이산화 탄소 포집, 저장, 운송

이산화 탄소 포집, 저장, 운송 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

이산화 탄소 포집  저장 이란?

 

탄소 포집 및 저장(Carbon capture and storage, CCS) 또는 탄소 포집 및 격리 또는 탄소 제어 및 격리는 화석 연료 발전소와 같은 대규모 지점 원천에서 이산화탄소(CO2)를 포집하여 저장고로 이송하는 과정이고 현장에 침투하여 대기에 침투하지 않는 곳, 일반적으로 지하 지질 형성에 사용된다

탄소포집 및 저장

이산화 탄소 포집 기술은 이산화 탄소가 대기에 배출 되기 이전에 포집 하여 처리가 가능한 장소로 이동한 뒤, 지중에 저장 하거나 화학적, 생물학적 방법을 통해 다른 화학 물질이나 연료 등으로 전환 하는 기술입니다.

 

 

이산화 탄소 포집 기술은 기후변화 대응의 핵심 기술로 간주 되며, 2050년 까지 약 19%의 이산화탄소 감축을 실천할 수 있는 대안 으로 꼽 힙니다. 하지만 이산화탄소 포집 기술 에는 높은 비용, 환경파괴의 위험, 화석 연료 의존도 증가 등의 문제점도 제기 되고 있습니다.

이산화 탄소 포집 기술은

1.이산화 탄소 포집 연소 후

이산화 탄소 포집 연소후 방법은 연소 후 배기 가스에 포함된 이산화 탄소를 포집 하는 ‘연소 후 포집 기술입니다. 이 기술은 흡수,흡착제, 분리막 등을 이용 하여 이산화 탄소를 흡,탈착하여 분리 하는 방법 입니다. 이 기술은 기존 발생원에 적용 하기 가장 쉬운 기술로 간주 됩니다

장점: 기존의 화석연료를 이용하는 화력발전소는 이러한 형식의 CCS 기술을 이용하기 위해 쉽게 개설될 수 있으며, 석탄을 원료로 하는 화력 발전소에서 발생하는 이산화탄소를 포집하는 것이 에너지와 비용 측면 에서 효율적 이라는 것입니다.

단점: 이산화탄소의 흐름에서 황, 물과 같은 불순물은 이산화탄소의 상거동에 지대한 영향을 미칠 수 있으며 파이프라인의 부식을 증가시킬 수 있으며, CO2를 포집하고 압축하면 석탄 연소 CCS 발전소의 에너지 요구량이 25-40% 증가할 수 있으며, 시스템 비용과 기타 시스템 비용은 화석 연료 발전소에 대해 21-91% 생산되는 와트 시간당 에너지 비용을 증가시키는 것으로 추정된다는 것입니다

 

 

2.이산화 탄소 포집 연소 전

이산화탄소포집 연소전 포집기술은 화석연료를 먼저 가스화시켜 CO와 H2의 합성가스로 만들고 CO는 다시 CO2와 H2로 전환한 다음, 분리 또는 연소를 통해 이산화탄소를 포집하는 방법입니다.

장점: 무탄소 연료 생산과 고압 상의 CO2 포집이 가능하다는 장점이 있습니다.

단점: 가스화 공정에서 발생하는 타르와 황화합물 등의 오염물질을 제거해야 하고, 이산화탄소와 수소의 분리에 많은 에너지가 소모 된다는 점입니다. 또한 기존 화력 발전소에 적용 하기 어렵고, 기술 개발 수준이 낮아 상용화에 시간이 걸릴 것으로 예상 됩니다

 

 

 

 

3.이산화탄소 포집 순산소 연소

이산화 탄소 포집 순산소 연소 포집 기술은 공기를 고순도 산소로 분리 하여 연소기에 공급하고, 연소 후 배출되는 가스 중 이산화탄소의 농도를 높여 포집 하는 기술 입니다.

장점 : 연소효율 향상, NOx 제거, 이산화탄소 수송 및 저장의 용이성 등의 장점이 있습니다.

단점 : 산소 분리에 많은 에너지가 필요 하고, 연소기의 내구성이 저하 된다는 점입니다. 또한 연소 온도가 높아져 장비의 소음과 진동이 증가할 수 있습니다

 

 

 

 

 

 

 

4.이산화 탄소 포집 직접 공기 포집

주변 대기에서 직접 CO2를 제거하는 과정을 일컫는다. 직접적인 공기 포집과 탄소 저장소의 결합은 이산화 탄소 제거 기술 로서의 역할을 할 수 있으며 대규모로 배치 된다면 기후 공학의 한 형태가 될 수 있다.

 

이산화탄소 포집 직접공기 포집 기술은 대기 중의 이산화탄소를 직접 포집하여 제거하는 기술입니다.

포집된 이산화탄소는 영구 저장하거나 다양한 제품의 원료로 활용할 수 있습니다. 이 기술은 기후변화를 완화하기 위한 방법 중 하나로 간주 됩니다.

 

 

현재 전 세계에서 15개의 DAC 프로젝트가 진행 중이며, 대표적인 기업으로는 클라 임웍스와 카본 엔지니어링이 있습니다. DAC 기술은 아직 비용과 에너지 소모량이 높은 문제가 있습니다.

 

DAC =직접 공기포집

Direct Air Capture의 약자로, 우리말로는 직역하면 ‘직접공기포집’이라고 불립니다.

이 기술은 기후변화를 유발하는 대기 중의 이산화탄소를 직접 포집해 제거(Removal)할 수 있단 장점이 있죠.

이미 대기 중에 있는 이산화탄소 농도를 감소시켜주는 ‘탄소 네거티브(Carbon Negative)’ 가 가능하다고 합니다. 대기 중 이산화탄소 농도를 영구적 으로 낮출 수 있고, 발전소 굴뚝을 넘어 여러 장소에 설치할 수 있다고 해요.

 

현재 DAC 기술은 크게 두 개의 방법이 있는데요.

 

1.필터 흡착 :흡착제가 있는 필터를 사용하는 방식 인데요. 대기 에서 필터로 이산화탄소만 걸러내고, 나머지는 대기로 방출 합니다.

 

2.화학 흡수 : 먼저 거대한 팬을 돌려 공기를 빨아 들이는 데요. 이때 공기 중에 수산화용액을 뿌리면 화학적 결합을 통해 이산화탄소만 따로 분리 됩니다.. 이렇게 모인 이산화탄소는 정제 과정을 거치며, 수산화용액은 처리 과정을 통해 재사용이 가능 하다고 합니다.

　

DAC 프로젝트 진행되는 수

지난해 국제에너지기구(IEA)가 발표한 보고서에 따르면, 전 세계에서 15개의 DAC 프로젝트가 진행 중인데요. 연간 9,000톤 이상의 이산화탄소를 포집 중인 것으로 알려졌습니다. 물론 이는 전 세계 배출량의 극히 일부에 불과하다고. 이에 IEA는 해당 보고서에서 “더 많은 노력이 필요하다”고 강조 합니다. .

 

격리 저장

1.지질  저장

일반적 으로 초임계 형태의 이산화 탄소를 지하 지질에 직접 주입하는 방법 이다. 유전, 가스전, 식염수 지층, 채광할 수 없는 석탄층, 식염수로 채워진 현무암 지층이 저장 장소로 제안 되었다. 다양한 물리적 특징(예:불침투성 덮개암) 및 지구-화학적 포획 메커니즘은 표면으로의 CO2 노출을 막는다.

 

2.광물 저장

이산화 탄소를 포집한 후 광물과 반응시켜 탄산염 으로 변환 하는 기술 입니다. 이 방법은 이산화 탄소를 안정적 으로 저장할 수 있으며, 광물 탄산화 과정 에서도 이산화 탄소를 제거 할 수 있습니다. 이 기술은 에너지, 화학, 시멘트 등의 산업에서 발생 하는 이산화 탄소를 처리하는 데 사용될 수 있습니다.