전남광주통합특별시가 10일 산업통상자원부의 ‘디지털 기반 자원순환 시범산단 구축사업’ 공모 선정에 따라 여수국가산단 산업부산물을 에너지로 전환하는 친환경 산단 조성에 나선다. 사업은 여수국가산업단지에서 발생하는 유기성 폐기물 등 산업부산물을 합성가스(수소·일산화탄소)로 전환하고 이를 다시 스팀과 전력 생산에 활용하는 산업단지 자원순환 체계를 구축하는 것이다. 산업부산물의 발생부터 재활용까지 전 과정을 디지털 기반으로 관리해 자원 활용도를 높이고 온실가스 배출을 줄이는 것이 핵심이다. 이번 사업은 2026년부터 2년간 국비 75억원 등 총사업비 125억원을 들여 추진된다. 전남테크노파크가 주관하고 GS칼텍스, 고등기술연구원, 한국환경사업단, 네오랩, 센티언트시스템즈 등이 참여해 산업부산물 자원화 기술 확보와 디지털 관리 체계 구축에 나선다. 주요 사업은 기업별 산업부산물·폐기물 발생 현황·성분 분석과 사업화 모델 발굴, 산업단지 내 부산물·폐기물 실시간 순환 모니터링 시스템 구축, 자원순환 설비 구축을 통한 합성가스 전환과 스팀·전력 생산 등이다. 특히 산업부산물의 발생부터 수거, 처리, 재활용까지 전 과정을 실시간으로 관리하는 디지털 자원순환 플랫폼을 구축해 산업단지 내 자원 순환 효율을 높일 계획이다. 이를 통해 산업부산물을 에너지원으로 활용해 연간 87.5MW의 전력과 182.5톤의 스팀을 생산하고, 온실가스를 연간 66.4톤 감축하는 효과도 거둘 것으로 기대된다. 여수·광양만권은 철강, 석유화학, 이차전지 산업이 집적한 국내 대표 제조업 거점으로 다양한 산업부산물이 발생하고 있어 체계적 자원순환 시스템 구축 필요성이 계속 제기됐다. 이번 공모사업 선정은 여수국가산단 산업부산물의 자원화와 에너지화 촉진과 폐기물 재활용 산업 육성, 신산업 창출을 통해 여수국가산단이 정부의 탄소중립과 순환 경제 정책을 선도하는 디지털 기반 산업단지 모델로 자리매김할 것으로 기대된다. 김기홍 전남광주통합특별시 전략산업국장은 “이번 공모사업은 여수산단의 친환경·디지털 산업단지 도약의 중요한 전환점이 될 것”이라며 “산업부산물을 새로운 자원으로 활용하는 순환 경제 체계를 구축해 기업 경쟁력을 높이고 탄소중립 실현에도 적극 앞장서겠다”고 밝혔다.

9일 오후 2시 43분쯤 충남 태안군 원북면 태안화력발전소에서 열교환기 버너를 교체하는 과정에서 추정되는 폭발로 2명이 다쳤다. 충남도와 충남소방본부 등에 따르면 이날 ‘발전소 후문 쪽에서 폭발음과 함께 불길이 치솟고 있다’는 신고가 접수됐다. 출동한 소방 당국은 인력 77명과 장비 32대를 투입해 약 1시간 만인 오후 3시 49분쯤 큰 불길을 잡고 오후 4시 32분쯤 불을 모두 껐다. 이 사고로 작업자 2명이 2도 화상을 입어 병원으로 이송됐다. 이들은 생명에 지장은 없는 것으로 파악됐다. 다른 근로자들은 대피했으며, 추가 인명 피해는 없는 것으로 알려졌다. 경찰과 소방 당국은 석탄가스화 복합발전설비(IGCC) 건물 1층에서 열교환기 버너를 교체하는 과정에서 폭발 사고가 난 것으로 추정하고 있다. IGCC는 석탄을 고압 연소시켜 얻은 합성가스를 연료로 해 전기를 생산하는 설비로, 2016년 8월 준공됐다. 준공 당시 세계 최대 규모(380㎿급)이자 발전 효율은 42%로 세계 최고라는 평가를 받았다. 경찰과 소방 당국은 완전 진화하는 대로 자세한 화재 원인을 조사할 예정이다.

유기물 함량 높은 ‘식품 폐기물’ 가스화 및 전기화학적 CO2 전환에 주목바이오수소 생산 단가 ‘$3/kg-H2 미만’ 달성… 에너지 생산효율 개선박진우 교수, “뛰어난 효율… 지속 가능한 수소 생산 솔루션이 될 것” 동국대학교는 본교의 박진우(교신저자) 화공생물공학과 교수, 오세빈(제1저자) 석사과정생으로 구성된 연구팀이 식품 폐기물을 활용한 수소 생산 증대 시스템을 개발했다고 8일 밝혔다. 박 교수 연구팀은 식품 폐기물 가스화 기반 수소 생산 시스템과 이산화탄소 전기화학적 환원(CO2 electrochemical reduction, 이하 CO2ER)을 통합한 새로운 시스템을 개발했다. 재생 에너지를 이용해 포집된 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하고 이를 수소 생산에 재활용해 수소 생산량을 두 배 가까이 증대할 수 있는 ‘고효율 수소 생산 시스템’이다. 이 시스템은 이산화탄소의 단순 저장에 그치지 않고, 저장된 이산화탄소를 자원으로 한 번 더 순환시킴으로써 수소 수율을 높인다. 부산물로 생성되는 산소를 가스화 공정의 산화제로 활용해 외부 산소 구매 비용을 제거하며, CO2ER에서 전환된 일산화탄소를 수성가스 전환(Water gas shift; WGS) 반응기에 함께 유입시키는 방법을 도입했다. 연구팀은 “가스화는 열화학 반응을 통해 단시간에 합성가스를 생성할 수 있어 효율적 수소 생산이 가능하다”며 “다만, 가스화 공정에서는 상당량의 이산화탄소가 발생하는데, 발생한 이산화탄소를 포집하고 저장하는 것에 그치지 않고 이를 재활용한다면 비용 절감이 가능할 것으로 판단했다”고 밝혔다. 연구에 따르면 개발된 통합 시스템은 최종 수소 생산량을 약 1.8배 증가시켰으며, 에너지 효율을 7.36%포인트 개선했다. 또한, 해당 시스템은 세계 각국에서 보고된 식품 폐기물 조성에 대해서도 기존 시스템보다 높은 에너지 효율을 안정적으로 유지했다. 연구팀은 개발된 통합 시스템의 경제성에 대해 “외부 산소 구매 비용 제거가 CO2ER 통합으로 인해 높아진 전력 구매 비용을 충분히 상쇄하며, 전체 수소 생산량 증가로 전체 비용을 효과적으로 분산했다”면서 “이 시스템을 사용한다면 수소 생산 단가는 $3/kg-H2 미만”이라고 강조했다. 박 교수는 “특히 식품 폐기물은 도시 고형 폐기물 중 높은 비율을 차지하며, 유기물 함량이 높아 에너지 자원으로서의 활용 가치가 크다”면서 “개발된 통합 시스템은 광발효 등 타 바이오수소 공정보다 실용성 및 상업가능성 측면에서 훨씬 개선된 에너지 효율과 경제성을 나타낸다”고 강조했다. 이어 “식품 폐기물의 고부가가치 활용과 CO2 자원화를 함께 실현할 수 있는 지속 가능한 수소 생산 솔루션이 될 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지 ‘Energy Conversion and Management’(IF 10.9, JCR 상위 1.9%)에 2025년 12월호에 게재된다(온라인 게재 2025년 8월 12일).

포스코홀딩스와 LG화학이 ‘철강산업 이산화탄소 포집·활용 국책사업’에 참여한다고 7일 밝혔다. 포스코홀딩스와 LG화학은 한국화학연구원, 경상북도 등과 ‘철강산업 CCU 컨소시엄’을 구성하고 과학기술정보통신부가 추진하는 이산화탄소 포집·활용 초대형 사업에 참여한다. 해당 컨소시엄은 포항제철소 제철 공정에서 발생한 부생가스에서 이산화탄소를 포집하고, 이를 활용해 일산화탄소와 수소가 더해진 합성가스를 생산하는 기술을 실증한다. 올해 예비타당성 검토를 거쳐 내년 실증사업 시작을 목표로 하고 있다. 포스코홀딩스는 제철소 부지와 부생가스를 제공하고, 제철 공정에서 발생하는 탄소를 줄이는 기술 개발에 참여한다. LG화학은 이산화탄소와 메탄을 일산화탄소·수소로 전환하는 ‘메탄건식개질’ 기술 실증을 맡았다.

국내 연구진이 재생 에너지를 이용한 청정에너지 ‘이퓨얼’(E-Fuel)을 생산하는 기술을 개발했다. 이퓨얼은 일종의 ‘인공 석유’로 재생 전력으로 물을 전기 분해해 얻은 청정수소와 공기 중에서 포집한 이산화탄소를 활용해 휘발유나 디젤 같은 화석 연료와 화학적으로 같거나 유사한 연료를 말한다. 한국기계연구원 탄소중립기계연구소 연구진은 이퓨얼 연료 생산에 드는 촉매 양을 3분의1로 줄이는 대신, 용량은 30배 늘린 고효율 마이크로채널 반응기를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번에 개발한 반응기는 고온고압 환경에서도 안전하고 발열을 쉽게 차단할 수 있다는 장점이 있는 것으로 알려졌다. 유럽연합(EU)은 오는 2035년부터 휘발유나 디젤을 사용하는 내연기관 차량 판매를 금지한다. 단 이퓨얼 연료를 사용하는 신차는 예외가 적용되는 만큼, 많은 자동차 제조사와 석유화학기업들은 관련 연구에 박차를 가하는 상황이다. 이퓨얼 연료 생산을 위해서는 그린수소와 이산화탄소를 합성하는 과정을 거치는데, 이 과정에서 심한 발열 현상이 나타난다. 이에 연구팀은 발열 현상을 제어할 수 있는 반응기를 만들었다. 이 반응기는 마이크로채널 구조의 판을 접착제가 아닌 고온 방식으로 접합해 발열 제어 성능이 뛰어난 구조로 설계했다. 기존에는 슬러리 반응기나 유동층 반응기를 사용했지만, 소량 생산에서는 경제성이 떨어진다는 단점이 있었다. 더군다나 재생발전소에서 잉여전력으로 생산되는 수소의 양은 소량이라 대형 반응기를 사용하면 경제성과 효율이 낮아진다.그러나 이번에 개발한 반응기는 크기도 작고 효율이 높아, 합성가스의 93%를 연료로 전환하는 것으로 확인됐다. 실제로 연구팀이 개발한 반응기를 이용해 생산한 이퓨얼 연료는 세탄지수가 55.7로 국내 차량용 디젤의 세탄가 품질기준인 52를 훨씬 뛰어넘고, 국내 정유업체에서 생산·판매하는 디젤 세탄가(54~57)와 비슷한 수준이다. 연구를 이끈 김영 기계연 박사는 “이번에 개발한 장치는 열 제어 성능이 뛰어나 태양열, 풍력 등 저장량이 불규칙한 재생 전력의 공급량 변화에도 빠르게 대응할 수 있다”라면서 “이산화탄소를 디젤과 유사한 연료로 바꿀 수 있어, 향후 국제적 연료 규제 대응은 물론 이퓨얼 이외에 암모니아 합성 등 열제어가 필요한 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

지구온난화를 비롯한 기후위기가 심각해지면서 화석연료가 아닌 재생가능 에너지에 대한 관심이 높아지는 가운데 경기도의 ‘바이오에너지’ 잠재량이 높은 것으로 나타났다. 바이오에너지는 동식물은 물론 음식물 쓰레기 등에서 얻을 수 있는 에너지를 난방과 전기 연료 등에 활용하는 동시에 재생성까지 높아 탄소중립 에너지로 주목받고 있다. 11일 경기연구원이 진행한 ‘경기도내 바이오에너지 잠재량 관련 연구’ 결과를 살펴보면 도내 31개 시·군 중 침엽수와 활엽수를 활용한 임산 바이오에너지의 이론적 잠재량(이론적으로 활용할 수 있는 에너지의 양)이 높은 곳은 가평군(13만 1361TOE/년), 양평군(11만 1192TOE/년), 포천시(9만 6744TOE/년) 등 경기 북부지역이 높은 것으로 집계됐다. 임산 바이오에너지는 나무를 연료로 사용할 수 있도록 ‘칩’ 형태로 가공한 것으로 온실가스 감소 등 환경오염 저감 효과가 탁월하다. 나무 찌꺼기 등을 태워 직접적인 열을 얻거나 연소열로 증기를 만들어 난방열과 전기 에너지도 얻을 수 있다. 임산에 이어 농산 바이오에너지 이론적 잠재량이 높은 곳은 화성시(4만 10TOE/년), 파주시(3만 1747TOE/년), 평택시(3만 194TOE/년) 등으로 확인됐다. 농산 바이오에너지는 옥수수와 볏짚 등에 열을 가해 에탄올과 합성가스 등을 만들어 자동차 연료 등에 사용할 수 있다. 가축분뇨와 음식물 쓰레기를 메탄과 같은 에너지 연료로 전환할 수 있는 축산 바이오에너지 이론적 잠재량은 안성시(4만 8480TOE/년)가 가장 높았으며, 포천시(3만 1734TOE/년)와 이천시(3만 1915TOE/년)가 뒤를 이었다. 도시폐기 바이오에너지 이론적 잠재량은 수원시(4만 1848TOE/년), 성남시(2만 8634TOE/년), 용인시(2만 7385TOE/년) 등 도내 대도시권이 상위권을 차지했다. 바이오에너지 잠재량이 높은 기초단체가 많은 것으로 드러나자 이들 지역을 중심으로 바이오에너지 활용 체계를 마련해 기후위기에 대응하자는 목소리가 나온다. 지구 온도가 올라가는 것을 막기 위해서라도 오는 2050년까지 탄소중립을 실현해야 한다는 이유에서다. 경기연구원 관계자는 “도내 바이오에너지 잠재량이 풍부한 지역의 여건을 고려해 광역 시설 등의 운영을 검토하고 인센티브 지원 정책 등을 펼친다면 바이오에너지를 활성화할 수 있을 것”이라고 제언했다.

이산화탄소는 대기 농도가 400ppm을 약간 넘는 정도로 산소나 질소에 비하면 그 양이 미미한 수준입니다. 하지만 강한 온실 효과를 통해 지구 표면 온도와 기후에 큰 영향을 미칩니다. 그 때문에 마치 악당처럼 묘사되기도 하지만, 만약 이산화탄소의 온실 효과가 없다면 지구 표면 온도는 영하 18도까지 떨어질 수 있습니다. 사실은 우리에게 중요한 기체이지만, 인류가 짧은 시간 동안 너무 많은 양을 배출해서 문제가 되는 것입니다. 온갖 환경 오염의 주범이 되는 플라스틱 역시 우리에게 고마운 물질입니다. 가볍고 투명하며 쉽게 변질하지 않는 성질 덕분에 우리의 일상생활에 사용할 편리한 물건들을 만드는 데 없어서는 안 될 소중한 존재입니다. 다만 우리가 매일 버리는 플라스틱 쓰레기들이 재활용하기도 어렵고 썩지도 않아 심각한 환경 문제가 되고 있는 건 부인할 수 없는 사실입니다. 따라서 과학자들은 이산화탄소를 다른 유용한 물질로 바꾸고 플라스틱을 다른 형태로 분해해서 재활용하기 위해 연구를 계속하고 있습니다. 모티어 라하만 박사가 이끄는 케임브리지 대학의 연구팀은 이 두 가지 문제를 한 번에 해결할 수 있는 연구를 진행하고 있습니다. 이들의 목표는 이산화탄소를 일산화탄소와 수소의 합성가스(syngas)로 만들어 다른 유용한 화학물질을 합성하거나 혹은 수소를 추출해 청정에너지로 사용하는 것입니다. 동시에 플라스틱은 더 단순한 유기물로 분해해서 산업용 원료로 업사이클링합니다. 물로 이산화탄소와 플라스틱 쓰레기가 저절로 그렇게 될 순 없기 때문에 태양 에너지와 촉매를 이용해서 반응을 유도합니다. 연구팀은 6개월 전에도 두 개의 반응 용기와 전극이 있는 이산화탄소 – 플라스틱 쓰레기 태양 반응로를 만들었습니다. 비결은 빛, 전기, 그리고 화학 촉매를 동시에 사용하는 것입니다. 페로브스카이트 기반의 광음극(photocathode)은 코발트 화합물과 구리 - 인듐 촉매를 이용해 이산화탄소를 합성가스로 만들고 구리-백금 소재의 양극은 가장 흔한 플라스틱 쓰레기인 PET 소재의 플라스틱을 글리콜산 같은 더 단순하고 화학 공업 재료로 사용할 수 있는 소재로 만듭니다. 하지만 이때는 이미 순수하게 농축된 100% 이산화탄소만을 사용했습니다. 연구팀은 좀 더 현실에 가까운 시스템을 만들기 위해 공기를 펌프로 주입해 알칼리 용액에 넣은 후 이산화탄소만 추출했습니다. 그리고 이 용액을 같은 광전자화학 반응 시스템에 넣고 플라스틱 쓰레기 추출물과 함께 반응해 합성가스와 클리콜산을 만들었습니다. 흥미로운 사실은 농축 이산화탄소를 사용했을 때 일산화탄소/수소 비율이 1:2 정도인데 공기를 이용하면 1:30으로 수소가 크게 늘어난다는 것입니다. 상황에 맞춰 농도를 조절하면 원하는 물질을 더 많이 생산할 수 있을 것으로 기대됩니다. 다만 아직 기초 연구 단계로 상업적인 수준까지 진행하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. 플라스틱 쓰레기를 화학적으로 더 단순한 원료 물질로 만들어 업사이클링하고 이산화탄소는 합성가스나 아니면 더 복잡한 화학물질로 만드는 연구가 한창입니다. 이 둘을 동시에 해결하려는 접근법이 더 성공적일지 아니면 다른 대안적인 기술이 성공적일지 미래가 주목됩니다.

순천향대학교(총장 김승우)는 나노화학공학과 김동재 교수 연구팀이 화석 연료 에너지의 대체 자원으로 주목받고 있는 바이오매스의 생산 모델링 및 최적화에 성공했다고 15일 밝혔다. 순천향대에 따르면 김 교수 연구팀은 기존에 보고되어온 여러 논문 데이터를 바탕으로 유동층 바이오매스 가스화 반응기의 합성가스 생산량에 대한 모델을 다양한 ‘머신러닝’에 기반해 학습해 최적의 모델을 구축했다. 바이오매스는 지구상에 매우 풍부한 자원으로 기존 화석 연료를 대체할 수 있는 유망한 대안이다. 유동층을 활용한 바이오매스 가스화 반응은 수소·일산화탄소·이산화탄소·메탄으로 구성된 합성가스로 전환하는 고효율 열화학 공정으로 많은 주목을 받고 있다. 이번 연구는 바이오매스로부터 합성가스를 생산하는 효율적인 상용 공정을 설계할 때 중요한 핵심 지식으로 활용될 수 있다는 점에서 중요하다. 연구성과는 ‘Predicting and optimizing syngas production from fluidized bed biomass gasifiers: A machine learning approach’란 제목으로 국제 학술지 Energy(IF: 8.857, JIF 상위 3.97% / Thermodynamics 분야) 2023년 1월호에 게재 승인됐다. 제1 저자인 김 교수는 “다양한 논문에서 개별 바이오매스 및 개별 조업 조건에 대한 합성가스 생산은 보고됐지만, 이를 다양한 바이오매스의 조성과 넓은 조업 조건에 따라 체계적으로 모델을 구축하고, 민감도 해석을 수행한 것은 처음”이라고 설명했다.

국내 연구진이 버려지는 폐플라스틱에서 수소와 유용한 화학원료를 뽑아낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국에너지기술연구원 청정연료연구실 연구팀은 폐플라스틱을 무산소 상태에서 가열·분해해 얻은 열분해유를 가스화하는 공정을 개발했다고 24일 밝혔다. 현재 폐플라스틱 처리 방법으로는 매립과 소각이 주로 활용되고 있다. 문제는 면적 제한, 지표 및 지하수 오염, 소각시 불완전 연소로 인한 환경오염을 심화시킨다는 것이다.이에 발전연료나 기초화학물질로 변환시킬 수 있는 가스화 기술이 주목받고 있다. 연구팀은 폐플라스틱 열분해유를 고온·고압 상태로 가스화시킨 다음 산소 기체와 불완전 연소 반응시켜 수소와 일산화탄소가 주성분인 합성가스를 생산했다. 이렇게 만들어진 합성가스를 정제, 전환, 분리 공정을 거치면 수소 생산이 가능하게 된다. 연구팀이 이번에 폐플라스틱으로 만든 합성가스는 수소와 일산화탄소 생성비가 90%를 넘었다. 기존에는 폐플라스틱 열분해유의 사용처가 한정적이었지만 연구팀이 가스화 공정을 적용함으로써 기초 및 특수 화학물질은 물론 발전연료, 전력생산까지 광범위한 고부가 파생상품 생산이 가능해졌다. 또 가스화 공정으로 인해 재와 같은 부산물의 양도 획기적으로 줄였다. 연구팀은 이번에 개발한 기술을 한화건설에 기술이전하기 위한 체결식을 24일 대전 에너지연구원 본원에서 가졌다. 연구를 이끈 라호원 에너지기술연구원 박사는 “이번 기술 이전은 그동안 활용처가 제한적이었던 폐플라스틱 열분해유를 활용해 고부가가치를 가진 화학원료로 재탄생시키는 기술을 국산화했다는데 의미가 크다”고 설명했다.

국내 연구진이 산업 활동의 부산물로 나오는 일산화탄소를 고부가가치를 지닌 생명공학 물질로 바꾸는 방법을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과 연구팀은 산업 부생가스로 대량 발생하는 고농도 일산화탄소를 고부가가치의 바이오케미컬 물질로 전환할 수 있는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널’에 실렸다. 화석연료나 바이오매스, 폐기물 등을 가스화 하거나 제철공정 같은 산업공정에서는 이산화탄소, 일산화탄소, 메탄처럼 탄소 1개로 구성된 C1 가스가 발생한다. 전 세계 과학자들은 이 같은 C1 가스를 미생물 같은 생체촉매로 유용한 화학물질로 전환하는 C1가스 바이오 리파이너리 기술이 많이 연구되고 있다. 연구팀은 아세토젠 미생물이라는 생체촉매를 이용해 C1가스로 아세트산을 만드는 기술을 개발했다. 기존에도 아세토젠 미생물로 C1가스를 바이오케미컬로 바꾸는 기술이 있기는 했지만 고농도 부생가스에서는 활용하기가 어려웠다. 연탄이나 석탄을 때면 매케하게 발생하는 가스가 고농도 독성 일산화탄소이다. 아세토젠은 60% 이상 일산화탄소에서는 활동이 저해되기 때문에 산업 현장에서 발생하는 최대 70% 고농도 C1 가스에서는 사용이 어렵다. 특히 철강산업 공정에서 발생하는 가스에는 60% 이상의 고농도 일산화탄소가 포함돼 있다 연구팀은 아세토젠 미생물 중 ‘유박테리움 리모좀’이라는 균주를 고농도 일산화탄소 조건에 지속적으로 노출시켜 일산화탄소 내성을 가진 돌연변이체를 만들었다. 이렇게 만든 돌연변이체는 일산화탄소가 60% 이상 포함된 합성가스 조건에서도 야생의 미생물보다 6배 정도 빠른 성장속도를 보였다. 이는 고농도 일산화탄소 조건에서 가장 빠른 속도이다. 연구팀은 일산화탄소 내성을 가진 돌연변이 미생물에 2,3-부탄다이올 합성 경로를 만들어 C1 가스를 C4 화학물질로 전환할 수 있는 생체촉매 시스템을 개발했다. 실제로 이번에 개발한 생체촉매는 야생 미생물 대비 약 6.5배의 생산성을 보여줬다. 연구를 이끈 조병관 카이스트 교수는 “산업공정에서 발생하는 C1 가스는 직접 미생물 촉매에 적용하기 어려워 일산화탄소 내성을 높이는 과정이 필수적”이라며 “이번에 개발한 기술과 생체촉매를 활용하면 C1 가스를 유용한 화학물질로 바꾸는 다양한 산업현장에 적용할 수 있을 것이다”라고 말했다.

LG화학은 한국과학기술연구원(KIST)과 공동으로 공기 중의 이산화탄소를 일산화탄소로 바꾸는 신기술을 개발하고 상용화 발판을 마련했다고 9일 밝혔다. 일산화탄소는 합성가스, 메탄올 등 대체 연료와 플라스틱을 비롯한 다양한 화학 원료를 생산하는 물질이다. 이번 기술은 전기를 이용해 공기 중 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 것이다. 대기에 풍부한 이산화탄소를 활용하는 만큼 탄소 중립 실현도 가능하다는 게 회사 측의 설명이다. LG화학과 KIST는 이번에 개발한 반응기의 크기를 10배 이상으로 더 키워 실제 양산이 가능한 기술을 확보해 나갈 예정이다. 나아가 공기 중 이산화탄소를 포집해 각종 석유화학 제품의 원료인 에틸렌까지 생산하는 기술도 개발해 탄소 중립에 기여할 계획이다. 유지영 LG화학 부사장은 “KIST와 이산화탄소 전환 기술의 상용화를 위한 기반을 마련했다”며 “탄소 중립 분야의 원천 기술 개발을 강화할 것”이라고 말했다.

폐플라스틱을 열처리해서 만든 기름을 원유 대신 사용할 수 있게 됐다. 또 생활폐기물을 태우고 남은 재를 건설 및 토목공사에 일부 사용 가능해진다. 환경부는 이 같은 내용이 포함된 ‘폐기물관리법 시행령·규칙’ ‘건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률 시행규칙’ 3개 자원순환 분야 하위법령 일부 개정안을 오는 4일부터 40일간 입법예고한다고 밝혔다. 이번 개정안에 따르면 무산소 조건에서 폐플라스틱에 300~800도의 열을 가해 가스나 기름을 추출하는 열분해 기술로 만든 열분해유를 나프타, 경유 등 석유화학 공정 원료로 재활용할 수 있게 됐다. 환경부는 코로나19 확산 첫 해인 2020년 기준으로 폐플라스틱류는 18.9%, 비닐류는 9% 증가했다고 밝히며 폐플라스틱의 안정적 처리와 재활용 고도화를 위해 열분해유를 재활용할 수 있도록 했다고 설명했다. 열분해 과정에서 만들어진 합성가스에서 수소로 전환하거나 추출해 연료전지, 수소차 충전에도 활용할 수 있게 했다. 열분해유 회수기준은 투입된 폐플라스틱 중량의 50% 이상으로 설정했다. 또 2026년부터 생활폐기물 직매립이 금지되면서 가연성 폐기물 소각 처리량이 증가될 것으로 예상되면서 생활폐기물 소각시설의 바닥재를 시공할 때 일반 토사류, 건설 폐재류와 부피 기준 25% 이하로 혼합해 활용할 수 있도록 하는 내용도 포함됐다. 생활폐기물을 버릴 때 지방자치단체가 종량제 봉투 사용 같이 조례로 정한 방법을 준수하지 않을 경우 위반건수당 과태료 5만원이 부과된다. 한편 다른 사람이 버린 음식물 쓰레기를 수거해 자신이 기르는 가축 먹이로 재사용하는 행위도 허가제로 엄격하게 금지된다. 지금까지는 폐기물처리 신고만으로도 음식물 쓰레기를 가축 먹이로 재활용할 수 있었지만 배출, 운반, 보관 과정에서 쉽게 부패하고 이물질이 섞일 수 있으며 가축의 건강에도 해를 끼칠 수 있다는 점을 고려해 시도지사로부터 폐기물처리업 허가를 받아야 가능하도록 했다. 의료폐기물 소각시설을 만들 때도 시설의 최소 규모도 시간당 처분능력 1t에서 2t으로 상향했다. 이 같은 내용이 포함된 3개 자원순환 하위법령 일부개정령안의 자세한 내용은 국민참여입법센터 누리집(opinion.lawmaking.go.kr)에서 확인할 수 있다.

온실가스 배출이 없는 전기차나 수소차 같은 친환경 자동차는 이제 피할 수 없는 시대의 대세가 됐다. 지구 온난화 문제가 더 이상 행동을 지체할 수 없을 정도로 심각해지고 있기 때문이다. 주요 자동차 제조사들도 매우 적극적인 친환경 자동차 전환 계획을 세운 상태다. 단순히 시대의 흐름에 따라가겠다는 정도가 아니라 이 경쟁에서 뒤처지면 사실상 미래가 없다는 점을 인식하고 사활을 걸고 나서는 것이다. 물론 최근 배터리 및 수소 연료 전지 관련 기술이 크게 발전한 것도 중요한 이유다. 하지만 아무리 배터리 및 연료 전지 기술이 발전해도 적용하기 어려운 분야도 많다. 대표적인 분야가 항공기다. 최신 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도는 아직 화석 연료보다 매우 낮다. 다시 말해 화석 연료 대신 배터리를 탑재할 경우 항공기가 매우 무거워져서 현실적으로 비행이 어렵다는 이야기다. 현재 연구 단계인 전기 비행기는 모두 소형 단거리 비행기나 드론뿐이다. 에너지 밀도가 매우 높은 수소가 대안이 될 수 있지만, 이번에는 인화성과 폭발성이 매우 높다는 사실이 발목을 잡는다. 많은 양의 수소를 싣고 비행하는 대형 항공기가 사고가 날 경우 지금보다 더 큰 참사로 이어질 가능성이 있다. 따라서 일부 과학자들은 자동차와는 전혀 다른 대안이 필요하다고 보고 있다. 그중 하나가 바로 이산화탄소와 물로 만든 합성 연료다. 제트 엔진이나 내연 기관에서 일어나는 것과 정 반대 방향으로 에너지를 투입해 이산화탄소와 물을 화석 연료와 흡사한 연료로 만드는 기술이다. 취리히 스위스 연방 공과 대학의 과학자들은 몇 년 전부터 관련 연구를 진행해왔다. 이들이 생각하는 에너지원은 바로 태양이다. 연구팀이 최근 5kW급 프로토타입 합성 연료 생산 시스템을 공개했다.(사진) 이 시스템은 하루 32ml의 케로신밖에 생산할 수 없지만, 태양 에너지를 이용해 대기 중 이산화탄소와 수증기를 흡수한 다음 직접 연료로 바꿀 수 있다는 점을 증명했다는 데 의의가 있다. 원리는 다소 복잡하다. 우선 원료를 넣기 전 산화세륨(CeO2) 세라믹으로 코팅된 반응로를 태양열로 가열한다. 접시 모양으로 새긴 거울을 이용해 섭씨 1500도까지 가열하면 내부에서는 산소가 분리되기 시작한다. 이 상태에서 원료인 물과 이산화탄소를 넣으면 세륨이 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)에서 산소를 가져오면서 일산화탄소와 수소가 섞여 있는 합성가스(syngas)가 형성된다. 이 과정이 진행되는 동안 태양열 집열기는 다른 반응로를 가열해 다음 사이클을 준비한다. 따라서 집열판은 하나인데, 반응로는 두 개인 구조를 지니고 있다. 그리고 반응로에서 나온 합성가스에 적절한 촉매를 가해 화학 반응을 일으키면 케로신이나 메탄올처럼 여러 가지 연료나 혹은 석유화학 제품을 만들 수 있는 원료 물질이 얻어지는 원리다. 이런 방식으로 탄소 중립적인 합성 연료를 만들면 항공기나 항공 관련 인프라를 바꾸지 않고도 항공 산업에서 탄소 중립 목표를 달성할 수 있다. 그렇다면 육상 운송이나 해상 운송 부분도 마찬가지 아니냐고 반문할 수 있지만, 이렇게 만든 합성연료는 매우 비싸기 때문에 배터리나 혹은 수소를 사용할 수 있는 영역에서는 굳이 사용할 이유가 없다. 연구팀은 A350 여객기가 런던-뉴욕 노선을 왕복할 수 있는 연료를 하루 동안 생산하기 위해서는 100MW급 플랜트 10개가 필요할 것으로 내다봤다. 현재는 초기 연구 단계라 정확한 비용 산정은 어렵지만, 이 플랜트를 건설하는 데 막대한 비용이 들 것이란 점에는 의문의 여지가 없다. 연구팀은 태양 에너지를 이용해서 물과 이산화탄소를 합성연료로 바꿀 수 있다는 점은 증명했지만, 경제성을 입증해 보이기까지 험난한 과정이 예상된다. 자동차와 달리 차세대 친환경 항공기 기술은 아직 베일에 가려 있다. 전기 비행기, 수소 비행기, 그리고 다른 대체 연료를 사용하는 항공기 등 여러 가지 대안 중 어떤 것이 최종 승자가 될지 미래가 주목된다.

국내 연구진이 지구온난화와 미세먼지 주범으로 지목받는 오염물질들을 제거하는 동시에 고활용 유기화합물로 전환하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부 연구팀은 암모니아와 이산화탄소를 동시에 제거하거나 변환할 수 있는 전해전환 공정을 개발해 화학제품 원료나 전기발전의 에너지원으로 사용가능한 합성가스를 효율적으로 생산하는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널’에 실렸다. 전해전환은 암모니아와 이산화탄소를 전기화학적으로 전환해 고부가가치 유기화합물로 생산하는 기술이며 이를 통해 만들어지는 합성가스는 일산화탄소와 수소를 주성분으로 하는 혼합기체로 다양한 화학제품의 원료이면서 전기발전 등 에너지원으로 활용가치가 높다. 이산화탄소의 전기화학적 전환은 상온, 고압 조건에서 대기 중 온실가스를 감축함과 고부가가치인 탄화수소계 화합물로 전환할 수 있어 각광받고 있다. 그렇지만 이산화탄소 전기화학적 전환에 필요한 구동 전압이 높아 전력 소모량이 과도하다는 단점이 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 그렇지만 연구팀은 전력소모가 높은 물 전기분해 대신 소모전력이 상대적으로 낮은 암모니아의 전기화학적 산화반응을 이용해 유해 암모니아와 이산화탄소를 이용해 고부가가치의 물질로 전환하는 기술을 개발했다. 실제 이번 기술을 통해 암모니아-이산화탄소 동시 전해 공정으로 구동 전압을 최대 34.04% 줄였고 일산화탄소와 수소를 포함하는 합성가스 생산이 가능한 에너지 절약형 탄소 연료 생산공정을 새로 만들었다. 이번 연구를 이끈 이재영 GIST 교수는 “이번 연구는 기존 공정보다 친환경적인 탄소연료 생산공정과 다양한 분야에서 맞춤형 합성가스 생산 가능성을 제시했다는 점에 의미가 있다”라고 말했다.

폐플라스틱으로 만든 열분해유를 석유제품으로 재활용하고 탄소배출권을 인정하는 등 재활용 촉진책이 마련됐다.환경부는 21일 폐플라스틱 열분해 처리 비중을 현행 0.1%(1만t)에서 2030년까지 10%(90만t)로 확대해 순환경제 및 2050년 탄소중립 실현을 선도할 계획이라고 밝혔다. 폐플라스틱을 첨단 기법으로 처리해 만든 열분해유는 석유·화학 제품의 원료로 재활용할 수 있지만 국내에서는 연료 용도로 이용하고 있다. 앞서 환경부는 폐플라스틱의 안정적 처리와 재활용 고도화를 위해 산업계·학계·연구기관이 참여하는 민간전문가 전담반(TF)을 구성해 폐플라스틱 열분해 활성화 방안을 마련했다. 우선 ‘폐기물관리법’ 하위법령을 연내 개정해 폐플라스틱의 열분해를 통해 석유·화학 기업이 원유를 대체해 납사·경유 등으로 재활용할 수 있도록 허용할 계획이다. 또 폐기물 매립시설 설치의무 대상 산업단지 내 매립시설 부지의 50% 범위 내에서 열분해시설 등의 입지를 허용하는 ‘폐기물시설촉진법’ 시행령도 개정한다. 석유·화학 기업이 폐플라스틱 열분해유를 석유제품 원료로 활용하면 온실가스 감축효과를 반영해 탄소배출권을 인정받을 수 있도록 관련 지침도 개정하기로 했다. 폐플라스틱으로 만든 합성가스를 원료로 메탄올·암모니아 등을 생산하거나 수소를 개질·추출해 수소차 충전, 연료전지 발전에 활용하는 기술 개발 등도 지원할 계획이다. 한정애 환경부 장관은 이날 대전에 있는 SK이노베이션 연구시설을 방문해 “폐기물분야 탄소중립, 순환경제 실현을 위해 소각·매립되는 폐플라스틱은 열분해 및 가스화를 거쳐 플라스틱 원료나 수소로 재활용할 가치가 높다”며 “원료 수급부터 제품 사용까지 재활용 체계를 구축해 활성화를 뒷받침하겠다”고 밝혔다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

DL이앤씨, 호주 플랜트시장 진출 ‘첫발’ DL이앤씨가 호주 플랜트 시장 진출을 추진하고 있다. DL이앤씨는 호주 리 크릭 에너지와 암모니아 및 요소 생산공장 건설을 위한 타당성 조사와 기본설계를 수행하는 업무협력 합의각서(HOA)를 체결했다고 9일 밝혔다. DL이앤씨는 우선협상대상자로서 다음달까지 세부조건 협상 및 본계약 체결을 완료하고 7월부터 업무를 시작한다. 수주금액은 약 3000만 달러로 예상된다. DL이앤씨는 세계 최대 규모인 사우디아라비아 마덴 암모니아 생산공장 건설사업을 성공적으로 수행한 기술력을 인정받아 이번 사업에서 독점권을 보유한 우선협상자로 선정됐다. 사업은 사업주가 생산하는 합성가스를 원료로 중간 생산물인 암모니아를 제조한 다음 이를 활용해 연간 100만t의 요소를 생산하는 공장을 짓는 것이다. 현장은 남부 호주 주도인 애들레이드에서 북쪽으로 550㎞ 떨어진 리 크릭 광산 지역에 위치하고 있다. DL이앤씨는 앞으로 약 1년 동안 타당성 조사와 기본설계를 수행하게 된다. 이를 바탕으로 향후 발주가 진행되는 이 사업의 설계·조달·시공(EPC) 수주에도 유리한 위치를 차지할 것으로 기대하고 있다.한화건설, 중대재해 제로 선포식 개최 한화건설이 현장 안전 의식을 고취하고 중대재해 예방을 결의하기 위해 전국 57개 현장에서 ‘중대재해 ZERO(제로) 선포식’을 최근 개최했다고 9일 밝혔다. 지난 4일 열린 선포식에는 한화건설 최광호 사장을 비롯해 각 사업본부장과 안전을 총괄하는 최고안전책임자(CSO) 등이 현장별로 참석했다. 최 사장을 비롯한 현장 대표자가 ‘2021년 중대재해 제로’를 선포하고, 이어 협력업체 대표가 동참을 선언했다. 또 현장소장과 협력사 대표가 함께 중대재해 제로 결의문을 낭독하고 참석자들이 대형 결의문 서약판에 서명하는 시간을 가졌다. 한화건설은 이번 선포문에서 근로자의 생명과 건강 보호를 기업경영의 첫째 지표로 삼고 안전보건에 대한 지원에 최선을 다하기로 했다. 특히 고위험 작업에 이동형 폐쇄회로(CC)TV를 활용하고 현장에서 위험 상황이 예측되면 근로자 누구나 작업 중지 요청 및 작업 거부권을 행사할 수 있도록 했다. 최 사장은 “지난해 한화건설은 모든 임직원과 현장 구성원들의 노력을 바탕으로 사망사고가 단 한 건도 발생하지 않았다”며 “안전은 이제 선택이 아닌 필수이자 사회적 약속임을 명심하고 올해도 사망사고 제로를 반드시 달성할 것”이라고 말했다. 포스코건설, 하도급 대금 직불 인센티브 포스코건설이 2차 하도사에 지불해야 할 각종 대금의 체불을 예방하는 협력사에 파격적인 인센티브를 제공하기로 했다. 포스코건설은 ‘하도급 대금 직불’에 참여하는 협력사들에 대해 종합수행도 평가 시 가점 2점을 부여해 입찰참여 기회를 높여 주고 노무비 닷컴 이체수수료도 지원한다. 가점 2점은 2020년도 종합수행도 평가 가점 평균이 1.7점인 것을 감안하면 파격적인 혜택으로, 종합수행도 평가 우수업체로 선정되면 입찰우선 참여가 가능하고, 계약보증금 5% 경감 및 복수공종 입찰 참여 허용 등의 혜택도 주어진다. 포스코건설은 그동안 공사계약 시 협력사가 자율적으로 근로자들의 임금계좌를 노무비 닷컴에 등록해 지급하는 방식의 체불관리시스템 사용을 권장해 왔지만 정작 협력사들의 참여도가 낮아 이 같은 제도를 도입한 것이다. 포스코건설 관계자는 “사업 파트너와 함께 강건한 산업생태계를 조성한다는 경영이념 아래 공정거래, 윤리경영을 통해 협력사와 동반성장하는 모범기업이 되도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

지구온난화를 일으키는 원인 ‘메탄’을 석유화학의 쌀이라고 불리는 에틸렌을 비롯한 다양한 화학원료로 전환할 수 있는 기술을 국내연구진이 개발했다. 한국화학연구원 탄소자원화연구소 연구진은 이산화탄소보다 강력한 온실가스인 메탄을 산화제 없이 에틸렌 같은 유용한 화학물질과 수소로 전환할 수 있는 ‘비산화 메탄 직접 전환기술’을 개발했다고 24일 밝혔다. 비산화 메탄 직접전환기술은 산소 같은 산화제 없이 메탄을 유용한 화학물질로 바꾸는 기술이다. 이번 기술 개발은 중국 대련화학물리연구소, 미국 메릴랜드대학에 이어 세 번째이다. 메탄은 석유화학공정과 셰일가스에서 나오는 물질로 전 세계 연간 메탄발생량 6억t 중에서 96%가 난방이나 발전용으로 사용되고 화학원료로 사용되는 것은 4%에 불과하다. 이 때문에 많은 연구자들은 메탄을 화학연료로 전환해 활용하는 방법을 찾고 있다. 메탄 전환기술은 메탄과 산화제를 반응시켜 합성가스를 만든 다음 화학원료로 만드는 간접전환 방법과 산화제 같은 화학처리 없이 화학원료로 전환하는 직접전환 방법이 있다. 간접전환방법은 상용화돼 많이 쓰이고 있지만 효율이 낮고 직접전환방법도 처리 과정 중에 나오는 메틸 라디칼이라는 물질을 제어할 수 없어 아직 상용화되지 못하고 있는 상황이다. 연구팀은 단원자 철 촉매를 만들어 원자 하나에 한 번씩만 화학반응이 나타나도록 하고 1000도 이상 고온에서 산화제 없이 메틸 라디칼을 제어하면서 메탄을 에틸렌, 벤젠 같은 화학원료로 전환시킬 수 있는 기술을 개발했다. 특히 기존 직접전환 방법에서 단점으로 지적된 연쇄반응으로 인해 만들어지는 이산화탄소와 코크 같은 부산물이 생기지 않고 불필요한 에너지도 줄어들어 에너지 효율을 높였다는 평가를 받고 있다.실제로 연구팀은 이 방법으로 메탄을 에틸렌, 에탄, 아세틸렌으로 86%, 벤젠, 자일렌, 톨루엔, 나트탈렌 등 방향족 화합물로 13%, 부산물로 수소를 얻어 메탄의 화학원료 전환율을 99%로 만드는데 성공했다. 김석기 화학연구원 박사는 “이번 연구는 촉매 표면특성에 따라 부산물을 억제시키고 유용한 물질을 만들 수 있다는 것을 확인했다는데 의미가 크다”라면서 “또 직접전환 기술의 전체 메커니즘을 밝혀냄으로써 상용화 가능성도 높였다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 6월 스위스 취리히에 있는 로잔 연방 공과대학(ETH Zurich)의 공학 연구소 건물 위에 안테나 비슷한 접시형 장치가 설치됐습니다.(사진) 하지만 이 장치는 통신 연구용이 아니라 새로운 태양에너지 연구용으로 개발된 것입니다. ETH의 알도 스테인펠드와 그 동료들이 개발한 이 장치는 태양에너지를 이용해서 내연기관이 하는 일을 정확히 반대로 합니다. 가솔린 엔진 같은 내연기관은 공기 중 산소와 화석연료를 반응시켜 이산화탄소와 물로 바꾸고 여기서 나오는 열에너지를 운동에너지로 바꿉니다. 연구팀이 개발한 태양 열화학 반응로(solar thermochemical reactor)는 이 반응을 반대로 하기 위해 태양열과 산화세륨(cerium oxide)를 사용합니다. 우선 첫 단계는 대기 중에 있는 이산화탄소와 수증기를 추출하는 것입니다. 추출한 이산화탄소와 수증기가 반응로에 들어가기 전에 할 일은 반응로를 가열하는 것입니다. 접시 모양의 태양열 집열 장치는 작은 반응로를 1500℃까지 가열합니다. 그러면 반응로 내부에 있는 산화세륨 세라믹에서 산소가 분리됩니다. 여기에 물과 이산화탄소 분자가 들어가면 가지고 있는 산소 원자를 빼앗기게 되는 것입니다. 그 결과 일산화탄소와 수소가 섞인 합성가스(syngas)가 생성되는데, 적절한 촉매를 이용하면 이를 항공유의 원료가 되는 케로신(kerosene, 등유)로 만들 수 있습니다. 물론 메탄올을 비롯한 다른 탄화수소 원료도 생산이 가능하지만, 연구팀이 집중하고 있는 분야는 합성 항공유입니다. 현재 전기자동차가 빠른 속도로 보급되고 있고 수소 연료전지를 이용한 자동차 역시 보급 시도가 한창입니다. 따라서 육상 운송 분야에서는 내연기관 자동차가 전기차와 수소차로 대체될 가능성이 크지만, 항공기 분야에서는 대체가 어려울 것이라는 의견이 지배적입니다. 배터리의 경우 비행기에 탑재하기에는 너무 무거워 획기적인 배터리가 개발되지 않는 이상 단거리 중소형 항공기에 사용되거나 하이브리드 방식으로 제한적으로 사용될 것으로 보입니다. 수소는 항공기에 탑재하기에 상당히 위험한 연료입니다. 따라서 미국과 유럽에서는 항공유를 대체할 수 있는 친환경 액체 연료 개발이 활발하게 이뤄지고 있습니다. 유럽 연합은 그 일환으로 태양에서 액체 연료 프로젝트(SUN-to-LIQUID project)를 추진하고 있습니다. 이 연구 역시 그 일부라고 할 수 있습니다. 사실 에너지를 투입해 이산화탄소와 물을 합성 연료로 만드는 일 자체는 어렵지 않습니다. 문제는 경제성입니다. 이렇게 만든 합성연료가 화석연료보다 약간 비싼 정도면 소비자와 항공 업계도 기꺼이 비용을 감수하고 친환경 연료를 사용하겠지만, 현재까지는 가격이 문제가 아니라 대량 생산 자체를 못 하는 상황입니다. 로잔 연방 공과대학은 태양에너지를 이용한 합성 연료 생산 기술의 상용화를 위해 신헬리온(Synhelion)이라는 스핀오프 기업을 설립했습니다. 갈 길은 멀긴 하지만, 갈수록 뜨거워지는 지구를 생각하면 다른 대안이 있지 않을 것입니다. 연구팀의 추산으로는 스위스 면적 혹은 모하비 사막의 1/3 정도의 면적이면 전 세계 항공유 수요를 충족시킬 수 있는 합성 연료를 생산할 수 있습니다. 여러 선진국과 스타트업 기업들이 이 분야에 뛰어들고 있는데, 과연 누가 어떤 기술로 친환경 항공유 시장을 선점하게 될 것인지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

재활용되지 않고 버려진 플라스틱 쓰레기를 전기에너지와 수소에너지로 바꾸는 기술이 세계 최초로 개발됐다. 영국 체스터대학 연구진이 현지 에너지 기업인 파워하우스 에너지와 함께 개발한 이 방법은 재활용 가능한 플라스틱을 자동차나 가정에서 활용할 수 있는 전기 및 수소에너지로 전환하는 것으로, 이미 상용화 단계 직전까지 연구가 진행됐다. 분리수거가 되지 않았거나 세척이 되지 않은 플라스틱을 5cm 길이로 잘게 자른 뒤 이를 1000℃의 뜨거운 가마에 녹이면 이 과정에서 가스가 발생한다. 연구진은 이 가스를 정제해 변환해서 전기에너지 또는 수소에너지를 만드는데 성공했다. 특히 이 기술은 플라스틱의 종류를 가리지 않으며, 내부가 이미 오염돼 있어도 적용할 수 있다고 알려져 더욱 관심을 모으고 있다. 연구진은 이 특허기술이 현지 발전소뿐만 아니라 수소 자동차 7000대 및 각 가정에 에너지를 전달할 수 있을 것으로 기대했다. 뿐만 아니라 해양 플라스틱 쓰레기로 골머리를 앓고 있는 아시아 지역에도 도움이 될 것이며, 일본 정부는 이미 이 기술에 관심을 보이고 있는 것으로 알려졌다. 체스터대학의 조 하우 교수는 “이 기술은 모든 플라스틱 쓰레기를 높은 품질의 저탄소 수소합성가스로 변환해 가스엔진에 사용이 가능하다”면서 “이 과정에서 부산물로 전기에너지를 얻을 수 있으며 이는 폐플라스틱이 자동차에 연료를 공급할 뿐만 아니라 집의 조명을 켤 수 있게 돕는다는 것을 의미한다”고 설명했다. 이어 “폐기물 플라스틱을 전 세계의 도시에 공급할 수 있는 가치있는 에너지로 만들 것이며, 가장 중요한 것은 폐플라스틱의 재활용이 바다를 깨끗하게 만들 수 있다는 사실”이라고 덧붙였다. 체스터대학 연구진은 이미 지난 2년간 프로토타입을 이용해 테스트를 이어왔으며, 내년 초 대중화 할 수 있는 더 작은 크기의 가마 및 변환기기를 제작할 예정이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

효율 42%로 석탄보다 2%P 높아 美·유럽 1990년대 이미 상용화 충남 태안반도 끝자락에 있는 태안화력발전단지. 석탄화력발전소 옆에 130m 높이의 구조물이 세워져 있다. 이 구조물은 국내 최초로 세워지는 석탄가스화복합화력(IGCC)의 핵심 설비인 가스화기다. 석탄을 원료로 하지만 고온·고압 과정을 통해 생성되는 가스가 가스터빈과 증기터빈을 돌리는 연료로 사용된다. 겉보기에는 석탄화력발전소와 다를 바 없어 보이지만 온실가스가 거의 발생하지 않아 친환경 발전소로 각광받고 있다. 올해 완공 예정이다. 발전소 건설 업체인 두산중공업 관계자는 6일 “석탄은 오염물질 배출이 상대적으로 많아 기피 대상이지만 우수한 경제성 등은 무시할 수 없다”면서 “청정 석탄 이용 기술이 어느 때보다 중요해지고 있다”고 말했다. 석탄 등 저급 연료를 가스로 전환하는 기술은 미국, 유럽 등 선진국에서는 1990년대부터 이미 상용화돼 있었다. 미국은 석탄가스화복합화력의 효율을 높이고 건설 단가를 낮추는 데 방점이 찍혀 있다면 유럽은 석탄과 바이오 등을 섞는 등 혼합형 연료 개발에 주안점을 두고 있다. 한국서부발전은 환경 규제 강화, 노후 석탄발전설비 대체 수요 등을 감안할 때 2030년 8300억 달러 규모(약 250GW)의 거대 시장이 형성될 것으로 보고 있다. 현재 석탄가스화복합화력의 발전 효율은 약 42%로 석탄화력 대비 2% 포인트 높다. 발전 효율이 2% 올라가면 이산화탄소 발생량은 10% 줄어든다. 기존 발전설비와 달리 연료를 연소하기 전에 오염물질 제거가 쉬워 액화천연가스(LNG) 수준으로 떨어뜨릴 수 있다. 특히 이 기술이 주목받는 이유는 이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술과 연계되면서 발전 단가를 15%가량 낮출 수 있기 때문이다. 서부발전 측은 “합성가스의 부피가 기존 석탄화력 배기가스의 10%에 그친다”면서 “부피가 줄면 그만큼 비용이 덜 들어간다”고 설명했다. 증기의 압력과 온도를 높여 연료 소비를 줄이는 초초임계압(USC) 화력발전소, 석탄발전소의 연료를 우드펠릿(나무와 톱밥으로 만든 고체 연료) 등으로 대체하는 연료전환 프로젝트, 공기와 석회를 동시에 주입해 연료를 순환 연소시킴으로써 오염물질 배출을 크게 줄인 순환유동층 보일러도 친환경 발전소로 주목받고 있다. 삼성엔지니어링은 황 함유량을 크게 낮추는 플랜트 기술을 개발했다. 지난해 완공한 트리니다드토바고 정유 플랜트에서는 초저황(황 함유량 8 이하) 디젤이 매일 4만 배럴씩 생산된다. 김헌주 기자 dream@seoul.co.kr