DAC(Direct Air Capture), 탄소중립 달성 위한 이산화탄소 제거 기술의 핵심

탄소중립 달성과 온난화로부터 지구를 구하기 위한 이산화탄소 제거 기술인 CCUS(Carbon Capture Utilization & Storage) 과정과 그중에서도 차세대 핵심기술인 직접공기포집 기술 DAC(Direct Air Capture)에 대해서 알아보고 장단점도 확인해보겠습니다.

 

1. CCUS 기술 원리

1. 포집 : 산업 공정시설에서 발생한 가스 중 이산화탄소를 분리하는 기술
2. 운송 : 이산화탄소를 압축해 저장에 적합한 장소까지 운송하는 기술
3. 저장 & 활용 : 이산화탄소를 지하에 저장 및 활용하는 기술

탄소를 모으는 포집단계는 여러 가지 방법이 있지만 보편적으로는 공정 이후에 배출된 가스에서 탄소를 포집하는 연소 후 포집방식을 사용합니다.

 

연소 후 포집은 습식 또는 건식 흡착제를 이용해서 이산화탄소를 흡착 및 탈착 하여 분리, 회수하는 방식이고 이외에도 공정 전에 탄소를 포집하거나 연소 도중 고순도 산소를 공급해 포집하는 방식이 있습니다.

공기중 포집기술 DAC 개념도 (출처 : 클라임웍스 홈페이지)

직접공기포집(DAC, Direct Air Capture)은 이산화탄소 포집 기술들 중에서 가장 차세대 기술이라고 불립니다. DAC 기술의 작동원리는 수집기 내부에 있는 팬을 통해 공기가 유입되고 이산화탄소를 수집하는 내부 필터를 통과하게 되며 필터가 이산화탄소로 가득 차면 수집기가 닫히고 온도가 100°C까지 상승하게 됩니다. 그럼 필터가 CO₂를 방출하여 최종적으로 수집할 수 있습니다.

DAC 플랜트 모형도 (출처 : Climeworks 홈페이지)

이렇게 분리된 탄소가 다시는 대기 중에 돌아다니지 못하게 잘 저장하기 위해서 아주 깊은 지하나 해저로 보내지게 됩니다. CO₂를 물(일종의 탄산수)에 용해한 후 지하에 주입하여 현무암과 반응시키고 자연적인 과정을 통해서 고체 탄산염 광물을 형성하여 저장하게 됩니다.

Carbfix 공정 (출처 : Climeworks 홈페이지)

 

2. DAC 기술 장단점

첫 번째 장점으로 DAC는 기존 산업 공정시설에 부착되어 있는 탄소 포집장치가 아닌 공기 중에 떠다니는 이산화탄소를 포집하기 때문에 위치적 제약으로부터 자유롭습니다.

 

두 번째로 토지 효율성입니다. 모듈식 이산화탄소 수집기 컨테이너 한 대를 설치할 수 있는 땅에서 약 220그루의 나무를 심을 수 있습니다. 동일한 토지에서 효율성을 비교해본다면 이산화탄소 수집기 1대가 나무보다 약 1,000배 이상의 효율을 낼 수 있습니다.

DAC 수집기와 나무의 효율성 비교 (출처 : Climeworks 홈페이지)

단점으로는 이 기술에 드는 비용이 아직은 너무 높다는 것입니다. 공기 중에 이산화탄소 함유량이 0.04%가량이기 때문에, 대량의 이산화탄소를 분리하고 농축시키며 저장하는데 까지 많은 에너지와 비용이 들게 됩니다. 

 

현재 높은 화석연료 비중과 제조업 중심의 산업구조로 인해서 공기 중 이산화탄소 수치는 역사상 최고치에 있습니다. 이로 인해 지구 온난화가 가속화되고 있으며 폭염, 폭설, 태풍, 산불 등 이상기후들이 많아지고 있습니다.

 

탄소중립은 전 세계 인류의 피할 수 없는 과제로써 오늘 소개해드린 CCUS와 그중에서도 차세대 기술인 DAC는 미래 기후테크 산업의 핵심이 될 것입니다. 주요 선진국들은 최근 정책과 제도를 마련함으로써 CCUS 기술을 적극적으로 지원하고 있는 만큼 우리나라도 친환경 정책에 대한 적극적인 자세와 지원이 필요합니다.

 

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