미국 조 바이든 행정부의 2050년 탄소중립 실현 공언, 2060년까지 탄소중립을 목표로 제시한 중국, 우리나라의 탄소중립 추진전략 발표 등 지구온난화 위기를 극복하기 위한 전 세계의 움직임이 점점 거세지고 있다. 인류에게 직면한 기후변화 위기를 극복하기 위해 전 지구적인 공감대가 형성됐고, 이제는 무시할 수 없는 하나의 흐름으로 자리 잡게 된 것이다.
전 세계는 탄소중립을 실현하기 위해 관련된 정책 시행과 제도적인 기반 마련에 분주한 상황이다. 우리나라는 지난해 말 탄소중립을 위한 5대 기본 방향을 설정했다. 주요 사항으로 에너지효율 향상, 탈탄소 기술 개발, 온실가스를 배출하지 않고 깨끗하게 생산된 전기나 수소 에너지 활용 등이다. 이를 실현하기 위한 전략을 살펴보면 재생에너지를 활용한 수소 생산, 기존 화석연료 기반 산업의 에너지효율 개선이나 원료 대체, 이산화탄소를 포집해서 저장하거나 전환하는 방안 등이 있다. 이러한 방안을 성공적으로 개발하고 실현하기 위해서는 각각의 핵심 기술을 개발하는 것도 중요하겠지만 사회적·경제적 파급력을 높이기 위해서는 기존 및 신규 기술을 융합해 활용하는 것이 중요하다.
이와 관련해 수소 기술 개발에 대한 구체적인 융합 사례를 살펴보자. 재생에너지를 활용해 수소를 생산하는 그린 수소의 경우 풍력이나 태양광으로부터 생산되는 전력을 후단에 위치한 전기분해 방식으로 수전해 시스템에 공급하게 된다. 수소가 생산되면 이를 정제한 후 수송해야 한다. 이때 보통 압축 또는 액화하거나 암모니아와 같은 수소 매개체 물질로 합성할 수 있다. 이때 적절한 압축·액화나 반응 기술이 활용돼야 하고, 운송 시 저장할 탱크 또한 수소나 운반 매개체 상태에 따라 적합하게 활용해야 한다. 재생에너지에서 생산·공급되는 수소까지의 공급 사슬(Supply chain)을 구성하기 위해서는 이렇게 다양한 기술이 융합돼야 한다.
특성상 온실가스를 발생시킬 수밖에 없는 철강이나 석유화학과 같은 산업을 위한 탄소중립 방안으로는 이산화탄소 포집 및 활용과 저장 기술인 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)가 있는데 이 또한 기술 융합이 적용돼야 한다. 굴뚝 등에서 배출되는 이산화탄소 포집을 위해서는 흡수제를 활용할 수 있을 것이고, 포집된 이산화탄소는 압축 시스템을 거쳐 지중 저장하거나 반응 공정을 거쳐 다른 유용한 원료 또는 물질로 전환할 수 있다. 이산화탄소 전환 기술의 경우 생산되는 원료나 물질을 계속 순환하면서 활용할 수도 있어 이산화탄소 순배출이 0인 넷제로(Net-zero)를 달성할 방안 중 하나이다. 이산화탄소 포집 기술 등과 융합되는 경우 그 효용성을 더 높일 수 있다. 이와 같이 CCUS도 각 단계에 적합한 기술이 적용되고 융합되면 그 파급력이 향상될 수 있음을 알 수 있다.
효과적인 탄소중립 실현 수단 마련을 위해서는 각각의 요소기술 개발뿐만 아니라 앞에서 살펴봤듯이 이들을 공급 사슬과 같은 숲을 보는 관점에서 융합해 통합할 수 있는 기술도 개발돼야 할 것이다. 또 이를 뒷받침할 정책적, 사회적 등의 지원 또한 수반돼야 할 것이다.
대한민국이 탄소중립사회 실현에 선봉장이 될 수 있도록 기술적, 정책적, 사회적 등 전반에 대한 정부와 산·학·연의 긴밀한 '융합'을 기대한다.
박정호 한국에너지기술연구원 책임연구원 jhpark222@kier.re.kr
