[테크M 독점제휴=MIT테크놀로지리뷰] 이산화탄소를 처리하는 새로운 엔지니어링 접근 방식

• 혁신성  천연가스발전에서 나오는 탄소를 저렴하고 효율적으로 포집함으로써 온실가스 방출을 피할 수 있다.
• 왜 중요한가  천연가스는 미국 전기생산의 32%를 담당하고 있으며 전기 생산에서 발생하는 탄소방출량의 30%를 차지하고 있다.
• 주요 회사들  8리버캐피탈 / 엑셀론제너레이션 / CB&I
• 실용화 시기  3~5년

천연가스는 앞으로도 한동안 전 세계에서 주요 에너지원으로서의 위치를 차지할 것이다. 천연가스는 저렴하고 발전이 쉬운 게 특징으로 오늘날 미국전기생산의 30%, 전 세계 전기 생산의 22%를 담당하고 있다. 하지만 천연가스는 석탄보다 훨씬 깨끗한 자원임에도 여전히 많은 탄소를 배출한다.

미국 정유산업 중심지인 휴스턴 외곽에는 천연가스를 청정에너지로 만들 수 있는 기술을 개발 중인 시험 발전소가 있다. 50MW 규모의 이 발전소를 지은 넷파워는기존 천연가스 발전소와 비슷한 비용으로 전기를 생산하지만 이 과정에서 발생하는 이산화탄소를 거의 완벽하게 포집할 수 있다고 보고 있다.

이는 우리가 화석연료를 합리적인 비용으로 탈탄소 에너지원으로 사용할 수 있음을 의미한다. 이 천연가스 발전소는 또한 초기에 많은 자본이 들어가는 원자력 발전이나 공급 안정성이 떨어지는 일반 재생 에너지가 갖는 문제를 피해 수요에 맞춰 전기를 생산할 수 있다.

넷파워는 기술 개발 업체인 8리버캐피탈과 엑셀론제너레이션, 그리고 발전소 건설회사인 CB&I와 협력하고 있다. 발전소는 최근 완공됐고 초기 시험을 시작했다. 넷파워는 몇 달안에 초기 운용 결과를 발표할 계획이다.

천연가스를 연소하는 과정에서 발생하는 이산화탄소는 고온·고압처리 과정을 통해 초임계 CO2로 바뀌어 특별하게 제작된 터빈을 가동하는 ‘동작유체’로 사용된다. 대부분의 이산화탄소는 재사용되며 나머지는 저렴한 비용에 포집된다.

이들이 비용을 절감하는 중요한 방법 중 하나는 포집한 이산화탄소를 판매하는 것이다. 오늘날 이산화탄소의 주요 사용처는 유정에서 석유를 채굴할 때다. 그러나 이 시장은 크지 않으며, 환경에도 좋지 않다. 그러나 넷파워는 시멘트 제조공정과 플라스틱 및 탄소 기반 소재 제작에 이산화탄소 수요가 증가할 것이라 보고 있다.

넷파워의 기술은 천연가스가 가진 모든 문제를 해결하는 것은 아니다. 천연가스 채굴 과정에서 문제는 여전히 남아 있다. 그러나 인류가 천연가스를 오래 사용하게 될수록 우리는 천연가스를 가능한 깨끗하게 사용해야할 것이다. 넷파워는 제자리 걸음 중인 탄소배출량 감소를 획기적으로 개선할 수 있는 방법을 제시한다.

<본 기사는 테크M 제60호(2018년 4월) 기사입니다>