CCS(Carbon Capture and Storage)란? : 탄소포집 및 저장 기술

안녕하세요.
정보 해커, 뭉커입니다!
오늘은 'CCS' 란 기술에 대해 이야기 해보려 합니다.
CCS는 어떤 기술이며 어떻게 활용이 되는지,
그리고 왜 이러한 기술이 개발되어야 하는지 한번 알아봅시다!

1. 이산화탄소의 심각성

 

현재 인류는 대부분의 에너지를 석유,석탄,화석연료 등에 의존하고 있습니다.
이 연료들의 공통적인 특징은
바로 에너지 생성과정에서 이산화탄소를 배출한다는 것입니다.
이산화탄소는 온실가스로 지구온난화의 주범이 되는 가스이죠.
현재 지구의 평균온도는 100년 전보다 약 1도 올랐으며
앞으로도 계속 지구의 평균온도는 온실가스로 인해 올라갈 것으로 예측하고 있습니다.
그리하여 인류는 이산화탄소의 배출을 해결할 기술을 여러 개발 중이고
그 중 하나가 바로 'CCS' 란 기술입니다.

2. CCS란?

 

해양수산부

CCS는 'Carbon Capture and Storage' 의 약자로.
말 그대로 탄소를 포집하고 저장하는 기술입니다.

CCS는 크게 포집, 수송, 저장 으로 3단계가 있는데 차례대로 보겠습니다.





(1) 포집

출처 : Shell Carbon-Capture Plant Hits 4 Million Ton Milestone 6 Months Ahead Of Schedule (intelligentliving.co)

여러 공장에서 배출되는 이산화탄소를 격리시키기 위해서는
발생되는 이산화탄소를 모으는 '포집'과정이 필요합니다.
이산화탄소를 포집하는 과정은 3가지로 나눌 수 있는데
하나 씩 확인해 보겠습니다.



1) 연소 전 포집 (Pre - Combustion Capture)

연소 전 포집은 화석연료에 있는 탄소 성분이 산소와 연소되기 전에
포집하는 기술입니다.
보통 화력 발전소에 적용되는 형식입니다.



2) 연소 후 포집 ( Post - Combustion Capture)

연소 후 발생된 가스를 용매를 이용하여 탄소를 포집하는 기술입니다.
일반적으로 포집에 적용되는 형식입니다.



3) 순산소 연소 ( Oxy - Fuel Combustion )

공기 중의 약 79%를 차지하는 질소를 제거 후,
남은 순산소를 주입하여 연소 시켜
이산화탄소 포집을 쉽게 하는 기술입니다.
보통 화력 발전에 적용되는 형식입니다.






(2) 수송

포집된 이산화탄소는 저장할 장소까지 수송 작업이 필요합니다.
이때 운송이 원활하게 이루어지려면 초임계유체의 이산화탄소가 되어야합니다.
초임계유체(Supercritical liquid) 란 액체와 기체를 구분할 수 없는 시점의 유체를 말합니다.
쉽게 풀어서 설명하면
어떤 물질을 고압상태에서 가열을 시켜 임계점을 넘어버리는,
즉, 상(phase)이 구분될 수 있는 최대 온도 압력을 넘어버려
밀도는 액체의 특성에 가까운 높은 밀도를 가지게 되고
점성도는 기체의 특성에 가까운 낮은 점성도를 가지게 되는 상태를 뜻합니다.

그래프는 이산화탄소의 상평형 그래프이며
31℃ , 73atm ( 섭씨 31도 73기압) 지점이 이산화탄소의 임계점이 되고
그 이상을 넘어가는 구간이 바로 운송에 필요한 초임계 상태의 구간입니다.

운송은 보통 배, 파이프라인을 통해서 운송이 진행됩니다.







(3) 저장

포집된 이산화탄소는 지질, 해양 수킬로미터 아래에 저장하게 됩니다.
현재 해양저장은 해양의 산성화로 인해 저장을 하지 않는 추세이고
지층에 이산화탄소를 저장합니다.
이 때 이산화탄소는 단순 저장의 목적만이 아닌
탄화수소의 회수율 향상으로도 저장이 되기 때문에
석유나 가스를 뽑은 후의 저류층과 깊은 대수층, 석유 회수량을 증가시키기 위한 주입정 등이
적절한 장소에 저장을 하게 됩니다.




CCS의 기술이 무엇인지 또 어떠한 방식으로 운영이 되는지 알아보았습니다.
CCS의 기술을 포함해 이산화탄소 저감 기술이 발전하여
깨끗한 지구가 유지되었으면 좋겠습니다.