄소 저감을 위하여 정부와 산·학·연의 장기적이고 전략적인 종합 공동 대응방안 마련도 중요하지만 국민들이 이산화탄소를 줄이기 위한 생활 속의 이산화탄소 다이어트를 실천하는 일도 매우 중요하다고 생각한다.

즉 일상생활 속에서 걷기나 자전거 이용의 생활화와 엘리베이터 대신에 계단을 이용하거나 일회용품의 사용 절제 그리고 절적한 실내온도 유지의 생활화로 가구당 연간 231Kg의 이산화탄소를 줄일 수 있으며, 100만 가정이 사용하지 않는 전기기기의 플러그를 뽑는 생활속의 작은 실천을 통하여 15만톤의 이산화탄소를 줄일 수 있기 때문이다.

이제부터 우리나라도 이산화탄소 회수 및 저장 기술개발에 더욱 노력을 경주하여 구체적으로 시장형성이 가능한 핵심기술을 개발함으로써 우리나라가 이산화탄소 회수 분야의 주도적인 기술 우위를 점할 수 있도록 더욱 노력을 경주해야 할 것으로 생각한다.