엄격한 온실가스 규제, ‘CCUS’로 부담 줄인다

이산화탄소가 포함된 부생가스를 공급하는 배관설비를 점검하는 에쓰오일과 동광화학의 관계자들. 국내 정유, 석유화학업계는 세계적인 온실가스 배출 규제 강화와 탄소배출권 가격 지속 증가에 따른 부담을 덜기 위해 관련 기술 개발에 노력하고 있다. 사진제공｜예쓰오일

‘탈탄소화’ 속도 높이는 정유·화학 회사들

CCUS 시장, 연평균 29.2%씩 성장
SK, EU와 탈탄소화 프로젝트 진행
롯데케미칼도 실증 설비 공장 설치
에쓰-오일, 탄소 저감·재활용 나서

미국 전기차 테슬라의 최고경영자(CEO) 일론 머스크가 “지구에서 온실가스인 이산화탄소를 제거하는 방법을 개발하면 1억 달러(약 1117억 원)의 상금을 주겠다”고 22일 밝히면서 이산화탄소 포집, 저장, 활용(CCUS) 기술에 대한 관심이 커지고 있다. 업계에서는 세계 탄소 포집·저장·활용 시장 규모가 올해부터 연평균 29.2%씩 성장해 2026년 28조 2000억원 규모로 확대될 것으로 보고 있다. 국내 정유·석유화학 업계의 움직임도 활발하다. 전 세계적인 온실가스 배출 규제 강화와 탄소배출권 가격 지속 증가 등에 따른 부담을 줄이기 위해 이산화탄소 포집, 저장, 활용 기술을 개발하고 이를 상용화하기 위한 기술개발에 매진하고 있다.

탄소 포집·저장 기술 개발

SK이노베이션과 SK에너지는 유럽연합(EU)의 탄소포집 및 저장기술(Carbon Capture and Storage, CCS)을 위한 연구 협력에 참여하며 탈탄소화 구현에 나섰다. CCS는 화석연료 기반의 산업에서 배출되는 이산화탄소가 공기 중으로 방출되는 것을 방지해 실질적인 탄소배출 절감이 가능하다.

SK이노베이션과 SK에너지는 지난 2월 노르웨이 국책연구소(SINTEF) 주관으로 진행 중인 700만 유로(약 93억 원) 규모의 ‘EU REALISE’ 프로젝트 참여를 위한 공동개발 합의 계약을 체결했다.

이 프로젝트의 목표는 정유 산업에서의 CCS에 대한 검증과 기술경제성 평가 툴 확보, 이산화탄소 흡수제 기술 개발 협력이다.

SK이노베이션과 SK에너지는 정유 공장에서의 차세대 이산화탄소 흡수제 개발 역량 확보, 차세대 이산화탄소 습식 기술 검증 활용을 위한 시뮬레이션 툴 확보, 자체적인 CCS 기술경제성 평가 역량 확보를 통해 해외 시장 진출 등이 가능해질 것으로 기대하고 있다.

SK이노베이션과 SK에너지가 참여한 ‘EU REALISE’의 CCS(탄소포집 및 저장기술) 프로젝트. 사진제공｜SK이노베이션

포집한 탄소 재활용 기술도

롯데케미칼은 탄소 포집, 활용을 위한 실증 설비를 여수1공장에 설치하고 국내 석유화학사 최초로 기체분리막을 적용한 이산화탄소 포집, 활용 기술 개발에 나섰다. 이산화탄소를 포집하고 순도를 높여 산업에 필수적인 제품으로 변경해 사용하는 기술이다.

3월 중순 여수 1공장에 설치되며 실증에 들어간 기체분리막 활용 CCU(Carbon Capture Utilization, 탄소 포집·활용) 기술은 국내 타 업종에서 실증 작업을 진행했지만, 사업 구현에는 이르지 못했다. 롯데케미칼은 약 1년 간의 여수 실증 설비 운영을 통해 데이터 수집과 분석, 질소산화물(NOx) 영향 평가 등을 거쳐 2023년까지 상용화 설비를 완공한다는 계획이다.

롯데케미칼은 연간 6만 톤 이상의 이산화탄소를 추가 포집한 후 순도를 높여 자체 생산중인 폴리카보네이트 제품의 생산 원료로 사용하고, 드라이아이스와 반도체 세정액 원료 등으로도 제조해 인근 중소 화학사에 판매할 계획이다.

롯데케미칼의 CCUS(이산화탄소 포집·저장·활용) 제어실(왼쪽)과 분리실증설비. 사진제공｜롯데케미칼

현대오일뱅크는 지난해 678만 톤에 달했던 탄소배출량을 단계적으로 줄여 나가 2050년에는 지난해 대비 약 70% 수준인 499만 톤 규모로 억제한다는 계획이다. 이를 위해 국내 연구기관, 협력 업체와 공동 연구를 통해 공장 가동 중 발생하는 이산화탄소를 탄산칼슘과 메탄올로 전환하는 기술을 개발하고 있다.

탄산칼슘은 시멘트 등 건설자재와 종이, 플라스틱, 유리 등의 원료로 사용되고 메탄올은 차세대 친환경 연료와 플라스틱, 고무, 각종 산업기자재를 만드는 데 쓰인다. 현대오일뱅크는 2021년 하반기부터 이들 기술을 순차적으로 상용화한다는 방침이다.

에쓰-오일은 동광화학과 MOU를 맺고 이산화탄소 배출 저감 및 재활용에 나선다. 울산공장 수소제조공정에서 배출되는 다량의 이산화탄소가 포함된 부생가스를 파이프라인을 통해 공급하고, 동광화학은 탄소·포집 활용 기술로 부생가스에서 이산화탄소를 정제해 산업·식품용 액화탄산, 드라이아이스를 생산한다. 이번 협력사업으로 에쓰-오일은 연간 10만 톤의 이산화탄소 배출 저감 효과를 거둘 것으로 기대하고 있다.

원성열 기자 sereno@donga.com 기자의 다른기사 더보기