▲ SK머티리얼즈 박기선 부사장, 에너지연 온실가스연구실 윤여일 책임연구원, 에너지연 김종남 원장이 기술이전 계약 체결식에 참여했다.(사진=에너지연)

[월간수소경제 성재경 기자] 정부는 2030년까지 자연증가분 대비 37% 온실가스 감축, 2050년까지 탄소중립 달성을 선언한 바 있다. 

화석연료의 의존성을 낮추면서 산업시설에서 배출되는 CO2를 감축하기 위해서는 CCS(탄소 포집 및 저장) 기술이 꼭 필요하다. 이산화탄소 1톤당 100~150달러의 CCS 비용이 발생하는 만큼 관련 기술에 대한 기업들의 관심도 뜨겁다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남) 온실가스연구실 윤여일 박사 연구진이 CCS의 핵심인 ‘CO2 포집 기술’을 상용화 가능한 수준까지 개발, 지난 11일 SK머티리얼즈와 기술이전 계약식을 체결했다. 

화력발전소, 제철소, 시멘트, 석유화학, 유리용해로 등 다양한 산업에 적용 가능한 포집 기술로, 해외기술 대비 저렴한 흡수제 원료와 적은 에너지로 운전이 가능한 공정기술을 개발해 그 비용을 낮춘 것이 특징이다. 

에너지연과 SK머티리얼즈는 이번 기술이전을 시작으로, 키어솔 기술의 규모를 크게 키워 국내 CO2 포집 사업에 적극 활용함으로써 국가 탄소중립 목표 달성에 기여하고, 나아가 북미 CCUS 사업에 적극 진출하겠다는 계획이다. 

윤여일 박사 팀이 개발한 CO2 포집기술 키어솔(KIERSOL)은 7개국에 특허 등록된 CO2 포집용 액상 흡수제와 이를 활용한 공정기술이다. 혼합가스에 포함되어 있는 CO2를 선택적으로 흡수 포집하는 기술로, 흡수탑과 재생탑의 조합으로 구성된다. 

키어솔을 통해 분리한 CO2의 순도는 약 99.5%로 고순도 액화 공정을 통해 반도체용 CO2(99.999%)로도 활용할 수 있다. 

▲ 이산화탄소 포집용 키어솔 흡수제.(사진=에너지연)

탄산칼륨을 주요 물질로 하는 키어솔은 산소 내산화성이 강한 반응 속도 촉진제가 혼합되어 있는 수용액상 흡수제다. 혼합가스의 특성에 따라 KIERSOL-P(10기압 이하 석유화학용), KIERSOL-N(천연가스 발전소용), KIERSOL-C(석탄화력/시멘트/제철용), KIERSOL-B(바이오메탄용)로 세분화해 개발됐다. 

에너지연은 공정 설계 기술을 자체 개발했으며, 상용화 촉진을 위해 세계에서 세 번째로 하루 1톤 규모의 모바일 포집 공정 설비를 40피트 수출형 컨테이너 6기 규모로 제작해 실제 현장에서 성공적으로 운영한 바 있다. 

해외 엔지니어링 업체들은 CO2 포집을 위해 주로 아민을 주요 물질로 활용하고 있다. 주입 가스 중 산소에 의한 아민의 산화 분해, 50℃ 이상 올라가는 CO2 흡수 반응열 억제용 흡수탑 내 인터쿨러 활용, 이산화황(SO2)에 부반응이 일어나는 흡수제, 재생열에 의한 흡수제의 열변성, 거품생성 방지제 사용, 수산화나트륨 투입을 통한 리클레이머 활용 등 많은 단점이 있지만, 키어솔은 이러한 문제점이 거의 없다.

CO2의 연속 포집과 회수가 가능하고 소형화된 장비로 장시간 운전할 수 있어, 기존 방식 대비 경제성이 높은 것으로 알려진다.

연구책임자인 윤여일 박사는 “이 기술을 본격 상용화해 CO2 포집비용을 낮춤으로써 세계 시장에서 CCUS의 상용화를 이끌 수 있을 것”이라며, “특히 부생수소 생산 공정 중에 발생하는 CO2도 포집할 수 있어 향후 블루수소 생산의 핵심 역할을 할 것으로 전망한다”고 밝혔다. 

이번 연구는 과기부 한국연구재단의 원천기술개발사업과 연구원 주요사업, 산업부 한국에너지기술평가원의 에너지수요관리 핵심기술사업(블루수소 생산)의 일환으로 15년간 정부의 지원을 받아 진행됐다. 

SK머티리얼즈는 이번에 이전받은 ‘키어솔 CO2 포집기술’을 국내뿐 아니라 북미지역의 CCUS 사업을 위한 핵심기술로 활용할 계획이다. 

SNS 기사보내기