바다 속에 묻히는 이산화탄소

수천 년 동안 일정한 농도를 유지해 오던 이산화탄소농도는 산업화 이후 급격하게 증가했다. 갑자기 늘어난 이산화탄소 때문에 지구 기온이 올라가고 폭염이나 한파 같은 이상기후가 잦아지고 있다. 이에 전 세계가 탄소 중립 사회를 외치고 있다.

탄소 중립이란 이산화탄소 등 온실가스를 배출한 만큼 다시 흡수해서 실질 배출량을 0으로 만드는 것이다. 원래 자연계에서 탄소는 배출과 흡수를 통해 순환하며 일정한 양을 유지한다. 하지만 자연이 해결할 수 없을 정도로 사람들이 배출한 양이 너무 많아져 인위적으로 해결해야 하는 것이다.

시민들은 일회용품 사용을 줄이고 대중교통을 이용하며 배출량을 줄이는 한편 나무를 많이 심어서 수량을 늘리려고 노력 중이다. 하지만 이것만으로는 인류가 배출해내는 이산화탄소를 흡수할 수 없다.

자연이 흡수하지 못하는 이산화탄소를 처리하기 위해 이 탄소들을 지하 깊이 묻는 기술이 사용되고 있다. 이산화탄소를 가장 많이 배출하는 4대 업종인 정유, 시멘트, 철강, 석유화학에서 발생되는 배기가스 중 Co2만 끄집어내 99% 이상의 농도를 갖는 이산화탄소 가스를 생산한다.

대기 중 이산화탄소 농도는 0.04%에 불과한데 공장 굴뚝에서 나오는 연기에는 보통 10% 정도의 이산화탄소가 들어 있다. 이 연기가 배출되기 전에 ‘아민’라는 화학물질을 주입하면 화학물질이 이산화탄소를 포집한다. 포집된 아산화탄소를 옮겨 다시 열을 가하면 이산화탄소가 분리된다.
이렇게 모인 이산화탄소는 동해 바다에 묻히게 된다. 현재 동해가스전에는 연 40만톤의 이산화탄소가 저장되고 있다. 울산 앞바다에는 우리나라 최초의 가스 유전인 동해 가스전이 위치해 있다. 이곳은 2004년부터 천연가스를 채굴하다가 작년에 고갈 된 곳이다.

이렇게 빈 가스전이나 유전은 단단한 암석층으로 둘러싸여 있어 이산화탄소를 안정적으로 저장할 수 있다. 때문에 자원을 다 뽑아 텅 빈 폐유전 혹은 폐가스전에 액화 이산화탄소를 저장할 수 있다.

이산화탄소를 저장하면 자칫 폭발과 같은 대형 사고를 걱정 할 수 있지만 포집해 저장되는 이산화탄소는 에너지를 전부 잃은 상태이기 때문에 사고의 위험도 없다. 하지만 이산화탄소가 새어 나오는 문제는 여전히 제기되고 있다. 이산화탄소는 조금씩 새어 나오더라도 가장 깊은 해저에 깔려서 서서히 물에 녹아들지만 이를 방치할 수는 없다. 때문에 앞으로는 이산화탄소를 함석화 시키는 기술 개발에 많은 관심이 쏠리고 있다. 최근에는 주입할 때 압력을 가해 단단한 광물 상태인 탄산염으로 저장하는 암석화를 많이들 채택하고 있다.

현재는 개발 초기 단계에 있어 비용이 많이 들지만 대규모 투자를 통해 기술이 빠르게 발전한다면 비용 절감이 가능할 것으로 보고 있다. 국제 에너지 기구에서는 2070년까지 온실가스 감축량의 15%를 이 기술이 담당할 것으로 예측하고 있다.

포집된 이산화탄소를 암석화하는 기술과 함께 더 먼 미래에 발생할 공간 제약으로 생길 문제를 예방하기 위해 이산화탄소를 활용하는 기술도 관심을 모으고 있다. 포집한 이산화탄소를 에탄올로 변환시켜 보드카나 콜라 등에 사용하는 기술이 개발에 들어갔다. 뿐만 아니라 선글라스 연료 등 탄소를 사용하는 기업들마다 포집된 탄소를 활용하는 방법을 개발중이다. 앞으로 시중에서 재활용 된 이산화탄소를 만날 수 있을 예정이다.

▶ 참고자료 : 크랩, ‘이과는 이산화탄소를 묻어_ 우리나라 탄소 중립 근황

김예나 기자 givenewsmedia@gmail.com

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