지난 18일 서울 양재aT에서 열린 '2018 대한민국 기후기술대전'에서 한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터(센터장 박상도·이하 KCRC)가 공개한 기술이 큰 호응을 얻고 있다. 

전 세계가 기후변화에 대응하기 위한 기술 개발을 서두르고 있는 가운데 열린 이번 행사는 기후변화대응을 위한 국가 연구개발(R&D) 역량이 결집된 행사다. 

KCRC는 행사 기간 동안 전용 부스를 마련하고 'Korea CCS 2020사업'을 통해 개발한 주요 기술과 성과 등을 공개했다. 

CCUS(이산화탄소 포집·저장·전환 기술 Carbon Capture and Sequestration)는 발전소, 제철소 등 대량발생원으로부터 이산화탄소(CO₂)를 포집한 후 압축·수송 과정을 거쳐 안전하게 육상 또는 해양지중에 저장하거나 유용물질로 전환하는 기술이다. 

Korea CCS 2020 사업은 과기부 주관으로 지난 2011년부터 오는 2020년까지 총 9년에 걸쳐 진행되며 현재 3단계를 진행하고 있다. 

KCRC가 공개한 주요 성과는 ▲저에너지형 습식 포집기술 MAB ▲흡수-재생 에너지 교환형 건식포집기술 ▲CO₂ 폐기물로 만드는 화학원료, 무기탄산 ▲똑똑한 미세조류 CO₂ 먹고 바이오디젤 주고 ▲CO₂만 통과하는 스마트 분리막 ▲CO₂로 만든 연료, 합성가스 ▲안전한 CO₂ 지중저장 모니터링 기술 ▲환경을 지키는 생분해성고분자 등 이다. 

이 중 이산화탄소 포집기술은 기후변화 최대 대응책으로 부각되고 있다. 배기가스에서 CO₂를 분리하는 포집기술은 흡수제의 형태에 따라 액체를 사용하는 '습식', 고체를 사용하는 '건식', 필름 형태의 막을 사용하는 '분리막' 방식으로 나뉜다. 
  
저에너지형 습식 포집기술 MAB(연구책임자 이광순)는 아민화합물(MAB)을 사용해 기존 대비 에너지 사용량을 40% 이상 절감했다. 미국 에너지 및 환경연구센터(EERC)를 통한 국제적 검증도 마쳤다.  

지난해에는 한국에너지기술연구원 내 구축된 2MW급 발전설비와 연계해 건설된 150Nm³/h 포집공정 장기운전을 완료했다. 현재 서부발전 태양화력 현장에 2000Nm³/h 설비를 구축 중이다. 향후 기술 검증을 완료한 후 국내 중공업 등으로 기술이전을 추진할 예정이다. 

또 올해 산업부 하동화력 10MW 실증사업으로 연계 추진 계획 중이며, 내년까지 대구산업단지관리공단 현장에 2000Nm³/h 설비를 구축해 운전할 계획이다. 이와 함께 흡수제 제조법 대해 ㈜에코프로와 마지막 기술이전 협상을 진행하고 있으며, 이후 공정기술에 대해서도 국내외 엔지니어링 기업으로 기술이전을 추진할 예정이다. 

CO₂만 통과하는 스마트 분리막 기술(연구책임자 하성용)은 폴리이미드 기반 고순도, 고회수율의 다단 분리막 신공정 개발로 포집농도 98%, 회수율 90%을 이뤘다.  

현재 한라시멘트 및 한국지역난방공사 현장에서 150Nm³/h 실증을 마쳤으며, 내년까지 한라시멘트 현장에 적용해 2000Nm³/h 실증을 완료할 예정이다. 여기에 에어 프로덕트, 대성산업가스 등 가스 제조 기업에 기술이전도 검토 중이다. 

박상도 단장은 "2011년부터 진행된 CCUS 사업은 막바지에 이르고 있다. 그동안 기술연구를 통해 많은 이산화탄소 포집 및 저장, 전환 분야에 대한 많은 연구성과를 냈으며 이번 기후기술대전은 그간의 연구성과를 국민에게 보여주는 기회였다"고 밝혔다. 

이어 그는 "세계 각국이  CCUS와 관련한 기술개발에 투자를 하고 있다. CCUS 기술은 비용이 많이 드는 단점이 있지만 이산화탄소 감축 등 효과가 크다"며 "우리는 비용을 줄이면서도 이산화탄소를 효과적으로 회수할 수 있는 기술을 개발 중"이라고 강조했다.  

◆ 기술이전→상용화 활발···생분해성 비닐 백 시제품 등  

롯데케미칼은 CO₂로부터 생분해성 고분자 제조기술을 선급기술료 5억 원(경상기술료 순매출액 0.1%)에 기술이전 받았다. 

이 기술은 아주대 이분열 교수팀이 KOREA CCS 2020 사업을 지원받아 개발한 기술로, 기존 석유화학 기반의 고분자 플라스틱의 열적·기계적 물성을 유지할 수 있다. 또 대량생산을 통해 가격을 낮출 수 있는 새로운 고분자 생산기술이다.

롯데케미칼은 비닐포장제 원료, 바다부표 제조 분야 조기 상용화를 목적으로 자체 실증을 추진 중이다. 향후 연속종합공정 개발, 용도 개발, 생분해성 수지 시장 및 사업성 검토 등을 추진할 예정이다.

롯데케미칼 관계자는 "플라스틱 백은 심각한 환경오염 문제가 되고 있고, 나라별로도 규제가 강해지고 있다. 기술이전 받은 기술을 통해 신규 친환경 플라스틱 백을 개발하고 있다"고 말했다.  

파인텍에 기술이전 된 '다공성 무기질 필터 및 분리막 사업화'도 소개됐다. 이 기술은 발전소, 시멘트, 철강 등 이산화탄소 대량 발생원에서 CO₂를 저비용, 고효율로 포집하는 분리막을 사업화한다. 기체분리 뿐만 아니라 유기 용매 탈수, 분진 여과, 촉매 반응, 흡착 분리 등에 사용될 수 있는 원천기술이다. 

파인텍은 이 기술을 2차례에 걸쳐 충남대 조철희 교수로부터 기술이전 받았다. 지난 2013년 진행된 1차는 투과승발 및 승기투과 공정 적용을 위한 제올라이트 분리막 및 막모듈 기술을 이전했으며, 정액기술료 1억 원(경상기술료 연간 매출액 1%)에 체결했다. 

지난해 이뤄진 2차에서는 기체분리 적응을 위한 제올라이트 모세관 및 막모듈 기술로 정액기술로 20억 원(경상기술료 연간 매출액 1%)에 기술 이전했다. 

이 기술은 기존 CO₂ 포집용 고분자 분리막 보다 수십 배의 이산화탄소 투과도를 갖고 있어 분리막 이용 CO₂ 포집기술의 포집비용을 저감시킬 뿐만 아니라 획기적으로 플랜트 부지를 줄일 수 있는 혁신기술로 평가받고 있다. 

파인텍 관계자는 "이전 받은 기술을 기반으로 모세관 분리막 및 모듈 개발을 위한 모세관 지지체 생산 기술 개발에 들어갈 계획이며, 컴팩트형 모듈 구성을 통한 고성능 분리막을 개발할 예정"이라고 밝혔다.

박 단장은 "연구기술을 기술 이전해 상용화를 하는 일은 결코 쉬운 일이 아니다. 기술이전을 받은 기업들이 산업화를 위한 데스밸리를 넘어야 한다"며 "정부는 CCS 원천기술로 기술혁신을 이루고 성장기반을 마련고자 하는 만큼 상용화가 성공할 수 있도록 지원할 계획"이라고 말했다. 

이어 그는 "세계적 추세가 2030년을 넘어 2050년까지 로드맵을 요구하고 있다. 국가별로 계획안이 필요한 상황이며, 우리도 그에 대한 계획을 세우고 있다"며 "세계 추세가 이산화탄소 포집, 저장에 그치는 것이 아닌 활용에 관심을 두고 있어 우리도 활용을 위한 기술연구를 펼쳐야 할 것"이라고 덧붙였다.