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[모두의 무탄소마블 - ⓸] 탄소를 버리는 대신 모아서 다시 쓴다고? 우리가 몰랐던 탄소의 두 번째 삶

전 세계 탄소 배출의 주요 원인으로 지목받는 시멘트 산업이 탄소 중립을 위해 혁신적인 변화를 시도하고 있습니다. 가장 대표적인 기술은 탄소 배출의 주범인 석회석이나 클링커의 사용을 줄이는 원료 대체 기술입니다. 석회석 대신 이미 가열 과정을 거친 슬래그나 폐콘크리트 미분말을 활용하면, 가열 시 발생하는 이산화탄소를 획기적으로 줄일 수 있습니다. 특히 최근 주목받는 LC3 기술은 클링커 일부를 소성 점토와 석회석으로 대체하여 탄소 배출을 40% 이상 감축할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 국내 기업들도 석회석 미분말을 섞은 특수 시멘트 개발에 성공하며 저탄소 시대를 대비하는 구체적인 성과를 보여주고 있습니다. 연료 대체 기술 또한 시멘트 산업의 탄소 중립을 이끄는 핵심 축입니다. 기존의 유연탄 대신 폐타이어나 폐플라스틱과 같은 순환 자원을 연료로 사용하는 방식인데, 이는 연료비 절감과 쓰레기 처리 문제를 동시에 해결하는 효과를 거두고 있습니다. 이미 독일과 같은 환경 선진국은 대체 연료 비중을 65%까지 높였으며, 우리나라도 그 비중을 꾸준히 확대하는 추세입니다. 더 나아가 연소 과정에서 오직 물만 배출하는 수소 소성 기술을 시멘트 제조 공정에 도입하려는 연구가 활발히 진행 중입니다. 수소 소성 기술이 완성되면 탄소 배출 제로를 향한 꿈의 공정이 실현될 것으로 기대됩니다. 마지막으로 발생한 탄소를 직접 포집하여 활용하거나 저장하는 CCUS 기술이 탄소 중립의 마침표를 찍습니다. 굴뚝에서 나오는 가스 중 이산화탄소만을 선택적으로 걸러내는 습식, 건식, 분리막 기술을 통해 탄소를 확보한 뒤, 이를 광물화하여 탄산칼슘으로 만들거나 지하 깊은 곳에 영구히 격리하는 방식입니다. 특히 우리나라는 울산 앞바다의 동해가스전을 탄소 저장고로 활용할 계획을 세우고 있습니다. 2026년부터 매년 120만 톤 규모의 탄소를 천연가스가 빠져나간 빈 공간에 채워 넣음으로써 실질적인 감축 성과를 낼 예정입니다. 이러한 기술 혁신은 우리 기업들이 글로벌 환경 규제 속에서 경쟁력을 확보하는 든든한 밑거름이 될 것입니다.

국가녹색기술연구소모두의 무탄소 마블🗺️

화학
지구환경과학
공학·기술

[10%만 연출된 리얼기술] 폐침목 93.5% 재활용 이게 가능하다고요?

철도 현장에서는 수명을 다한 폐침목의 처리가 큰 골칫거리로 남아 있습니다. 현재 전국 철도 부지에 적재된 폐침목만 약 40만 개에 달하며, 이를 처리하는 데 드는 운송비와 매립 비용이 매년 천문학적으로 발생하기 때문입니다. 과거에는 건설 현장의 옹벽 등에 재활용되기도 했지만, 쏟아져 나오는 폐침목의 양을 감당하기에는 턱없이 부족한 실정입니다. 유휴 부지의 낭비를 막고 귀중한 자원을 효율적으로 순환시키기 위해 현장에서 즉시 대응 가능한 새로운 파쇄 기술이 필요하게 되었습니다. 한국철도기술연구원에서 개발한 이 장치는 일반적인 굴착기에 부착하여 사용하는 '크러셔' 형태의 이동형 파쇄 장치입니다. 장비 내부에는 초록색 물결 모양을 가진 '동치판' 한 쌍이 마주 보고 설치되어 있으며, 유압의 힘으로 서로 강하게 맞물리며 폐침목을 압착합니다. 이 과정에서 단단한 콘크리트 덩어리는 잘게 부서져 내리고, 내부에 들어있던 철근은 손상 없이 분리됩니다. 기존의 단순 파쇄 방식을 넘어 소재별로 자원을 완벽하게 선별해낼 수 있다는 점이 이 기술의 가장 큰 경쟁력입니다. 대규모 파쇄 과정에서 피할 수 없는 미세먼지 문제도 혁신적인 방식으로 해결했습니다. 장비 측면에 장착된 사이클론 집진 시스템은 원심력과 관성력을 활용해 먼지를 분리하며, 필터가 필요 없는 구조 덕분에 대량의 먼지에도 성능 저하 없이 작동합니다. 여기에 물 분사 노즐을 통한 살수 장치가 동시에 작동하여 미세먼지 배출량을 최대 60%까지 획기적으로 낮췄습니다. 이는 작업 현장의 안전을 확보하는 것은 물론, 별도의 차폐 시설 없이도 도심 인근이나 현장에서 즉각적인 작업이 가능하도록 돕는 친환경적인 설계입니다. 이 기술이 이동형 파쇄 장치로 개발된 가장 결정적인 이유는 바로 경제적 효율성에 있습니다. 무거운 폐침목을 멀리 떨어진 처리장까지 운송하는 비용이 실제 폐기 비용보다 커지는 역전 현상을 해결하기 위해 장비가 직접 폐침목이 쌓인 현장을 찾아가도록 한 것입니다. 현장에서 즉시 파쇄하여 분리된 철근은 즉각 고철로 매각할 수 있고, 콘크리트 부산물 역시 운반이 쉬운 상태로 가공되어 물류 비용을 대폭 절감합니다. 이러한 현장 밀착형 처리 시스템은 탄소 배출량을 줄이는 동시에 자원 재활용의 상업적 가치를 높이는 핵심 기반이 됩니다. 파쇄를 통해 얻은 콘크리트 부산물은 단순히 성토재로 사용되는 것을 넘어 더 높은 가치의 자원으로 변모할 준비를 하고 있습니다. 연구진은 이 부산물을 활용해 철도 역사에 설치할 보도블록을 만들거나, 시멘트 성분이 가진 이산화탄소 흡수 능력을 활용해 탄소를 포집하는 CCUS 연구를 병행하고 있습니다. 현재 시제품 단계를 지나 처리 속도와 기술 고도화에 집중하고 있는 이 장비는 내년 중 현장 실증을 거쳐 본격적인 실용화에 나설 예정입니다. 폐기물에서 시작해 탄소 중립까지 이어지는 자원 선순환의 새로운 이정표가 될 것으로 기대됩니다.

한국철도기술연구원

지구환경과학
융합
공학·기술

[에듀KIMM] 넷제로! 탄소중립 실천하기🌍 온실가스 배출량은?│한국기계연구원 이보연 선임연구원

탄소중립이란 배출되는 탄소량을 최대한 줄이고, 배출된 탄소마저 제거하거나 흡수하여 실질적인 배출량을 '0'으로 만드는 상태를 의미합니다. 우리가 흔히 말하는 온실가스는 태양의 복사열을 흡수하여 지표면 온도를 유지하는 긍정적인 역할을 수행하지만, 그 농도가 급격히 짙어지면 지구온난화를 유발하게 됩니다. 특히 온실가스의 약 88.6%가 이산화탄소로 이루어져 있어, 오늘날에는 온실가스 감축이 곧 탄소중립과 동일한 의미로 통용되고 있습니다. 적정 농도의 유지 실패는 지구 생태계의 균형을 깨뜨리는 결정적인 원인이 됩니다. 실제로 지난 100여 년간 지구의 평균 기온은 약 1.5도 상승했으며, 이러한 온난화 경향은 산업혁명 시기와 맞물려 가속화되었습니다. 온실가스 배출의 가장 큰 원인은 제조업과 냉난방, 이동 수단 등에 쓰이는 에너지 소비입니다. 그다음으로는 가축의 분뇨를 포함한 농축산업, 고온 공정이 필수적인 시멘트 제조, 그리고 폐기물 매립 과정에서도 상당량의 탄소가 배출됩니다. 특히 우리나라는 화력 발전과 철강, 반도체 산업에 대한 의존도가 높아 주요 선진국들에 비해 탄소 배출량이 매우 높은 편에 속하며, 이에 대한 적극적인 관리와 대책이 요구되는 상황입니다. 탄소중립을 향한 국제적 발걸음은 1997년 교토 의정서를 거쳐 2015년 파리 협정으로 구체화되었습니다. 파리 협정은 각 국가가 자국의 역량을 고려해 자발적인 감축 목표를 설정하도록 독려하며 탄소중립의 실효성을 높였습니다. 한국은 2020년에 탄소중립을 선언하고 이듬해 이를 법제화하며 세계에서 14번째로 법적 근거를 마련한 국가가 되었습니다. 현재 우리나라는 1인당 이산화탄소 배출량이 세계 4위에 이를 정도로 책임이 막중한 상황이지만, 재생에너지 사용 비중은 여전히 OECD 평균에 미치지 못하고 있어 에너지 구조의 전환이 시급한 과제로 떠오르고 있습니다. 이를 해결하기 위해 정부와 기업은 10대 핵심 기술을 바탕으로 혁신적인 전략을 펼치고 있습니다. 화력 발전을 대체할 재생에너지와 원자력, 수소 에너지의 조화로운 활용이 추진되고 있으며, 포스코와 삼성전자 같은 주요 기업들도 2050년 탄소중립을 목표로 공정 개선과 재활용 소재 적용에 박차를 가하고 있습니다. 특히 탄소를 직접 포집해 저장하거나 자원으로 활용하는 탄소 포집·저장·활용(CCUS) 기술, 전력 효율을 극대화한 친환경 모빌리티, 그리고 건물 스스로 에너지를 수급하는 제로 에너지 건축물 기술은 탄소 배출을 획기적으로 줄여줄 미래의 핵심 열쇠로 주목받고 있습니다. 기술적 발전만큼이나 중요한 것은 시민 개개인의 일상 속 실천입니다. 고효율 LED 조명 사용과 미사용 가전제품 전원 차단처럼 사소한 에너지 절약부터, 다회용 컵 사용과 올바른 분리배출에 이르기까지 우리가 할 수 있는 일은 매우 다양합니다. 저탄소 공법으로 제조된 제품이나 중고 거래 플랫폼을 이용하는 소비 습관 역시 탄소 배출량을 줄이는 데 직접적인 기여를 합니다. '나 하나 바뀐다고 무엇이 달라질까'라는 의구심보다는 나부터 시작하는 작은 행동들이 모여 거대한 선순환을 만들어낼 때, 비로소 인류와 지구가 공존하는 지속 가능한 미래를 맞이할 수 있을 것입니다.

한국기계연구원[에듀KIMM]

지구환경과학
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