기후변화의 위기를 경고하는 목소리가 거셉니다. 국제환경단체 그린피스는 지구의 온도가 높아져 남극에서는 5년간 서울면적 70배의 얼음이 사라졌다고 밝혔습니다. 빙하가 소멸되면 지구 온도가 더 빠른 속도로 올라가 인류는 대재앙을 맞게 됩니다. 쓰나미와 가뭄, 열대우림의 붕괴, 해수면의 상승, 폭염으로 인류 생태계는 생존의 위기를 맞게 되는 것이죠. 이 위기를 극복하기 위한 신기술이 4차 산업혁명의 영향으로 뜨고 있습니다. 이른바 탄소를 줄이는 ‘C테크(Climate·Clean·Carbon Technology) 산업’의 부상인데요. C테크는 탄소를 어떻게 줄일까요?

‘탄소 중립’ 인류의 화두가 되다

화석연료, 이른바 석유와 석탄을 활용해 인류는 산업화에 성공했고 가장 살기 좋은 문명을 탄생시켰습니다. 하지만 이 과정에서 화석에너지로 움직이는 내연 기관차, 화력발전소, 석유화학, 철강산업 등은 막대한 이산화탄소를 배출시켜 지구의 온도를 나날이 뜨겁게 만들고 있습니다. 지구는 산업화 이전보다 1.09도 올랐고 이 결과 지구는 폭염과 가뭄, 초대형 산불, 슈퍼 폭풍, 홍수 등 극단적 기상이변을 경험하고 있습니다.

2015년 12월 12일 195개국은 파리기후변화협약을 체결하고 2016년 11월 협약을 발효시켰습니다. 이후 121개 국가가 ‘2050 탄소중립 목표 기후 동맹’에 가입하면서 ‘탄소중립’이 전 세계의 화두가 되고 있습니다.

‘탄소 중립’이란?

탄소 중립이란 개인, 회사, 단체 등에서 배출한 이산화탄소를 다시 흡수해 실질적인 배출량을 0(Zero)으로 만드는 것을 말합니다. 즉, 배출되는 탄소와 흡수되는 탄소량을 같게 해 탄소 순배출이 ‘0’이 되게 하는 것으로, ‘넷-제로(Net-Zero)’라고도 부릅니다. 온실가스를 흡수하기 위해서는 배출한 이산화탄소의 양을 계산하고 탄소의 양만큼 나무를 심거나, 화력발전을 줄이고 풍력·태양력 발전과 같은 청정에너지 사용을 늘리는 것입니다. 우리나라도 2030년까지 온실가스 배출량을 2018년 대비 40% 감축하고 2050년에는 ‘순배출량 0(넷제로)’을 달성하겠다는 목표를 설정했습니다.

기후변화 대응기술, C테크가 온다

기후변화가 인류의 과제로 부상하면서 기후변화 대응 기술, 이른바 C테크(Climate·Clean·Carbon Technology)가 뜨고 있습니다. C테크는 기후변화를 완화하거나 기후변화에 적응하는 기술을 통칭하는 말로 탄소배출을 줄이는 핵심 기술이 되고 있습니다.

탄소 감량에는 이산화탄소 포집 및 저장(Carbon Capture and Storage) 기술인 CCS와 이산화탄소 포집 및 재활용(Carbon Capture and Utilization) 기술인 CCU기술이 새로운 희망이 되고 있습니다. 두 기술을 합쳐 CCUS 기술이라고 합니다.

CCS 기술 가운데 공기 중 탄소를 직접 포집해 제거하는 직접공기포집(DAC, Direct Air Capture) 기술이 주목받고 있습니다. 두 가지 방식이 사용되는데요. 흡착제가 있는 필터를 사용해서 대기 중 이산화탄소만 걸러내고 나머지는 배출하는 ‘필터흡착’과 거대한 팬을 돌려서 공기를 빨아들인 뒤 이산화탄소만 분리해내는 ‘화학흡수’ 방식이 있습니다.

그린수소가 뜬다

수소는 그 생산 방식에 따라 △그린수소 △그레이 수소 △브라운 수소 △블루수소로 구분됩니다. 이 가운데 가장 친환경적인 수소는 그린수소로 태양광·풍력 등 재생에너지에서 생산된 전기로 물을 전기분해(수전해, 2H2O → 2H2 + O2)하여 생산한 수소입니다. 수전해 기술을 사용할 경우 수소와 산소만 생산되기 때문에 오염물질이 전혀 배출되지 않습니다. 다만, 생산 단가가 높고 전력 소모량도 많아 상용화에 어려움이 많습니다.

블루수소는 이산화탄소를 포집·압축·수송해 지하에 저장하는 CCS(Carbon Capture & Storage) 기술을 적용해 생산하는 수소를 말합니다. 이와 달리 브라운수소와 그레이수소는 각각 화석연료인 석탄·갈탄이나 천연가스(CH4)를 통해 생산하기 때문에 이산화 탄소가 발생한다는 단점이 있습니다.

Co2, 로켓·우주선 연료가 되다

스페이스X가 추진하는 화성행 우주선이 발사될 때마다 약 715톤의 Co2가 방출된다. 머지않아 이 Co2를 포집해 로켓 연료로 사용하는 우주선이 개발됩니다. 일론 머스크 스페이스 X CEO는 대기중의 Co2를 포집해 로켓 연료로 전환하는 프로젝트를 추진 중입니다.

‘땅 위의 인공태양’ 프로젝트도 추진됩니다. 태양이 타오르는 원리를 본뜬 핵융합발전으로 수소(중수소+삼중수소)를 원료로 사용합니다. 1,000톤의 수소로 핵융합을 일으키면 전 세계가 1년 내내 사용할 수 있는 전기를 생산할 수 있다. 한국핵융합에너지연구원이 개발 중에 있습니다.

탄소를 줄이기 위해 데이터센터를 해저에 설치하고 있습니다. 마이크로소프트는 스코틀랜드 오크니섬 인근 앞바다에 해저 데이터센터를 설치했습니다. 길이 12m, 지름 2.8m 크기의 흰색 원통 모양 구조물에 864대의 서버를 넣어 해저 36.5m 지점에 설치한 것입니다.

데이터센터는 ‘전기 먹는 하마’로 북해의 차가운 바닷속에 데이터센터를 통째로 넣어 자연 냉각시킬 수 있고 데이터 입출력과 연산에 필요한 전력까지 조력·파력 발전으로 조달할 수 있습니다.

세계 최대 해운회사인 덴마크 머스크는 2023년 탄소중립 컨테이너선 3척을 투입합니다. 2000개의 컨테이너를 운송하는 이 선박은 선박유 대신 메탄올을 연료로 사용합니다. 천연가스로 만드는 메탄올은 기존 선박유보다 탄소를 30% 이상 적게 배출합니다.

글 ㅣ 최은수 ㅣ 미래 경영전략학 박사·MBN 보도국장