최근 전 세계가 기후변화를 심각한 위기로 인식하고 있다. 이에 대응하기 위해 기후변화에 영향을 많이 끼치는 에너지에 대해서도 많은 관심이 쏟아지고 있다. 이번 기사에서는 기후변화에 따라 발생한 에너지 위기와 에너지 개발 기술에 대해 알아보고자 한다.

 

▲에너지

 

  지표면에서 11~50km 떨어진 성층권에 있는 오존층은 인체에 해로운 자외선을 막아주는 역할을 한다. 하지만 1980년대에 오존층이 얇아지고 구멍이 나면서 우려가 제기되기 시작했다. 오존층 파괴의 주범으로는 에어컨이나 냉장고 냉매, 헤어스프레이 등에 쓰이는 화학물질인 프레온가스가 꼽혔다. 문제 해결을 위해 국제사회는 1989년 프레온가스 사용을 금하고 2010년 이후 모든 국가에서 프레온가스의 생산 및 사용을 금지했다. 현재 프레온가스 사용은 이전보다 99% 줄어든 상태다.

 

  전 세계 각지에서 기상이변 현상이 속출하면서 지구온난화 주요 문제인 온실가스도 관심을 끌고 있다. 그 때문에 세계 각국은 온실가스를 생성해 내는 석유, 석탄 등의 에너지 사용을 줄이는 방안을 찾고 있다.

 

  전문가들은 이를 시행하기 위해서는 ‘에너지 구조’ 개편이 중요하다고 강조했다. 화석연료가 중심인 지금의 에너지 구조로는 온실가스 감축이 절대 불가능하다는 것이다. 에너지 구조를 전기로 개편하고 필요한 전기를 풍력이나 태양광 등 신재생에너지로 조달하면 가능하다는 게 전문가들의 해법이다.

 

▲국내 산업별 온실가스 배출 비중

 

  국가 온실가스 종합 관리시스템에 따르면 국내 산업별 온실가스 배출 비중은 발전소 47%, 철강 23%, 화학 10% 순으로 높았다. ‘2050년 탄소 중립(Net zero)’을 통해 이번 세기말까지 지구 평균 기온 상승 폭을 산업화 이전 대비 1.5도 이하로 낮춘다는 목표는 아직 멀게만 느껴진다. 하지만 국제사회는 서로의 협력과 각종 신기술을 통해 목표에 다가가고 있다.

 

  이 과정에서 주목받는 것은 ‘기후테크’이다. 폐기물 재활용부터 탄소를 포집하고 활용하여 저장하는 CCUS 기술, 플라스틱을 화학적으로 분해해 원료로 만드는 화학적 재활용 기술, 재생에너지 관리 보급 소프트웨어, 그린수소 등의 기술로 온실가스를 감축하기 위해 노력하는 것이다.

 

  현재 기후테크에서 전 세계적으로 가장 많은 관심을 받는 분야는 산업 시설에서 배출되거나 대기 중에 떠다니는 이산화탄소를 흡수한 다음, 땅에 묻거나 친환경 연료, 드라이아이스 등 원료로 재활용하는 CCUS다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년 탄소 중립 달성을 위한 CCUS 기술의 기여도를 총감축량의 18% 수준으로 평가하고 있다.

 

  하지만 CCUS도 단점이 있다. 탄소 포집에 에너지가 많이 들고 비싸며, 이산화탄소를 저장할 수 있는 고갈된 석유 및 가스전이 충분하지 않고, 저장소를 짓기 위한 막대한 면적이 필요하다는 것이다. 이러한 이유로 포집된 탄소를 땅에 묻는 대신 재활용하는 기술도 활발하게 개발 중이다. 또한, 최근에는 음료, 패션, 친환경 연료 분야 등에서 다양한 탄소 활용법이 개발되고 있다.

 

▲플라스틱 쓰레기

 

  다음으로는 폐플라스틱 재활용 기술이다. 에코크리에션 뉴에코원 공장에서는 폐플라스틱과 폐비닐을 이용해 기름(열 분해유)을 생산한다. 한 번에 최대 10t을 넣고 4시간 이상 섭씨 400도 넘게 가열하면 기체가 발생하는데, 촉매 탑을 거치면서 액체로 응축돼 기름으로 변한다.

 

  신동호 대표는 “폐플라스틱과 폐비닐 10t을 가열하면 최대 8,000t의 열 분해유를 얻을 수 있으며, 약 80%까지 기름으로 재탄생하는 셈이다.”라고 말했다. 더불어 “최초 가열할 때 액화석유가스(LPG)를 사용하지만, 시간이 지나면서 플라스틱이 분해되며 발생하는 가스를 연료로 사용하기 때문에 대기오염 문제도 거의 발생하지 않는다.”라고 설명했다.

 

  플라스틱은 생산 과정에서 유독 가스를 발생하고, 분해가 잘 안되는 특성 때문에 환경오염의 주범으로 지목된다. 플라스틱의 환경오염을 줄이기 위한 가장 좋은 방법은 플라스틱 생산량과 소비량을 줄이는 일이지만, 플라스틱 활용도가 커지면서 사용량을 줄이는 일이 어려워졌다. 따라서 폐플라스틱을 재사용하거나 화학적으로 분해해 원료 화하는 화학적 재활용 기술이 개발되고 있다.

 

▲재생에너지

 
  다음은 재생에너지 관리와 보급 소프트웨어다. 러시아와 우크라이나 전쟁으로 많은 나라가 러시아의 석유와 가스를 사용하지 못하게 되면서 대안을 찾고 있다. 화석 연료에 대한 높은 의존도에서 벗어나려는 움직임이다. 그 결과 풍력, 태양열 발전과 지속적이고 안정적인 전력 공급을 보장할 수 있는 대형 배터리에 관한 관심이 급증했다. 배터리 활용 등으로 재생에너지 프로젝트가 더욱 정교해짐에 따라 이를 관리하기 위한 소프트웨어와 플랫폼의 기술이 중요해지고 있다.

 

  마지막으로는 그린수소이다. 우리가 흔히 알고 있는 수소는 대부분 화석연료에서 추출하는 ‘그레이수소’로, 비용은 적게 들지만 생산 과정에서 이산화탄소를 많이 배출한다. 반면 신재생에너지를 통해 물을 전기 분해해 얻는 ‘그린수소’는 청정에너지로 주목받고 있다. 다만 그린수소는 원자력발전을 통해 수소를 생산하는 것보다 5배 이상의 비용이 든다. 이러한 비용 문제를 해결하기 위해 IRA는 모든 과정 탄소 배출 수준에 따라 최대 톤당 3kg의 세액공제를 제공하고 있다.

 

  미국의 인플레이션 감축법(IRA)은 2022년 말에 만료될 예정이었던 친환경 에너지 프로젝트 관련 투자 및 생산 세액공제 혜택을 최소 2032년까지 연장하며, 재생에너지 사용 확대 기회를 마련했다. 딜로이트는 IRA로 인해 2029년까지 550GW(기가와트)의 대규모 청정 전력 공급이 가능할 것으로 전망했다.

 

  이번 기사에서는 기후변화에 따라 발생한 에너지 기술을 소개하였다. 각종 에너지 산업이 활성화되고 있는 지금, 우리는 앞으로 살아갈 환경에 쓰일 에너지의 중요성에 대해 생각해보아야 한다.

 



 

 

 

 

 

 

 

이미지 출처

https://www.hani.co.kr/arti/society/environment/1078247.html

https://n.news.naver.com/article/023/0003741546?sid=101

https://www.hani.co.kr/arti/area/honam/1078761.html

http://www.industrynews.co.kr/news/articleView.html?idxno=48801