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CCS(Carbon Capture & Storage)는 고농도 대량 배출원에서 발생되는 이산화탄소를 포집하고, 포집된 이산화탄소를 압축해 액체 상태로 만들어 지중 및 해양 퇴적 암반층에 안전하게 저장하고 장기 모니터링 하는 기술입니다.

저장소로 운반된 이산화탄소는 해양저장과 광물탄산화, 지중저장의 3가지 방식으로 처분됩니다.

이 중 이산화탄소를 땅 속에 넣어 영구적으로 처분하는 핵심 기자재와 지상 시스템이 국내 최초로 개발됐습니다. 

한국기계연구원 열공정극한기술연구실 이공훈 박사팀은 한국지질자원연구원과 공동으로 액체 상태의 이산화탄소를 90 기압 이상의 초임계 상태로 변환해 땅 속으로 넣는 시스템과 핵심 기자재인 원심형 부스터펌프, 재생형 4단 가압펌프, 열적 혼합을 향상시킬 수 있는 라인히터 등을 개발했습니다.

초임계 상태는 액체도 아니고 기체도 아닌 중간 상태로, 액체와 기체의 두 상태를 서로 분간할 수 없는 상태를 말합니다.

이산화탄소는 임계점(31.1°C, 72.9기압) 이상에서 초임계 상태로 존재하며, 지중 저장에 적합한 지하 1000m 이상의    깊이에서는 자연적으로 초임계 상태가 됩니다.

그동안 국내에서는 이산화탄소 포집기술과 지중저장 후보지를 확보하기 위한 연구가 주로 진행된 반면 지상시스템의 기계설비에 대한 관심은 상대적으로 부족했습니다.

이번 기술 개발로 이산화탄소 포집 이후 단계인 지중저장 지상시스템 기계설비가 국산화됨에 따라 국내 순수 기술로 이산화탄소의 포집과 저장(CCS) 사업을 전주기적으로 추진할 수 있게 됐습니다.

연구팀은 향후 액화 이산화탄소 뿐만 아니라 대용량의 기체 이산화탄소를 처리할 수 있는 시스템도 개발할 계획입니다.

한편 국제에너지기구에 따르면 전 세계 CCS 플랜트 수요는 2015년 18기, 2020년 100기, 2030년 850기, 2050년에는 3400기까지 늘어날 것으로 예측되고 있습니다.

이 가운데 20%를 우리나라가 점유한다고 가정할 때, 2030년까지 약 100조 원의 누적 매출과 연간 3200만t의 이산화탄소 감축효과를 기대할 수 있습니다(출처=국가 CCS 종합추진계획, 2010).

 

효율적 가압을 위한 CO2용 재생형 펌프 구성품 (1단 펌프 시제품)

CO2용 4단 가압펌프용 임펠러

CO2 용 4단 가압펌프용 축 및 Casing

CO2 용 4단 가압펌프 임펠러와 Casing의 조립 후

CO2용 라인히터 개략도

CO2 용 라인히터 구성품 (선회유동 발생기)

CO2용 4단 가압펌프 시제품

CO2용 라인히터 (조립 후)


<관련글 : 이산화탄소 잡아서 수소 만드는 기술
http://daedeokvalley.tistory.com/151>

<이산화탄소 지중저장을 위한 지상시스템>

□ 이산화탄소 포집·수송·저장 기술(CCS, Carbon Capture & Storage)은 이산화탄소 를 직접적으로 감축할 수 있는 기술로서, 기존의 고농도 이산화탄소 대량 배출원에서 발생되는 이산화탄소 를 포집하고, 포집된 이산화탄소 를 압축·수송하여 지중 및 해양 퇴적 암반층에 안전하게 저장하고 장기 모니터링 하는 기술을 의미함

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□ 주요국 이산화탄소  배출량 감축계획 (KISTEP 동향브리프 2010-1호, 2010)

국가

연도 및 감축량

EU

2020년까지 1990년 대비 20% 감축
- 범 세계 동참시 30% 감축

미국

2020년까지 2005년 대비 17% (1990년 대비 4%) 감축
- 2009년 6월 하원통과 ‘Waxmam-Markey 법안’에 명시

일본

2020년까지 2005년 대비 30% (1990년 대비 25%) 감축
- 2009. 9. 22. 하토야먀 총리 발표, UN정상회의

한국

2020년까지 2005년 대비 30% 감축
- 2009. 11. 17. 이명박 대통령 발표, 국무회의

 - 한국의 이산화탄소  배출량은 '05년 약 6억t으로, 감축계획에 따라 '20년까지 이산화탄소 배출량을 약 4억 2000만 t 수준으로 낮출 예정
  - 감축 계획량 1.8억 t  중 약 1억 t(55%)을 CCS기술로 감축할 계획  (우리나라의 에너지 다소비 산업구조, 중ㆍ화학공업 중심의  경제구조에서 이산화탄소 강제 감축은 치명적일 수 있음)

□ 국제에너지기구 (International Energy Agency(IEA)) CCS 로드맵 (2010)
   - CCS 기술을 사용하지 않으면, 2050년까지 온실가스 배출량을 50% 감축하는데 약 70%까지 비용 상승
   - 로드맵에 따르면 전 세계적으로 2020년 100개의 프로젝트에서 2050년에 3000개 이상의 프로젝트로 증가
   - 이를 위하여 2010년에서 2050년까지 2.5~3조 달러의 추가 투자가 필요하지만 이는 2050년까지 온실가스 배출을 50% 감축하는데 필요한 전체 투자 비용의 약 6%임

국제에너지기구의 CCS 로드맵, 2010


□ 유럽위원회 공동연구센터(European Commission's Joint Research Centre)와 네덜란드 환경영향평가청(PBL Netherlands Environmental Assessment Agency)이 공동으로 발간한 보고서 '지구 이산화탄소 배출의 장기 경향 (Long Term Trend in Global CO2 Emissions, 2011 report)'
   - 2010년 한국의 이산화탄소 배출량은 5.9억t으로 EU를 하나의 그룹으로 하면 배출량 세계 8위에 해당함

posted by 글쓴이 과학이야기

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