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탄소 1t 포집 가격 1천유로, 정부·기업 수백억달러 투자
[technology] 기후보호의 또 다른 길, 탄소포집- ② 시장 선점 경쟁
[155호] 2023년 03월 01일 (수) 막시밀리안 프롭스트 economyinsight@hani.co.kr

 

막시밀리안 프롭스트 Maximilian Probst
슈테판 슈미트 Stefan Schmitt
<차이트> 기자
 

   
▲ 2022년 클라임웍스가 아이슬란드 레이캬비크 근처에 새 탄소포집 시설 매머드(Mammoth)를 짓고 있다. 포집한 이산화탄소는 지하 깊은 곳의 현무암이 빨아들여 영구 저장한다. Climeworks/REUTERS

공정 엔지니어인 나탈리 카자스는 클라임웍스의 연구개발을 총괄하며 성장을 책임지고 있다. 스위스 지자체 힌빌의 최초 탄소포집 서비스는 완료됐지만, 아이슬란드에서 후속 모델 오르카(Orca)가 가동 중이다. 오르카는 힌빌의 최초 설비에 견줘 대기에서 이산화탄소를 4.5배 더 많이 포집한다.
오르카에는 차세대 기술이 쓰였다. 힌빌 설비와 차이점이 있다면, 오르카 설비로 포집한 이산화탄소는 아이슬란드의 지하 깊은 암벽에 압축되고, 지하 현무암이 탄소를 빨아들여 영구 저장된다는 점이다.
또한 매머드(Mammoth)라는 이름의 새로운 탄소포집 시설을 현재 건설하고 있다. 매머드의 용량은 오르카의 무려 10배에 이른다. 그리고 3년 뒤 완공될 차세대 시설은 매머드 용량의 10배에 이를 예정이다. 최종 목표는 탄소포집 설비로 연간 100만t의 이산화탄소를 대기에서 모으는 것이다. 이는 인구 12만5천 명인 독일 뷔르츠부르크의 연간 이산화탄소 배출량에 해당한다. 이 수준까지 올라오면 흡착기는 대량생산에 들어갈 것이라고 카자스는 말한다. “포집해야 할 대기 중 이산화탄소가 적지 않다.”

지하 암벽에 CO₂ 영구 저장
이에 상응하게 현재 형성 중인 시장 규모도 작지 않다. 각국 정부와 기업, 자선사업가와 투자가는 해당 산업에 수백억달러를 투입하고 있다. 대기의 이산화탄소 포집 시장 선점을 둘러싸고 경쟁이 시작된 셈이다. 클라임웍스는 이산화탄소 1t 포집에 1천유로(약 134만원)를 받고 있다. 마이크로소프트는 클라임웍스의 고객사 중 하나로, 2030년까지 탄소중립을, 2050년까지는 설립 이후 현재까지 배출한 탄소 총량을 대기에서 포집할 계획이다. 물론 전제조건이 있다. 탄소 제거 기술이 대량생산 수준이 돼야 하고 비용도 크게 낮아져야 한다. 15년 뒤 탄소포집 t당 비용은 100유로 수준이 될 수도 있다. 그렇다면 탄소포집 시장은 수십조유로 규모가 될 것이다. 이는 원유, 석탄, 가스 시장에 맞먹는다.
비용 부담 주체의 문제가 아직 남아 있다. 이와 관련해 미국의 지속가능성 연구자 장 홀리 벅은 화석산업을 국유화로 전환하자고 제안했다. 이산화탄소 배출의 주범은 다름 아닌 화석산업으로, 탄소를 제거할 자금과 노하우를 보유하고 있다.
대기를 연구하는 문화학자 에바 호른 교수는 이 제안에 적극 찬성하면서도 비현실적이라고 지적한다. 호른 교수는 대중의 윤리 기준에 부합하지 않지만 더 현실적인 방법을 제안한다. “기업이 탄소를 제거하도록 동기부여를 하려면 기업에 돈을 줘야 한다.” 더 바람직한 일은 셸 등의 에너지 기업들이 이산화탄소를 즉각 지하에 묻도록 비용을 부담해주는 것이다. “인류는 자본주의와 쉽게 작별하지 못할 것이므로, 자본주의와 더불어 목적을 달성해야 한다. 그래서 철폐보다 재편이 더 빠르다.” 탄소포집이 돈을 버는 상품이 된다면 재편이 더 빠른 방법이 될 수 있다는 말이다.
이를 위해 엄청난 기술이나 비법이 필요한 것은 아니다. 이산화탄소의 포집과 활용에는 자연에도 많은 방법이 있다. 그중 한 방법은 독일 퓌르트 외곽의 꽃이 흐드러지게 핀 초원에서 볼 수 있다.
초원에서 랄프 슈테펜스가 플라스틱 방수포를 터는데 먼지가 풀풀 나고 있다. 탄소감축운동(Carbon Drawdown Initiative)의 대표인 슈테펜스 앞에 밀가루처럼 입자가 고운 현무암 가루가 있다. 2022년 봄 초원에 현무암 가루를 뿌렸다. 초원은 실외 실험실인 셈이다. 초원에는 원 세 개가 그려져 있다. 각 원의 중심과 주변에 센서와 안테나가 달린 막대기들이 꽂혀 있다. 슈테펜스는 센서와 안테나를 통해 산도(pH)·온도·전도율(Conductivity)·습도 등을 재고 측정 수치는 탄소감축운동 서버로 무선 전송된다고 설명했다.
한 개의 원 내부에 있는 식물은 주변과 구분되지 않는다. 나머지 두 원의 내부에는 꽃이 더 높고, 더 빽빽하다. 이 두 원에는 현무암 가루를 뿌렸다. 오래전 활동을 멈춘 휴화산 아이펠(독일 서부, 라인강 서쪽, 모젤강 북쪽에 펼쳐진 고원)에서 추출한 ‘아이펠골드’(Eifelgold)라고 하는 현무암 가루다. 빗물과 대기의 이산화탄소가 반응해 탄산을 만들고, 탄산이 암석과 접촉해 분해하는 것을 지질학자는 풍화작용이라고 한다. 이렇게 만들어진 암석 잔해에는 탄산염이 함유됐다. 이름에서 알 수 있듯 암석에 탄소가 들었다. 탄소가 땅에 함유되거나 바다에 가라앉는 즉시 대기에서 분리된다.
학술지 <네이처>는 이 프로세스에 “기후변화를 완화할 열쇠”가 있음을 인지했다. 수천 년의 호흡으로 보면 이런 프로세스는 대기 중 이산화탄소 함유량을 안정화할 것이라고 지질학자들은 말한다. 하지만 기후 엔지니어들은 최대 수십 년밖에 시간이 남지 않았다고 내다본다. 따라서 기후 엔지니어들은 암석을 부숴 가루로 만든 뒤 최대한 넓게 뿌리는 방식으로 기후변화를 늦출 방법을 모색하고 있다.
이 프로세스를 전문용어로 ‘강화된 풍화작용’(Enhanced Weathering·미네랄 용해를 사용해 대기에서 이산화탄소를 제거하는 방법)이라고 한다. 전세계적으로 강화된 풍화작용을 적용하면 기가톤 규모의 ‘탄소 역배출’을 하리라고 예상된다. 하지만 (현무암 가루를 뿌리는 등) ‘강화된 풍화작용’ 작업을 누가 할 수 있을까? 슈테펜스는 이렇게 답한다. “농부들이 규모화할 수 있다. 인프라는 이미 존재한다. 농부들은 정기적으로 농지에 비료를 준다. 필요한 농기계도 있고, 농지 거래를 통한 유통망과 지식도 모두 갖췄다.” 실제 현무암은 비료로도 쓰인다. 이 점이 아주 중요하다.
탄소감축운동의 목표는 풍화작용이 지속해서 발전하는 것이다. “수지타산이 맞는 게 농부들에게 중요하다.” 슈테펜스는 기꺼이 강화된 풍화작용 비용을 부담하려 한다. 아이펠골드가 흩뿌려지는 농지마다 강화된 풍화작용은 농민의 추가 수입원이 될 것이다.
 

   
▲ 브래드 스미스 마이크로소프트 회장이 2020년 1월 미국 워싱턴주 레드먼드 본사에서 2030년까지 탄소중립을 달성하고, 2050년까지는 회사 설립 이후 현재까지 배출한 탄소 총량을 대기에서 포집할 계획이라고 밝혔다. REUTERS

‘탄소 역배출’이라는 신산업
탄소 제거 기술을 이용하려면 에너지가 필요하다. 취리히의 클라임웍스에서 탄소포집 설비는 재생에너지로만 작동하고, 브레멘대학의 잉마어 뵈징 연구팀에도 해당 프로세스는 친환경 전력으로만 가동해야 의미가 있다. (친환경 전력은 머지않아 부족해질 전망이다.) 퓌르트의 탄소감축 프로젝트 운용을 위해 디젤 화물차량으로 현무암 가루를 얼마나 멀리 운송해도 되는지 계산해봤다. 운송으로 발생한 탄소보다 기후보호 효과가 더 커야 하기 때문이다. 계산 결과 최대 200㎞까지 의미가 있고, 이후 거리는 기차나 선박으로 운송해야 한다.
탄소 제거 기술로 돈을 벌기 전에 확인해야 할 것이 하나 더 있다. “현무암 풍화작용 과정에서 이산화탄소가 결합한다는 것을 우리는 알고 있다. 하지만 얼마나 오랫동안, 그리고 양이 얼마나 되는지는 위대한 예술의 영역에 속한다.” 탄소감축운동은 대학 대여섯 곳과 협력해 그리스와 독일 브레머하펜에 실험용 들판을 보유하고 있다. 2023년 1월부터 겨울에도 신규 온실하우스에서 실험을 지속하고 있다. “땅은 얼마나 빨리, 얼마나 많은 현무암에서, 얼마나 많은 이산화탄소를 추가로 포집하는가?”
이렇게 퓌르트의 들판은 ‘탄소 역배출’이라는 복잡다단한 신산업의 미래를 보여준다. 탄소포집은 정확하게 계량화돼야 하고 독립적으로 관리·감독해야 한다. 그렇지 않으면 탄소포집이라는 거래 단위를 만들 수 없다. 현재 형성 단계인 탄소 역배출 신산업에는 인증서와 거래소, 관리·감독, 규정, 투명성 등이 필요하다.
유럽에선 탄소배출에 돈이 들고 배출량을 줄이면 비용을 절감하는 메커니즘이 오래전에 자리잡았다. 유럽의 이른바 ‘오염권 거래’는 전문가들 사이에서 성공적으로 안착했다고 평가받는다. 탄소를 배출하려면 기업은 오염권을 구매해야 한다. 오염권이 없으면 그만큼 탄소를 덜 배출해야 한다. 이는 오래전부터 통용되는 방식이다. 2022년 12월 셋째 주말 유럽연합 의회와 회원국들은 오염권 확대에 합의했다. 그렇다면 탄소포집이 거래 대상이 되지 못할 이유가 없다.
공기오염에 국경이 따로 없는 만큼, 대기에서 이산화탄소를 포집하는 것에도 글로벌 차원의 효과가 있다. 그래서 인류는 국경 없는 이산화탄소와 새로이 관계를 정립해야 한다. 탄소 제거 기술과 이와 연계한 거래는 눈에 보이지 않는 공공재를 관리하는 것이다. 에바 호른 교수의 표현에 따르면 “공기는 모든 것과 관련 있는 사회적 수단이기도 하다”. 이는 이번 기사 취재로 얻은 두 번째 통찰이다(탄소배출 감축만으로는 기후목표 달성이 어렵다는 것이 첫 번째 통찰). 기술만으로는 탄소 역배출을 하기에 충분하지 않을 것이다. 기사에서 언급한 산업, 실험실과 농업, 세계 곳곳에서 개발하는 것들로도 부족하다. 전세계에서 배출하는 어마어마한 양의 탄소에 비춰 무수한 프로세스의 조합이 필요하다.

ⓒ Die Zeit 2022년 제53호
Der andere Klimaschutz
번역 김태영 위원

 

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