Today's Energy News: 탄소중립 이슈(22.01.25)

■ 탄소중립 달성을 위한 방법

탄소중립(Carbon Netural)이란 인간의 활동 및 자연에서 배출된 온실가스(특히, 현재는 이산화탄소)를 포집 또는 저장하거나 활용하여 대기 중으로 배출되는 온실가스를 0으로 만든다는 개념이다. 즉, Net-Zero이다.이다.

탄소중립을 달성을 위해서는 크게 2가지 방법으로 나눌 수 있다. 하나는 배출량을 줄이는 것이고, 또 다른 하나는 배출된 온실가스를 재활용하거나 저장하여 없애는 것이다.

배출량을 줄이는 대표적인 방법이 연료전환이다. 즉, 화석연료에서 신재생에너지 원료로 연료를 바꾸는 것이다. 신재생에너지 중에서도 개인적으로는 바이오매스를 이용하는 것이 가장 좋은 방법이라고 생각한다. 여타의 신재생에너지원은 장치를 만들면서 배출되는 온실가스의 양이 상당하다. 하지만, 바이오매스는 원료 자체가 탄소중립이다. 또한, 현재 이용하지 못하고 버려지는 농·임산 부산물과 유기성 폐자원을 활용할 수 있다면, 충분히 경제성도 확보 가능한 에너지원이라 생각한다. 바이오매스의 또 다른 장점은 태양광(열), 풍력 등의 신재생에너지원과 달리 기저발전으로도 사용할 수 있기 때문이다.

온실가스를 재활용하거나 저장하는 방법은 우리가 말하는 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)이다. 국내에서도 다양한 CCUS 기술이 개발되고 있지만 아직은 경제성과 환경성을 다 확보하진 못한 상황이다. 2025년 이후 탄소세와 탄소배출권 거래제가 활발해지면 경제성 확보는 가능할 것으로 보인다.

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■ 전 세계 바이오매스 시장 2021년부터 2030년까지 연평균 6.3% 성장률

최근 시장 조사에 따르면 전 세계 바이오매스 시장 규모는 2021년 535억 달러로 평가되었으며, 2030년까지 연평균 6.3%의 성장률을 보일 것으로Quince Market Insight report는 보고했다. 보고서에는 온실가스(GHG) 배출 규제의 필요성이 높아짐에 따라 바이오매스 시장에 대한 수요가 증가하고 있다고 하였다. 바이오매스 시장의 문제점으로는 바이오매스 관리, 공급원료 비용의 상승, 신흥 경제국의 에너지 생산을 위한 바이오매스 활용에 대한 지식 부족을 이야기했다.

바이오매스 시장은 크게 조리, 냉·난방, 열, 발전으로 나뉘며, 가장 큰 부분은 열 공급 부분으로 현재는 연소 시스템을 이용하여 열을 공급하고 있다. 개인적인 생각으로는 연소 시스템을 이용할 경우 발생하는 가스 성분은 이산화탄소와 수증기가 주된 성분이므로 연소가 아닌 가스화를 통해 열 및 발전 시스템에 연결하는 것이 좋다고 생각한다. 또한, 바이오매스 원료의 특징상 소규모 가스화 CHP를 이용하는 것이 바이오매스를 연료로 이용하는 가장 적합한 방법일 것이다. 단순히 바이오매스 자체를 이용할 경우에는 가스화 시에 타르가 많이 발생하므로 반탄화를 통해 연료 고품위화와 더불어 가스화시에 발생하는 타르를 원천적으로 저감 하는 기술이 함께 개발 및 상용화되면 좋겠다.

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■ 바이오매스로 새로운 지속 가능한 물질로 업사이클링

최근 델라웨어 대학(UD)의 연구팀은 바이오매스를 새로운 지속 가능한 재료로 업사이클링하는 방법에 관한 보고를 하였다.

Thomas H. Epps III 교수는 환경 및 기후와 관련된 현재 문제 중 일부를 해결하기 위해 지속 가능한 신소재가 필요하다는 것은 널리 받아들여지고 있지만, 소재가 확장 가능하고 비용 효율적이지 않으면 실질적으로 사용이 어렵기 때문에 UD 연구자들이 업사이클된 바이오매스 재료의 경제성을 고려한 이유이다.

UD 연구팀은 산업공정 중에 생성되는 폐기물에서 리그닌을 추출하여 재사용하는 업사이클링 기술을 개발하였으며, 경제성 확보를 위하여 메탄올 대신 글리세린을 이용하여 상온·상압에서 가능한 공정을 확보하였다. 연구팀은 상기 기술을 이용하여 바이오 플라스틱을 생산할 수 있다고 하였다.

 

참고 : 전자뉴스, GlobeNewswire, Quince Market Insight, AZO Clean Tech