[에너지 View] 이산화탄소 포집저장(CCS) 사실상 불가능..."저장공간 없어"

▲이산화탄소 포집저장처리기술(CCS)로 포집한 이산화탄소를 지중 저장하기 위해서는 지질학적으로 안전한 저장소가 필요하다. [자료제공=KCRC]

[에너지경제신문 권세진 기자] 지난해 ‘제3차 국가 온실가스 감축 로드맵’에 이산화탄소를 포집해 땅속에 저장하는 ‘이산화탄소 포집저장처리(CCUS)’ 기술이 발전부문 온실가스 감축 핵심 방안에 포함됐다. 정부는 CCUS를 통해 2030년까지 1030만 톤의 온실가스를 저감하겠다는 계획이다. 전문가들은 "현재 CCUS 기술 수준이 실제 현장에 적용하기에 부족하고 저장 공간 확보도 어려워 실현 가능성 낮다"고 주장했다. 여기에 2017년 포항지진이 인근 지열발전소에 의해 촉발됐다는 정부 조사연구단의 공식 발표가 나오면서 포항 영일만 해상에서 진행하려던 CCS 실증 추진도 사실상 어려워졌다.

CCS는 온실가스인 이산화탄소를 포집해 땅속에 저장하는, 효과적 온실가스 감축 기술로 알려져있다. 영국의 경우 정부가 2025년까지 CCS를 설치하지 않은 석탄발전소를 퇴출하기로 선언하기도 했다. 지난해 우리나라 정부가 발표한 ‘2030 국가 온실가스감축 기본 로드맵 수정안(로드맵 수정안)’을 보면 2030년까지 CCS을 통해 1030만톤의 온실가스 감축을 목표로 삼았다.

문제는 발전소에서 발생하는 이산화탄소를 포집하는 관련 기술에 대한 연구개발 진척이 거의 없다는 것이다. 이성호 에너지전환연구소장은 "중부발전 한 발전소에서 전체 배출 이산화탄소 양의 5% 정도를 포집하는데 규모를 더 키우는 일이 간단하지 않다"고 말했다. 이산화탄소 포집 방식은 연소 전, 연소 후 공정 둘로 나눌 수 있다. 연소 전 공정의 경우 천연가스 주성분인 메탄에 산소를 결합시켜 이산화탄소와 수소를 만들고, 여기에서 이산화탄소만 걸러 포집하는 방식인데 발생하는 이산화탄소의 90% 정도 포집이 가능하다. 우리나라 발전소들은 연소 후 공정을 택하고 있다는 게 이 소장의 설명이다. 그는 "배출가스에서 이산화탄소를 포집하는 데 배출속도가 빨라 제대로 안 된다. 이산화탄소 흡착망을 설치하면 에너지 손실이 발생하니 이마저도 제대로 안 하고 있다. 전체 배출가스의 10% 가량을 기껏 포집하는 정도"라고 설명했다.

포집한 이산화탄소를 저장할 마땅한 공간이 없다는 것도 문제로 지적됐다. 한국이산화탄소포집·처리연구개발센터(센터장 박상도, KCRC) 관계자는 "포집한 이산화탄소를 저장할 공간으로 포항 지역을 염두에 두고 있었는데 포항 지진 이후 안전성을 이유로 사실상 저장소 마련이 중단된 상태"라고 밝혔다. 이산화탄소를 주입하기에 앞서 다양한 탐사방법을 이용해 지질학적으로 안전한 저장소를 찾는데 우리나라에서는 포항이 유일한 저장 장소로 거론되고 있었다.

CCS를 본격 시행하기 전 실증연구부터 어려움을 겪고 있다. 정부는 온실가스 감축을 위해 2010년부터 ‘CCS 기술 실증’을 추진해 왔다. 2013년부터는 공주대와 한국지질자원연구원 등으로 연구진을 꾸렸다. 연구진은 포항지진 발생 전까지만 해도 이산화탄소 시험 주입을 2017년에 마치고 지난해 본격적 주입 연구를 진행하려고 했다. 지진 발생 뒤 인근 지열발전소와 관련성이 제기되며, CCS 실증연구도 지진에 영향을 주는 게 아니냐는 우려가 커졌다. 지하 750~800ｍ 아래에 이산화탄소를 주입하는 과정이 포함돼있어 지반에 무리를 줄 가능성이 있다는 지적이 나온 것이다. 포항시도 당시 실증 중단을 정부에 공식 요청했다. 특히 지진의 악몽을 겪은 포항시민들은 이 지역에서 추진되는 기술 실증을 강력히 반대하고 있다.

이 소장은 "포항 지진은 차치하고라도 CCS 저장공간 확보는 원래 불가능했다"고 강조했다. 그는 "탄소(석탄 주성분)를 완전연소하면 산소분자 2개와 와 결합해 이산화탄소가 된다. 이때 탄소 질량을 12라고 하면 발생하는 이산화탄소 비중은 44가 된다. 석탄 1톤이 연소해 이산화탄소가 되면 질량이 3배가 넘게 증가하는 것이다. 여기에 더해 석탄은 고체이지만 이산화탄소는 상온에서 기체라 부피가 600배 이상 크다. 이만큼을 저장할 만한 공간은 우리나라에 없다"고 강조했다. 이 소장은 "2030년까지 CCS로 1000만톤 이상 감축하겠다는 정부 목표는 달성 불가능하고 CCS 기술은 석탄을 계속 쓰기 위한 변명거리에 지나지 않는다"며 "독일과 같은 선진국은 장기 에너지 계획을 정할 때 CCS를 포함하지 않는다"고 덧붙였다.