넷제로 달성, 제조업 탄소저감 기술과 탄소포집 기술

 

 

지구 온난화, 이제는 더 이상 외면할 수 없는 심각한 문제입니다! 탄소 중립, 넷제로(Net-Zero)는 선택이 아닌 필수죠. 특히 전 세계 온실가스 배출의 상당 부분을 차지하는 제조업 분야의 탄소 저감은 넷제로 달성의 핵심 과제 입니다. 수소환원제철, CCUS(탄소 포집, 활용 및 저장), 에너지 효율 향상 등 혁신적인 기술들이 제조업의 미래를 그려나가고 있습니다. 이 글에서는 제조업의 탄소발자국을 줄이는 데 기여하는 다양한 기술과 그 전망, 그리고 정책적 지원의 필요성 에 대해 자세히 알아보겠습니다.

제조업, 넷제로 달성의 최전선

제조업은 2050 탄소중립 시나리오 달성의 핵심 산업 중 하나 입니다. 철강, 시멘트, 화학 등 탄소 집약적인 산업 공정에서 배출되는 온실가스를 줄이지 않고서는 지구 온난화를 막을 수 없다는 것이 전문가들의 공통된 의견입니다. 하지만 이는 결코 쉬운 일이 아닙니다. 탄소 저감 기술 개발과 적용에는 막대한 비용과 시간이 소요되기 때문이죠. 게다가 새로운 기술 도입은 기존 산업 생태계에 큰 변화를 가져오기 때문에, 저항에 부딪히는 경우도 많습니다. 그럼에도 불구하고, 우리는 지속 가능한 미래를 위해 끊임없이 혁신을 추구해야 합니다!

수소환원제철: 철강 산업의 게임 체인저

철강 생산은 전통적으로 엄청난 양의 탄소를 배출하는 공정으로 알려져 있습니다. 철광석에서 산소를 제거하기 위해 코크스(Cokes)를 사용하는 과정에서 이산화탄소가 대량으로 발생하기 때문입니다. 하지만 이제 걱정하지 마세요! 혁신적인 기술, 수소환원제철 이 등장했습니다. 수소환원제철은 코크스 대신 수소를 환원제로 사용하여 철광석에서 산소를 분리하는 기술입니다. 이 공정에서는 부산물로 물(H₂O)만 생성되기 때문에 탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점 이 있죠. 현재 수소환원제철 기술은 상용화 초기 단계에 있지만, 세계 각국 정부와 기업들이 기술 개발과 파일럿 플랜트 운영에 박차를 가하고 있습니다. 수소 생산 비용 절감과 공정 효율 향상이라는 과제가 남아있지만, 수소환원제철은 철강 산업의 미래를 밝히는 핵심 기술로 주목 받고 있습니다.

시멘트 산업의 탄소 저감: CCUS 기술의 부상

시멘트 생산 과정에서는 석회석(CaCO₃)을 가열하면서 이산화탄소(CO₂)가 필연적으로 발생합니다. 철강 생산과는 달리, 시멘트 생산의 화학적 메커니즘 자체를 바꾸는 것은 매우 어렵습니다. 그렇다면 해결책은 무엇일까요? 바로 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술 입니다! CCUS는 이산화탄소를 포집하여 지중에 저장하거나, 건축자재, 연료, 화학제품 등 다양한 분야에 활용하는 기술입니다. CCUS는 시멘트 산업뿐만 아니라 발전소, 화학 플랜트 등 다양한 산업 분야에서 탄소 배출 저감에 기여할 수 있는 잠재력 을 가지고 있습니다. 물론 CCUS 기술의 경제성 확보 및 대규모 적용을 위해서는 추가적인 기술 개발과 정책 지원이 필요합니다. 하지만 CCUS는 탄소 중립 시대의 필수 기술로 자리매김할 것 으로 예상됩니다.

다양한 탄소 저감 기술과 미래 전망

수소환원제철과 CCUS 외에도 제조업의 탄소 배출을 줄이기 위한 다양한 기술들이 활발하게 연구 개발되고 있습니다. 에너지 효율 향상, 재생에너지 활용, 바이오 기반 원료 사용, 공정 최적화 등이 대표적인 예입니다.

에너지 효율 향상 기술

기존 설비 및 공정의 효율을 개선하여 에너지 소비량과 탄소 배출을 줄이는 기술입니다. 예를 들어, 스마트 팩토리 기술을 활용하여 에너지 사용을 실시간으로 모니터링하고 제어함으로써 에너지 낭비를 최소화할 수 있습니다. 또한, 폐열 회수 시스템을 도입하여 버려지는 에너지를 재활용하는 것도 효과적인 방법입니다.

재생에너지 활용

태양광, 풍력, 수력, 지열 등 재생에너지 기반 전력을 제조 공정에 도입하여 화석연료 사용을 줄이고 탄소 배출을 감소시키는 전략입니다. 기업들은 재생에너지 발전 시설을 직접 설치하거나, 재생에너지 공급 업체와 전력 구매 계약(PPA)을 체결하는 방식으로 재생에너지를 사용할 수 있습니다.

바이오 기반 원료 사용

화석연료 기반 원료를 바이오매스, 식물성 오일 등 재생 가능한 원료로 대체하는 기술입니다. 바이오 기반 원료는 생산 과정에서 탄소를 흡수하기 때문에, 최종 제품의 탄소 발자국을 줄이는 데 기여할 수 있습니다. 플라스틱, 섬유, 연료 등 다양한 제품에 바이오 기반 원료를 적용하는 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.

공정 최적화

생산 공정을 분석하고 개선하여 탄소 배출을 최소화하는 전략입니다. 예를 들어, 인공지능(AI)과 빅데이터 분석을 활용하여 공정 변수를 최적화하고 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 또한, 공정 설계 단계에서부터 탄소 배출을 고려하여 친환경적인 공정을 개발하는 것도 중요합니다.

정책 및 국제 협력: 넷제로 달성의 촉매제

기술 개발만으로는 넷제로 목표를 달성하기 어렵습니다. 정부의 정책적 지원과 국제적인 협력이 필수적 입니다. 탄소 배출권 거래제, 탄소세 등 경제적 인센티브를 도입하여 기업들의 탄소 저감 노력을 촉진하고, 연구 개발 지원, 인프라 구축 등을 통해 기술 혁신을 가속화해야 합니다. 또한, 국가 간 기술 협력 및 정보 공유를 통해 탄소 저감 기술의 확산을 촉진하고, 글로벌 차원의 넷제로 목표 달성을 위한 공동 노력을 강화 해야 합니다.

결론: 지속가능한 미래를 향한 여정

제조업의 탄소 저감은 단순한 환경 문제를 넘어, 우리 모두의 미래를 위한 필수 과제 입니다. 수소환원제철, CCUS, 에너지 효율 향상, 재생에너지 활용 등 다양한 기술적 접근과 정책적 지원, 국제 협력을 통해 넷제로 목표 달성을 위한 노력을 지속해야 합니다. 제조업의 탈탄소화는 어려운 도전이지만, 동시에 지속가능한 성장과 새로운 경제적 기회를 창출할 수 있는 절호의 기회 이기도 합니다. 모든 이해관계자들의 적극적인 참여와 협력을 통해 지속가능한 미래를 향한 혁신의 여정을 함께 걸어나가야 할 것 입니다.