2030년 국내 온실가스 총 감축 목표량 2억 1900만t 가운데 화석에너지를 사용하는 발전부분이 6450만t으로 가장 높고 제철, 시멘트, 석유화학 업종이 그 다음을 이루고 있다. 즉 한국이 온실가스 감축 목표를 달성할 수 있는가 여부는 4대 산업분야(발전·제철·시멘트·석유화학)의 이산화탄소 감축량이 어느 정도까지 가능한지에 달려 있다고 해도 과언이 아니다.

이 4개의 핵심 산업분야 중에 화력발전 및 제철, 석유화학 분야는 이미 이산화탄소를 포집할 수 있는 설비를 테스트 또는 상용급으로 가동하고 있다. 화력발전소는 하루 200t의 이산화탄소를 포집할 수 있는 시험 설비를 보령화력·하동화력에 구축하여 테스트 중이고, 포스코는 하루 10t 포집이 가능한 시험 설비를 포항에, 석유화학단지가 밀집된 3개 화학단지(여수·대산·울산)에는 이미 화학제품 고순도화 공정을 위해 상용급의 산성가스 처리공정(AGRU·Acid Gas Removal Unit)을 1900년대 후반기부터 설치해 운전하고 있다. 아직 시멘트 업종만 이산화탄소를 포집하는 설비를 구축하지 못하고 있는 상황이다.

시멘트 업종은 2020년까지 자연 증가로 발생하는 온실가스량 대비 8.5%를 감축하겠다는 목표를 세운 상태이다. 2015년에 발표한 시멘트 협회 자료에 의하면 시멘트 혼합재 비율의 증대(138만t 이산화탄소), 슬래그 시멘트 생산비 확대 (120만t 이산화탄소), 대체 연료 사용(33만t 이산화탄소), 주변 기기 효율 개선 (27만t 이산화탄소), 폐열 회수 발전 용량 확대(18만t 이산화탄소)를 통해 총 347만t의 이산화탄소를 줄여보겠다고 계획을 수립했다. 협회가 제시한 방법들을 면밀히 살펴보면 대부분 공정의 효율 개선 또는 화석연료 사용 절감 등 간접적인 방법들이다. 즉, 정부가 제안한 10% 온실가스 감축안 목표를 달성하기 위해서는 시멘트 생산량을 줄이는 악수를 쓸 수밖에 없는 상황이다.

시멘트 생산 단계에서 가장 많은 이산화탄소가 발생되는 곳은 크게 두 곳이다. 첫 번째는 1300도 이상 고열로 석회석을 소성시킬 때 나오는 원통형 가마이다. 두 번째는 고열을 만들기 위해 사용하는 유연탄 연소실이다. 이렇게 두 곳에서 이산화탄소가 발생하기에 굴뚝에서 배출되는 이산화탄소의 농도는 약 25%로, 미분탄 화력발전소의 12%보다 높은 편이다. 시멘트 사업장에 액상 흡수 공정으로 이산화탄소를 포집할 경우 포집 공정에 필요한 열은 시멘트 사업장의 폐열을 활용할 수 있고 단위면적당 더 많은 양의 이산화탄소를 포집할 수 있으니, 화력발전소보다 아주 유리한 조건이라고 할 수 있다.

한국은 포집한 이산화탄소를 저장할 지하 공간이 아직 준비되지 않은 상태이나, 시멘트 사업장의 경우 석회석과 같은 칼슘 공급원을 풍부하게 보유하고 있어서 고순도 침강탄산칼슘과 같은 고부가가치 광물로 변환하여 차익을 기대할 수 있다. 석회석 1t에 4만 원인 것을 고순도 침강탄산칼슘 1t에 120만 원 이상으로 변환시킬 수 있는 것이다. 아직 이산화탄소가 포함된 광물을 이산화탄소 감축량으로 인정하지 않지만, 고가의 광물을 매각하여 탄소배출권으로 환산할 수 있으니 한국의 시멘트 사업장은 CCUS 사업(이산화탄소 포집·이용·저장 기술)을 벌이기에 최적의 조건이라고 할 수 있다. 윤여일 한국에너지기술연구원 온실가스연구실 책임연구원

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