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CCU기술

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진짜 돈 되는 ‘이산화탄소’ 등장!

지구 온난화로 인한 이상 기후 현상이 심화되면서 전 세계적으로 탄소 중립이 중요한 과제로 떠오르고 있습니다. 특히 이산화탄소는 온실가스의 주범으로 지목되어 왔지만, 최근에는 이를 단순히 배출을 줄여야 할 대상이 아닌 새로운 자원으로 바라보는 시각이 확산되고 있습니다. CCU(탄소 포집 및 활용) 기술은 환경 보호와 경제적 가치 창출이라는 두 마리 토끼를 동시에 잡을 수 있는 혁신적인 해결책으로 평가받습니다. 우리 실생활에서도 이러한 탄소 활용 기술이 적용된 사례를 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 공기 중에서 직접 포집한 이산화탄소를 활용해 향수에 들어가는 에탄올을 제조하거나 탄산음료를 만드는 방식이 대표적입니다. 또한 이산화탄소에서 추출한 원료로 침대 매트리스의 폴리우레탄을 가공하거나 건축 자재용 콘크리트를 생산하기도 합니다. 이러한 기술은 가까운 미래에 이산화탄소로 지어진 아파트에 입주하는 흥미로운 풍경을 현실로 만들어 줄 것입니다. 한국화학연구원이 개발한 '건식 개질 기술'은 이산화탄소와 메탄을 반응시켜 수소와 일산화탄소로 구성된 합성가스를 만드는 공정입니다. 이 합성가스는 거의 모든 석유 화학 제품의 기초 원료로 쓰일 수 있어 활용도가 매우 높습니다. 과거에는 기술적 난이도가 높고 기업의 관심이 부족해 상용화에 어려움이 많았으나, 수많은 시행착오 끝에 세계 최고 수준의 탄소 감축 효과를 증명하며 원천 기술을 확보하는 데 성공했습니다. 이번 기술 개발의 성공 이면에는 한국화학연구원과 민간 기업의 끈기 있는 협력이 있었습니다. 15년 전 기후 변화에 대한 사회적 인식이 낮았던 시절부터 환경 개선이라는 가치에 주목하여 투자를 아끼지 않았던 노력이 마침내 결실을 본 것입니다. 현재 울산에는 세계 최대 규모인 연간 8,000톤 규모의 건식 개질 플랜트가 가동되고 있으며, 이를 통해 반도체 세정제나 고분자 모노머 등 고부가가치 제품을 생산할 준비를 마쳤습니다. 앞으로 탄소 저감 기술은 국가의 수출 경쟁력을 결정짓는 핵심 지표가 될 전망입니다. 유럽의 탄소국경조정제도(CBAM)와 같은 무역 장벽이 강화되는 상황에서, 저탄소 공정으로 생산된 제품은 글로벌 시장에서 강력한 무기가 됩니다. 자원 빈국인 우리나라가 이산화탄소를 원료로 활용하는 기술력을 보유한다는 것은 화석 연료를 대체할 수 있는 '기술 산유국'으로 도약함을 의미하며, 이는 지속 가능한 미래를 위한 든든한 기반이 될 것입니다.

진짜 돈 되는 ‘이산화탄소’ 등장!
한국화학연구원
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이산화탄소를 잡는 착한 콘크리트가 있다?!

지구온난화의 주범인 이산화탄소를 흡수하여 저장하는 '카본 이팅 콘크리트(CEC)' 기술이 미래 건설의 핵심으로 주목받고 있습니다. 이 기술은 흔히 '착한 콘크리트'라고 불리며, 산업 공정에서 배출되는 이산화탄소를 포집하여 건설 자재 내부에 영구적으로 가두는 혁신적인 방식입니다. 기존의 콘크리트가 탄소 배출의 주요 원인 중 하나였다면, 이제는 대기 중의 이산화탄소를 포집하고 저장하는 능동적인 저장소로서 역할을 수행하게 됩니다. 이는 기후 위기 대응을 위한 건설 산업의 새로운 패러다임 전환이자, 탄소중립 달성을 위한 실질적인 해법이 될 것으로 큰 기대를 모으고 있습니다. 연구팀은 콘크리트에 이산화탄소를 효과적으로 저장하기 위해 독자적인 두 가지 핵심 기술을 개발하여 성과를 거두었습니다. 첫 번째는 나노버블 기술을 활용하여 고농도의 이산화탄소를 회수수와 반응시킨 후 이를 콘크리트 배합수로 사용하는 방식입니다. 두 번째는 밀폐된 챔버 안에서 이미 굳은 콘크리트와 이산화탄소 가스를 직접 접촉시켜 흡수시키는 상압 양생 기술입니다. 이러한 방식은 레미콘을 이용한 현장 타설 콘크리트뿐만 아니라 공장에서 제작되는 프리캐스트 제품에도 모두 적용이 가능하여 현장의 유연성과 실무 적용성을 동시에 확보했다는 평가를 받습니다. 콘크리트는 전 세계에서 가장 많이 사용되는 인공 재료이지만, 생산 과정에서 발생하는 온실가스가 지구 전체 배출량의 약 5% 이상을 차지할 만큼 환경에 미치는 영향이 큽니다. 카본 이팅 콘크리트 기술을 국내에 본격적으로 적용할 경우, 매년 약 50만 톤 이상의 이산화탄소를 감축할 수 있을 것으로 전망됩니다. 이는 글로벌 선도 기업인 캐나다의 기술력과 어깨를 나란히 하는 수준으로, 우리나라는 이제 탄소 저장 기술 분야에서 세계적인 경쟁력을 갖추게 되었습니다. 이러한 원천 기술의 확보는 이상 기후 현상을 완화하고 국가 탄소중립 목표를 달성하는 데 중추적인 역할을 할 것입니다. 이산화탄소가 콘크리트 내부로 흡수되면 수산화칼슘과 반응하여 탄산칼슘이라는 매우 안정한 광물 형태로 변환됩니다. 이 과정에서 생성된 탄산염 광물들은 콘크리트 내부에 존재하는 눈에 보이지 않는 미세한 구멍들을 촘촘하게 메워주는 역할을 수행합니다. 결과적으로 외부로부터 유입되는 유해 물질의 침입을 효과적으로 차단하여 건축물의 구조적 내구성을 한층 강화하는 부수적인 이점까지 얻을 수 있습니다. 다만 내부 철근의 부식을 방지하기 위해 이산화탄소가 침투하는 깊이를 정밀하게 제어하는 기술을 병행하여 구조물의 안전성을 완벽하게 확보하고 있습니다. 현재 대한민국을 포함한 전 세계는 2030년까지 온실가스 배출량을 획기적으로 줄여야 하는 과제에 직면해 있습니다. 이에 따라 이산화탄소를 단순히 버리는 가스가 아닌 가치 있는 자원으로 재활용하는 CCU 기술이 큰 주목을 받고 있습니다. 연구진은 현재 콘크리트 분야를 넘어 산업 폐기물 재활용 등 다양한 영역으로 기술을 확대 적용하여 이산화탄소 저장 용량을 극대화하는 원천 기술 고도화에 매진하고 있습니다. 기업과의 협력을 통한 실증 테스트가 진행 중인 만큼, 머지않아 우리 주변의 건축물들이 탄소를 먹는 '착한 건물'로 거듭나 탄소중립 사회 실현에 크게 기여할 것입니다.

이산화탄소를 잡는 착한 콘크리트가 있다?!
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